Przenoszenie średnia filtr java

Filtrowanie obrazu można podzielić na dwie grupy w zależności od efektów: Filtry dolnoprzepustowe (wygładzanie) Filtrowanie dolnoprzepustowe (tzw. Wygładzanie) służy do usuwania szumów o wysokiej częstotliwości z cyfrowego obrazu. Filtry dolnoprzepustowe zwykle wykorzystują ruchomy operator okienny, który wpływa na jeden piksel obrazu na raz, zmieniając jego wartość za pomocą funkcji lokalnego regionu (okna) pikseli. Operator przesuwa się po obrazie, aby wpłynąć na wszystkie piksele obrazu. Filtry górnoprzepustowe (Wykrywanie krawędzi, Wyostrzanie) Filtr górnoprzepustowy może zostać użyty w celu zwiększenia ostrości obrazu. Filtry te podkreślają drobne szczegóły na obrazie - przeciwieństwo filtra dolnoprzepustowego. Filtrowanie górnoprzepustowe działa w taki sam sposób jak filtrowanie dolnoprzepustowe, po prostu używa innego jądra splotu. Podczas filtrowania obrazu na każdy piksel mają wpływ sąsiedzi, a efektem netto filtrowania jest przenoszenie informacji wokół obrazu. W tym rozdziale, dobrze użyj tego obrazu: bogotobogo wyszukiwanie strony: wyszukiwanie strony bogotobogo: średnie filtrowanie jest łatwe do wdrożenia. Jest używany jako metoda wygładzania obrazów, zmniejszając stopień zmienności intensywności między jednym pikselem a następnym, redukując szum w obrazach. Idea średniego filtrowania polega po prostu na zamianie każdej wartości piksela na obrazie na średnią (średnią) wartość jego sąsiadów, w tym samego siebie. Powoduje to wyeliminowanie wartości pikseli, które są niereprezentatywne dla ich otoczenia. Średnie filtrowanie jest zwykle uważane za filtr splotu. Podobnie jak inne nawinięcia, opiera się na jądrze, które reprezentuje kształt i rozmiar okolicy, z której mają być pobrane próbki podczas obliczania średniej. Często używa się jądra kwadratowego 3 razy 3, jak pokazano poniżej: Mf jest średnim filtrem: Filtr2 () jest zdefiniowany jako: Y filtr2 (h, X) filtruje dane w X z dwuwymiarowym filtrem FIR w macierz h. Oblicza wynik, Y, stosując dwuwymiarową korelację, i zwraca centralną część korelacji, która ma taki sam rozmiar jak X. Zwraca część Y określoną przez parametr kształtu. shape to ciąg o jednej z następujących wartości: full. Zwraca pełną dwuwymiarową korelację. W tym przypadku Y jest większe niż X. (domyślnie) Zwraca centralną część korelacji. W tym przypadku Y ma taki sam rozmiar jak X. jest prawidłowe. Zwraca tylko te części korelacji, które są obliczane bez krawędzi o zerowych brzegach. W tym przypadku Y jest mniejsze niż X. Teraz chcemy zastosować jądro zdefiniowane w poprzedniej sekcji, używając filter2 (): Widzimy, że filtrowany obraz (po prawej) jest nieco rozmazany w porównaniu do pierwotnego wejścia (po lewej) . Jak wspomniano wcześniej, filtr dolnoprzepustowy może być stosowany do odszumiania. Pozwala przetestować to. Po pierwsze, aby wprowadzać trochę brudu, rozpylamy trochę pieprzu i soli na obraz, a następnie stosujemy filtr średni: ma pewien wpływ na hałas soli i pieprzu, ale nie za wiele. Po prostu ich zamazano. Jak o wypróbowaniu wbudowanego w Matlabsa filtra medianowego bogotobogo search: bogotobogo site search: Median filter - medfilt2 () Oto skrypt: O wiele lepszy. W przeciwieństwie do poprzedniego filtra, który używa właśnie wartości średniej, tym razem użyliśmy mediany. Filtrowanie medianowe jest operacją nieliniową, często używaną w przetwarzaniu obrazu, w celu zmniejszenia hałasu soli i pieprzu. Zauważ też, że medfilt2 () jest filtrem 2-D, więc działa tylko dla obrazu w skali szarości. Aby usunąć szum dla obrazu RGB, przejdź do końca tego rozdziału: Usuwanie szumów w obrazie RGB. Matlab udostępnia metodę tworzenia predefiniowanego filtra 2D. Jego fspecial (): h fspecial (type) tworzy dwuwymiarowy filtr h określonego typu. Zwraca h jako jądro korelacji, które jest odpowiednią formą do użycia z imfilter (). Typ jest ciągiem mającym jedną z następujących wartości: Matlab Image and Video Processing OpenCV 3 - przetwarzanie obrazu wideo Przetwarzanie obrazu i wideo OpenCV 3 z PythonIntroduction W poprzednim artykule przyjrzano się średnie ruchomości i sposób ich obliczania. W tym artykule przyjrzymy się teraz, jak wdrożyć je w Web Intelligence. Użyta tutaj formuła jest zgodna z wersją XIr3 SAP BOE, jednak niektóre formuły mogą działać w poprzednich wersjach, jeśli są dostępne. Zacznijmy od tego, jak obliczyć prostą średnią ruchomą przed obejrzeniem formularzy ważonych i wykładniczych. Przykładowe przykłady Poniższe przykłady wykorzystują ten sam zestaw danych, który jest danymi o cenach akcji w pliku Excel, który można pobrać. Pierwszą kolumną w pliku jest dzień ceny akcji, a następnie kolumny ceny otwarcia, najwyższa cena w danym dniu, najniższa cena, cena zamknięcia, wolumen i skorygowana cena zamknięcia. We8217ll wykorzysta cenę zamknięcia w poniższej analizie wraz z obiektem Date. Prosta średnia ruchoma Istnieje kilka sposobów obliczania prostych średnich kroczących. Jedną opcją jest użycie funkcji Poprzedni w celu uzyskania wartości poprzedniego wiersza. Na przykład poniższa formuła oblicza średnią ruchomą z naszej końcowej ceny akcji dla średniej ruchomej zestawu danych o rozmiarze 3, Jest to dość prosta formuła, ale oczywiste jest, że nie jest to praktyczne, gdy mamy dużą liczbę okresów, w których możemy dokonać użycie formuły RunningSum i zestawu danych o rozmiarze N mamy W końcu mamy trzecią technikę, która chociaż jest bardziej skomplikowana, może mieć lepszą wydajność, ponieważ oblicza nową wartość na podstawie poprzedniej wartości, zamiast dwóch działających sum na pełnych danych zestaw. Ta formuła działa jednak dopiero po N-tym punkcie w całym zestawie danych, a ponieważ odnosi się do poprzedniej wartości, musimy również ustawić wartość początkową. Poniżej znajduje się pełna formuła stosowana w naszej analizie cen akcji, w której średnia krocząca wynosi 15 dni. Data 1252017 to 15 punkt danych w naszym zbiorze danych, więc dla tego punktu obliczamy normalną średnią z wykorzystaniem RunningSum. Dla wszystkich dat poza tą wartością stosujemy naszą formułę SMA i pozostawiamy puste wszystkie daty przed tą datą. Ryc. 1 poniżej przedstawia wykres w Web Intelligence wyświetlający nasze dane o cenach akcji za pomocą prostej średniej ruchomej. Rysunek 1. Dokument Web Intelligence wyświetlający średnią ruchomą średnią ważoną ruchomą Ważoną średnią ruchomą z okresem 3 jest taka, jak w przypadku naszej pierwszej prostej formuły średniej ruchomej powyżej, jest to praktyczne tylko dla małej liczby okresów. Nie udało mi się jeszcze znaleźć prostej formuły, która mogłaby zostać zastosowana dla większych średnich kroczących okresów. Matematyczne to jest możliwe, ale ograniczenia dzięki Web Intelligence oznaczają, że te wzory nie konwertują. Jeśli ktokolwiek jest w stanie to zrobić, chciałbym usłyszeć Poniższy rysunek jest WMA z okresu 6 wdrożonego w Web Intelligence. Rysunek 2. Dokument Web Intelligence ważonej średniej ruchomej wykładniczej Średnia ruchoma wykładnicza jest dość prosta do wdrożenia w Web Intelligence i dlatego jest odpowiednią alternatywą dla ważonej średniej ruchomej. Podstawowa formuła jest tutaj We8217ve zakodowana 0.3 jako nasza wartość alfa. Stosujemy tę formułę tylko dla okresów większych niż nasz drugi okres, więc możemy użyć instrukcji if, aby je odfiltrować. Dla naszego pierwszego i drugiego okresu możemy użyć poprzedniej wartości, a więc naszą ostateczną formułą dla EMA jest: Poniżej znajduje się przykład EMA stosowanego do naszych danych giełdowych. Rysunek 3. Dokument Web Intelligence wyświetla średnią ewolucyjną ruchy wejściowe Ponieważ nasza formuła EMA nie opiera się na wielkości okresu średniej ruchomej, a naszą jedyną zmienną jest alpha, możemy użyć Kontroli wejściowej, aby umożliwić użytkownikowi dostosowanie wartości alfa. Aby to zrobić, utwórz nową zmienną o nazwie 8216alpha8217 i zdefiniuj jej formułę8282, Uaktualnij naszą formułę EMA, Utwórz nowy kontrolkę wprowadzania, wybierając naszą zmienną alfa jako obiekt raportu kontroli wejścia Użyj prostego suwaka i ustaw następujące właściwości, Po zakończeniu powinien być w stanie przesunąć suwak i natychmiast zobaczyć zmiany w linii trendu na wykresie Wnioski Przyjrzeliśmy się, jak wdrożyć trzy typy średniej ruchomej w analizie Web Intelligence i chociaż wszystkie były możliwe, Exponential Moving Average jest prawdopodobnie najłatwiejszą i najbardziej elastyczną . Mam nadzieję, że ten artykuł był dla Ciebie interesujący i jak zawsze wszelkie opinie są mile widziane. Nawigacja po poście Pozostaw odpowiedź Anuluj odpowiedź Musisz być zalogowany, aby dodać komentarz. Podstęp do ważonej średniej ruchomej (WMA) polega na tym, że musisz utworzyć zmienną, która reprezentuje liczniki WMA (patrz Wikipedia dla odniesienia). Powinno to wyglądać następująco: Poprzednie (Self) (n Zamknij) 8211 (Poprzednie (RunningSum ( Close)) 8211 Previous (RunningSum (Close) n1) gdzie n jest liczbą kropek, a następnie rzeczywista formuła WMA8217s byłaby następująca: Numerator (n (n 1) 2) gdzie Numerator jest zmienną, która została wcześniej utworzona. i Wyjście W tej sekcji rozszerzamy zestaw prostych abstrakcji (wejście linii poleceń i standardowe wyjście), które używamy jako interfejs pomiędzy naszymi programami Java i światem zewnętrznym, aby uwzględnić standardowe wejście, standardowy rysunek i standardowy dźwięk. input ułatwia nam pisanie programów przetwarzających dowolne ilości danych wejściowych i wchodzących w interakcje z naszymi programami standardowe rysowanie umożliwia nam pracę z grafiką i standardowym dźwiękiem dodaje dźwięk Widok z lotu ptaka Program Java pobiera wartości wejściowe od m wiersz polecenia i wypisuje ciąg znaków jako wynik. Domyślnie zarówno argumenty wiersza polecenia, jak i standardowe wyjście są powiązane z aplikacją, która przyjmuje polecenia, które nazywamy oknem terminala. Oto kilka instrukcji korzystania z wiersza poleceń w systemie. Mac middot Windows middot Linux Argumenty wiersza polecenia. Wszystkie nasze klasy mają metodę main (), która pobiera Argumenty łańcuchowe jako argument. Ta tablica jest sekwencją argumentów linii poleceń, które wpisujemy. Jeśli chcemy, aby argument był liczbą, musimy użyć metody takiej jak Integer. parseInt (), aby przekonwertować ją ze String do odpowiedniego typu. Standardowe wyjście. Aby wydrukować wartości wyjściowe w naszych programach, używamy System. out. println (). Java wysyła wyniki do abstrakcyjnego strumienia znaków znanego jako standardowe wyjście. Domyślnie system operacyjny łączy standardowe wyjście z oknem terminala. Całe wyjście w naszych programach do tej pory pojawiło się w oknie terminala. RandomSeq. java używa tego modelu: pobiera argument n linii poleceń i drukuje na standardowe wyjście sekwencję n liczb losowych od 0 do 1. Aby uzupełnić nasz model programowania, dodajemy następujące biblioteki: Standardowe wejście. Czytaj liczby i ciągi od użytkownika. Standardowy rysunek. Drukuj grafikę. Standardowy dźwięk. Utwórz dźwięk. Standardowe wyjście. Metody Java System. out. print () i System. out. println () implementują podstawowe standardowe wyjście, którego potrzebujemy. Niemniej jednak, aby traktować standardowe wejście i standardowe wyjście w jednolity sposób (i wprowadzić kilka usprawnień technicznych), używamy podobnych metod, które są zdefiniowane w naszej bibliotece StdOut: Java metody print () i println () to te, które masz używam. Metoda printf () daje nam większą kontrolę nad wyglądem wydruku. Sformatowane podstawy drukowania. W najprostszej postaci printf () przyjmuje dwa argumenty. Pierwszy argument nazywa się ciągiem formatującym. Zawiera specyfikację konwersji opisującą, w jaki sposób drugi argument ma zostać przekonwertowany na ciąg znaków wyjściowych. Łańcuchy formatowania zaczynają się od i kończą na jednoliterowym kodzie konwersji. Poniższa tabela podsumowuje najczęściej używane kody: Format string. Ciąg formatujący może zawierać znaki oprócz znaków specyfikacji konwersji. Specyfikacja konwersji zostaje zastąpiona wartością argumentu (przekształconą na określony łańcuch), a wszystkie pozostałe znaki są przekazywane do wyjścia. Wiele argumentów. Funkcja printf () może zająć więcej niż dwa argumenty. W takim przypadku ciąg formatu będzie miał dodatkową specyfikację konwersji dla każdego dodatkowego argumentu. Oto więcej dokumentacji na temat składni łańcuchowej formatu printf. Standardowe wejście. Nasza biblioteka StdIn pobiera dane ze standardowego strumienia wejściowego, który zawiera ciąg wartości rozdzielonych białymi znakami. Każda wartość jest łańcuchem lub wartością jednego z pierwotnych typów JEDNOSTEK. Jedną z kluczowych cech standardowego strumienia wejściowego jest to, że twój program pobiera wartości, gdy je czyta. Gdy program odczyta wartość, nie może wykonać kopii zapasowej i przeczytać go ponownie. Biblioteka jest definiowana za pomocą następującego interfejsu API: Obecnie rozważamy kilka przykładów. Wpisywanie danych wejściowych. Kiedy używasz polecenia java do wywołania programu Java z linii poleceń, faktycznie robisz trzy rzeczy: (1) wydawanie polecenia, aby rozpocząć wykonywanie twojego programu, (2) określanie wartości argumentów linii poleceń, oraz ( 3) rozpoczęcie definiowania standardowego strumienia wejściowego. Ciąg znaków, który wpisujesz w oknie terminala po linii poleceń, jest standardowym strumieniem wejściowym. Na przykład AddInts. java pobiera argument n linii poleceń. następnie odczytuje n liczb ze standardowego wejścia i dodaje je, a następnie wypisze wynik na standardowe wyjście: Format wejściowy. Jeśli wpiszesz abc lub 12.2 lub true, gdy StdIn. readInt () spodziewa się int. to odpowie z InputMismatchException. StdIn traktuje ciągi kolejnych białych znaków jako identyczne z jedną spacją i pozwala na rozgraniczenie liczb za pomocą takich ciągów. Interaktywne wejście użytkownika. TwentyQuestions. java to prosty przykład programu, który współdziała z jego użytkownikiem. Program generuje losową liczbę całkowitą, a następnie podaje wskazówki użytkownikowi próbującemu zgadnąć liczbę. Podstawową różnicą między tym programem a innymi, które napisaliśmy, jest to, że użytkownik ma możliwość zmiany przepływu sterowania podczas wykonywania programu. Przetwarzanie strumienia wejściowego o dowolnym rozmiarze. Zazwyczaj strumienie wejściowe są skończone: twój program przechodzi przez strumień wejściowy, zużywając wartości, dopóki strumień nie będzie pusty. Ale nie ma ograniczenia wielkości strumienia wejściowego. Average. java wczytuje sekwencję liczb rzeczywistych ze standardowego wejścia i drukuje ich średnią. Przekierowanie i orurowanie. W wielu aplikacjach wpisywanie danych wejściowych jako standardowego strumienia wejściowego z okna terminala jest nie do utrzymania, ponieważ ogranicza to moc przetwarzania naszych programów przez ilość danych, które możemy wpisać. Podobnie, często chcemy zapisać informacje wydrukowane na standardowym strumieniu wyjściowym do późniejszego wykorzystania. Możemy użyć mechanizmów systemu operacyjnego, aby rozwiązać oba problemy. Przekierowanie standardowego wyjścia do pliku. Dodając prostą dyrektywę do polecenia wywołującego program, możemy przekierować jego standardowe wyjście do pliku, albo do trwałego przechowywania, albo do wprowadzenia do innego programu w późniejszym czasie. Na przykład polecenie określa, że ​​standardowy strumień wyjściowy nie ma być drukowany w oknie terminala, ale zamiast tego ma zostać zapisany w pliku tekstowym o nazwie data. txt. Każde wywołanie StdOut. print () lub StdOut. println () dołącza tekst na końcu tego pliku. W tym przykładzie końcowym wynikiem jest plik zawierający 1000 losowych wartości. Przekierowanie standardowego wyjścia z pliku. Podobnie możemy przekierować standardowe wejście, aby StdIn odczytał dane z pliku zamiast z okna terminala. Na przykład polecenie czyta sekwencję liczb z pliku data. txt i oblicza ich średnią wartość. W szczególności symbol lt jest dyrektywą implementującą standardowy strumień wejściowy przez odczytanie z pliku data. txt zamiast czekania, aż użytkownik wpisze coś w oknie terminala. Kiedy program wywołuje StdIn. readDouble (). system operacyjny odczytuje wartość z pliku. Ta możliwość przekierowania standardowego wejścia z pliku umożliwia nam przetwarzanie ogromnych ilości danych z dowolnego źródła za pomocą naszych programów, ograniczonych jedynie wielkością plików, które możemy przechowywać. Łączenie dwóch programów. Najbardziej elastycznym sposobem implementacji standardowych danych wejściowych i standardowych wyjść wyjściowych jest określenie, że są one implementowane przez nasze własne programy. Ten mechanizm nazywa się rurociągiem. Na przykład poniższe polecenie określa, że ​​standardowe wyjście dla RandomSeq i standardowego strumienia wejściowego dla Average to ten sam strumień. Filtry. Dla wielu typowych zadań wygodnie jest myśleć o każdym programie jako o filtrze, który konwertuje standardowy strumień wejściowy do standardowego strumienia wyjściowego w pewien sposób, RangeFilter. java pobiera dwa argumenty wiersza poleceń i drukuje na standardowym wyjściu te liczby ze standardowego wejścia które mieszczą się w podanym zakresie. Twój system operacyjny zapewnia również wiele filtrów. Na przykład filtr sortowania umieszcza wiersze na standardowym wejściu w posortowanej kolejności: Kolejny przydatny filtr to więcej. który odczytuje dane ze standardowego wejścia i wyświetla je w oknie terminala po jednym ekranie na raz. Na przykład, jeśli wpiszesz, zobaczysz tyle liczb, ile zmieści się w oknie terminala, ale więcej będzie czekać na naciśnięcie spacji przed wyświetleniem każdego kolejnego ekranu. Standardowy rysunek. Teraz wprowadzamy prostą abstrakcję do tworzenia rysunków jako wynik. Wyobrażamy sobie abstrakcyjne urządzenie do rysowania zdolne do rysowania linii i punktów na dwuwymiarowym płótnie. Urządzenie potrafi reagować na polecenia, które nasze programy wydają w postaci wywołań statycznych metod w StdDraw. Główny interfejs składa się z dwóch rodzajów metod: poleceń rysowania, które powodują, że urządzenie podejmuje działanie (takie jak rysowanie linii lub rysowanie punktu) i steruje poleceniami, które określają parametry, takie jak rozmiar pisaka lub skala współrzędnych. Podstawowe polecenia rysowania. Najpierw rozważmy komendy rysowania: Te metody są prawie samopisujące się: StdDraw. line (x0, y0, x1, y1) rysuje segment prostoliniowy łączący punkt (x 0, y 0) z punktem (x 1. 1). StdDraw. point (x, y) rysuje punkt wyśrodkowany na punkcie (x. Y). Domyślną skalą współrzędnych jest kwadrat jednostki (wszystkie współrzędne xiy współrzędnych od 0 do 1). Standardowa implementacja wyświetla płótno w oknie na ekranie komputera, z czarnymi liniami i punktami na białym tle. Twój pierwszy rysunek. HelloWorld do programowania grafiki za pomocą StdDraw polega na narysowaniu trójkąta z punktem w środku. Triangle. java realizuje to za pomocą trzech wywołań do StdDraw. line () i jednego wywołania StdDraw. point (). Polecenia sterujące. Domyślny rozmiar płótna to 512 na 512 pikseli, a domyślny układ współrzędnych to kwadrat jednostki, ale często chcemy rysować wykresy w różnych skalach. Ponadto często chcemy rysować odcinki linii o różnej grubości lub punkty o różnej wielkości od standardu. Aby spełnić te potrzeby, StdDraw ma następujące metody: Na przykład sekwencja dwóch wywołań ustawia współrzędne rysunku w ramce ograniczającej, której lewy dolny róg znajduje się na (x 0.y 0), a którego prawy górny róg jest w (x 1. y 1). Filtrowanie danych do standardowego rysunku. PlotFilter. java odczytuje sekwencję punktów zdefiniowanych współrzędnymi (x. y) ze standardowego wejścia i rysuje punkt w każdym punkcie. Przyjmuje konwencję, że pierwsze cztery cyfry na standardowym wejściu określają obwiednię, aby mógł skalować wykres. Wykreślanie wykresu funkcji. FunctionGraph. java narysuje funkcję y sin (4 x) sin (20 x) w przedziale (0, pi). Istnieje nieskończona liczba punktów w przedziale, więc musimy zrobić z oceną funkcji w skończonej liczbie punktów w przedziale. Próbkujemy funkcji, wybierając zestaw wartości x, a następnie obliczając wartości y, oceniając funkcję przy każdej wartości x. Wykreślanie funkcji poprzez łączenie kolejnych punktów liniami tworzy tzw. Przybliżenie liniowe. Kształty otwarte i wypełnione. StdDraw zawiera również metody rysowania okręgów, prostokątów i dowolnych wielokątów. Każdy kształt definiuje kontur. Gdy nazwa metody jest tylko nazwą kształtu, ten kontur jest śledzony przez pióro rysunkowe. Gdy nazwa metody zaczyna się od wypełnionej. nazwany kształt jest wypełniony bryłą, nie jest śledzony. Argumenty dla circle () definiują okrąg o promieniu r argumenty dla square () definiują kwadrat o długości boku 2r wyśrodkowany na danym punkcie i argumenty dla wielokąta () definiują sekwencja punktów, które łączymy liniami, w tym jeden od ostatniego punktu do pierwszego punktu. Tekst i kolor. Aby dodać lub zaznaczyć różne elementy na swoich rysunkach, StdDraw zawiera metody do rysowania tekstu, ustawiania czcionki i ustawiania atramentu w pisaku. W tym kodzie java. awt. Font i java. awt. Color są abstrakcjami, które są zaimplementowane z nietypowymi typami, o których dowiesz się w rozdziale 3.1. Do tego czasu szczegóły zostawiamy StdDraw. Domyślnym kolorem tuszu jest czarny, a domyślną czcionką jest 16-punktowa zwykła czcionka Serif. Podwójne buforowanie. StdDraw obsługuje potężną funkcję grafiki komputerowej zwaną podwójnym buforowaniem. Gdy podwójne buforowanie jest włączone przez wywołanie enableDoubleBuffering (). cały rysunek odbywa się na płótnie na ekranie. Płaszczyzna poza ekranem nie jest wyświetlana, istnieje tylko w pamięci komputera. Tylko wtedy, gdy wywołasz show (), twój rysunek zostanie skopiowany z płótna na ekranie do płótna na ekranie. gdzie jest wyświetlany w standardowym oknie rysunku. Możesz myśleć o podwójnym buforowaniu jako o zbieraniu wszystkich linii, punktów, kształtów i tekstu, które każesz mu narysować, a następnie losowaniu wszystkich jednocześnie, na żądanie. Jednym z powodów używania podwójnego buforowania jest wydajność przy wykonywaniu dużej liczby poleceń rysowania. Animacje komputerowe. Naszym najważniejszym zastosowaniem podwójnego buforowania jest tworzenie animacji komputerowych. gdzie tworzymy iluzję ruchu poprzez szybkie wyświetlanie statycznych rysunków. Możemy tworzyć animacje powtarzając następujące cztery kroki: Wyczyść płótno poza ekranem. Rysuj obiekty poza ekranem Skopiuj płótno na zewnątrz do płótna ekranowego. Zaczekaj chwilę. Wspierając te kroki, StdDraw ma kilka metod: Program Hello, World dla animacji ma wytworzyć czarną kulę, która wydaje się poruszać na płótnie, odbijając się od granicy zgodnie z prawami kolizji sprężystej. Przypuśćmy, że piłka znajduje się na pozycji (x. Y) i chcemy stworzyć wrażenie przeniesienia jej do nowej pozycji, powiedzmy (x 0,01, y 0,02). Robimy to w czterech krokach: Wyczyść płótno na ekranie w kolorze białym. Narysuj czarną kulkę w nowej pozycji na płótnie na ekranie. Skopiuj płótno na zewnątrz do płótna na ekranie. Zaczekaj chwilę. Aby stworzyć iluzję ruchu, BouncingBall. java iteruje te kroki dla całej sekwencji pozycji piłki. Obrazy. Nasza standardowa biblioteka rysunków obsługuje rysowanie obrazów oraz kształtów geometrycznych. Polecenie StdDraw. picture (x, y, filename) wyświetla obraz w podanej nazwie (w formacie JPEG, GIF lub PNG) na kanwie, wyśrodkowany (x, y). BouncingBallDeluxe. java ilustruje przykład, w którym odbijająca się piłka jest zastępowana obrazem piłki tenisowej. Interakcja użytkownika. Nasza standardowa biblioteka rysunków zawiera również metody, dzięki którym użytkownik może wchodzić w interakcję z oknem za pomocą myszy. Pierwszy przykład. MouseFollower. java to interakcja z użytkownikiem HelloWorld. Wyciąga niebieską kulkę, skupioną na lokalizacji myszy. Gdy użytkownik przytrzyma przycisk myszy, piłka zmienia kolor z niebieskiego na błękitny. Prosty atraktor. OneSimpleAttractor. java symuluje ruch niebieskiej kuli przyciągniętej do myszy. Obejmuje również siłę oporu. Wiele prostych atraktorów. SimpleAttractors. java symuluje ruch 20 niebieskich kulek przyciągniętych do myszy. Obejmuje również siłę oporu. Gdy użytkownik kliknie, kulki rozproszą się losowo. Springs. Springs. java wdraża system sprężyn. Standardowy dźwięk. StdAudio to biblioteka, której można używać do odtwarzania i manipulowania plikami dźwiękowymi. Pozwala na odtwarzanie, manipulowanie i syntezowanie dźwięku. Przedstawiamy kilka podstawowych pojęć związanych z jednym z najstarszych i najważniejszych obszarów informatyki i informatyki naukowej: przetwarzanie cyfrowego sygnału. Koncert A. Koncert A jest falą sinusoidalną, skalowaną do oscylacji z częstotliwością 440 razy na sekundę. Funkcja sin (t) powtarza się raz na każde 2pi jednostek na osi X, więc jeśli mierzymy t w sekundach i wykreślamy funkcję sin (2pi t razy 440) otrzymujemy krzywą, która oscyluje 440 razy na sekundę. Amplituda (wartość-y) odpowiada objętości. Zakładamy, że jest skalowany między minus 1 a 1. Inne uwagi. Prosta formuła matematyczna charakteryzuje inne nuty w skali chromatycznej. Są one równo podzielone w skali logarytmicznej (podstawowa 2): jest dwanaście nut na skali chromatycznej, a my otrzymujemy nutę powyżej danej nuty przez pomnożenie jej częstotliwości przez (i 12) moc 2. dwukrotnie lub o połowę częstotliwość, poruszasz się w górę lub w dół oktawy na skali. Na przykład 880 herców ma oktawę powyżej koncertu A, a 110 herców ma dwie oktawy poniżej koncertu A. Próbkowanie. W przypadku dźwięku cyfrowego reprezentujemy krzywą, pobierając ją w regularnych odstępach czasu, dokładnie tak samo, jak przy wykreślaniu wykresów funkcji. Próbujemy wystarczająco często, że mamy dokładną reprezentację krzywej szeroko stosowana częstotliwość próbkowania jest 44 100 próbek na sekundę. To takie proste: reprezentujemy dźwięk jako tablicę liczb (liczby rzeczywiste, które są między minus 1 i 1). Na przykład poniższy fragment kodu odtwarza koncert A przez 10 sekund. Zagraj w tę melodię. PlayThatTune. java to przykład pokazujący, jak łatwo możemy tworzyć muzykę za pomocą StdAudio. Wykonuje notatki ze standardowego wejścia, indeksowane w skali chromatycznej z koncertu A i odtwarza je na standardowym dźwięku. Napisz program MaxMin. java, który odczytuje liczby całkowite (tyle, ile użytkownik wprowadza) ze standardowego wejścia i wypisuje wartości maksymalne i minimalne. Napisz program Stats. java, który pobiera argument n linii poleceń. odczytuje n liczb zmiennoprzecinkowych ze standardowego wejścia i wypisuje ich średnią (wartość średnią) i standardowe odchylenie próbki (pierwiastek kwadratowy z sumy kwadratów ich różnic od średniej, podzielony przez n minus 1). Napisz program LongestRun. java, który odczytuje sekwencję liczb całkowitych i wypisuje zarówno liczbę całkowitą, która pojawia się w najdłuższym kolejnym przebiegu, jak i długość przebiegu. Na przykład, jeśli wejście to 1 2 2 1 5 1 1 7 7 7 7 1 1. następnie twój program powinien wydrukować Najdłuższy cykl: 4 kolejne 7s. Napisz program WordCount. java, który odczytuje tekst ze standardowego wejścia i wypisuje liczbę słów w tekście. Na potrzeby tego ćwiczenia słowo jest ciągiem znaków spoza białych znaków otoczonych białymi znakami. Napisz program Closest. java, który pobiera trzy argumenty wiersza poleceń (x, y, z), odczytuje ze standardowego wejścia sekwencję współrzędnych punktu ((xi, yi, zi)) i wypisuje współrzędne punktu najbliżej ((x, y, z)). Przypomnijmy, że kwadrat odległości między ((x, y, z)) i ((xi, yi, zi)) wynosi ((x - xi) 2 (y - yi) 2 (z - zi) 2). Aby uzyskać efektywność, nie używaj Math. sqrt () ani Math. pow (). Biorąc pod uwagę pozycje i masy sekwencji obiektów, napisz program, aby obliczyć ich środek masy lub środek ciężkości. Środek ciężkości jest średnią pozycją n obiektów, ważoną masą. Jeśli pozycje i masy są podane przez (xi. Yi mi), to centroid (x. Y. M) jest podany przez: Napisz program Centroid. java, który czyta w sekwencji pozycji i mas (xi yi. mi) ze standardowego wejścia i wypisuje ich środek masy (x. y. m). Wskazówka . modeluj swój program po Average. java. Napisz program Checkerboard. java, który pobiera argument n linii komend i rysuje szachownicę n-po-n z czerwonymi i czarnymi kwadratami. Pokoloruj lewy dolny kwadrat czerwony. Napisz program Rose. java, który przyjmuje argument linii poleceń n i rysuje różę z n płatkami (jeśli n jest nieparzyste) lub 2n płatkami (jeśli n jest liczbą parzystą) przez wykreślenie współrzędnych biegunowych (r, theta) funkcji r sin (n razy theta) dla theta w zakresie od 0 do 2pi radianów. Poniżej znajduje się żądane wyjście dla n4, 7 i 8. Napisz program Banner. java, który pobiera ciąg s z wiersza poleceń i wyświetla go w stylu banera na ekranie, przesuwając się od lewej do prawej i zawijając z powrotem na początek ciągu znaków po osiągnięciu końca. Dodaj drugi argument linii poleceń, aby kontrolować prędkość. Napisz program Circles. java, który losuje wypełnione kółka o losowym rozmiarze w przypadkowych miejscach w kwadracie jednostki, tworząc obrazy takie jak te poniżej. Twój program powinien przyjąć cztery argumenty wiersza polecenia: liczbę okręgów, prawdopodobieństwo, że każde koło jest czarne, minimalny promień i maksymalny promień. Spirografy do ćwiczeń kreatywnych. Napisz program Spirograph. java, który pobiera trzy argumenty linii poleceń R, r, a i rysuje powstały spirograf. Spirograf (technicznie, epicykloid) to krzywa utworzona przez zwijanie koła o promieniu r wokół większego stałego okręgu lub promienia R. Jeśli pióro odchylone od środka koła toczenia wynosi (ra), to równanie wynikowego krzywa w czasie t jest podana przez takie krzywe zostały spopularyzowane przez najlepiej sprzedającą się zabawkę, która zawiera dyski z zębami zębatymi na krawędziach i małe dziury, które można umieścić długopis w celu śledzenia spirografów. Aby uzyskać dramatyczny efekt 3D, narysuj okrągły obraz, np. earth. gif zamiast kropki i pokazuje jej obracanie w czasie. Oto obraz wynikowego spirografu, gdy R 180, r 40 i 15. Zegar. Napisz program Clock. java, który wyświetla animację drugich, minutowych i godzinnych rąk analogowego zegara. Użyj metody StdDraw. show (1000), aby zaktualizować wyświetlacz z grubsza raz na sekundę. Wskazówka . może to być jeden z rzadkich przypadków, kiedy chcesz użyć operatora z podwójnym - działa tak, jak byś tego oczekiwał. Oscyloskop. Napisz program Oscilloscope. java, aby symulować wyjście oscyloskopu i tworzyć wzory Lissajous. Wzory te noszą nazwy francuskiego fizyka Julesa A. Lissajous'a, który badał wzorce powstające w wyniku jednoczesnego wystąpienia dwóch wzajemnie prostopadłych zaburzeń okresowych. Załóżmy, że wejścia są sinusoidalne, więc poniższe równania parametryczne opisują krzywą: Weź sześć parametrów A x. w x. podatek . theta y. w y. i theta y z linii poleceń. Na przykład, pierwszy obraz poniżej ma Axe 1, w x 2, w y 3, theta x 20 stopni, theta y 45 stopni. Drugi ma parametry (1, 1, 5, 3, 30, 45) Web Ćwiczenia Słowo i liczba linii. Zmodyfikuj WordCount. java tak, aby wczytała tekst ze standardowego wejścia i wypisała liczbę znaków, słów i linii w tekście. Problem z opadem deszczu. Napisz program Rainfall. java, który odczytuje nieujemne liczby całkowite (reprezentujące opady) pojedynczo, aż do wpisania 999999, a następnie wypisze średnią wartość (z wyłączeniem 999999). Usuń duplikaty. Napisz program Duplicates. java, który odczytuje sekwencję liczb całkowitych i drukuje z powrotem liczby całkowite, z tym wyjątkiem, że usuwa powtarzające się wartości, jeśli pojawiają się one kolejno. Na przykład, jeśli wejście to 1 2 2 1 5 1 1 7 7 7 7 1 1, twój program powinien wydrukować 1 2 1 5 1 7 1. Kodowanie długości przebiegu. Napisz program RunLengthEncoder. java, który koduje wejście binarne za pomocą kodowania długości przebiegu. Napisz program RunLengthDecoder. java, który dekoduje wiadomość zakodowaną w czasie działania. Głowa i ogon. Napisz programy Head. java i Tail. java, które pobierają wejście N linii poleceń i wypisz pierwsze lub ostatnie N wierszy danego pliku. (Wydrukuj cały plik, jeśli zawiera się na przykład Komunikat VENI, VIDI, VICI jest konwertowany na YHQL, YLGL, YLFL, Napisz program Caesar. java, który przyjmuje argument wiersza poleceń k i stosuje szyfr Cezara z przesunięciem k do ciąg liter odczytywanych ze standardowego wejścia. Jeśli litera nie jest wielką literą, po prostu wypisz ją z powrotem .. Szyfrowanie szyfru Caesar Jak rozszyfrowujesz wiadomość zaszyfrowaną przy pomocy podpowiedzi Szyfr Cezara, nie powinieneś pisać więcej kodu Kontrola parzystości Macierz typu Boolean ma właściwość parzystości, gdy każdy wiersz i każda kolumna ma parzystą sumę Jest to prosty typ kodu korekcji błędów, ponieważ jeśli jeden bit jest uszkodzony w transmisji (bit jest odwracany od 0 do 1 lub od 1 do 0) może zostać wykryty i naprawiony Oto plik wejściowy 4 x 4, który ma właściwość parzystości: Napisz program ParityCheck. java, który pobiera liczbę całkowitą N jako wejście linii poleceń i odczytuje wartość logiczną N-by-N macierz ze standardowego wejścia i wyjścia, jeśli (i) macierz ma właściwość parzystości lub (ii) wskazuje, który pojedynczy uszkodzony bit (i, j) może zostać odwrócony, aby przywrócić właściwość parzystości, lub (iii) wskazuje, że matryca była uszkodzona (więcej niż dwa bity musiałyby zostać zmienione, aby przywrócić właściwość parzystości) . Używaj jak najmniejszej ilości pamięci wewnętrznej. Wskazówka: nie musisz nawet przechowywać funkcji Takagis macierzy. Funkcja Plot Takagis: wszędzie ciągła, nigdzie różna. Problem autostopowicza. Przeprowadzasz wywiady z kandydatami na jedyne stanowisko American Idol. Co minutę możesz zobaczyć nowego kandydata i masz minutę na podjęcie decyzji, czy chcesz ogłosić tę osobę amerykańskim idolem. Nie możesz zmienić zdania po zakończeniu rozmowy z kandydatem. Załóżmy, że możesz natychmiast ocenić każdego kandydata jednym rzeczywistym numerem od 0 do 1, ale oczywiście nie znasz oceny kandydatów jeszcze nie widzianych. Opracuj strategię i napisz program AmericanIdol, który ma co najmniej 25 szans na wybranie najlepszego kandydata (zakładając, że kandydaci pojawią się w losowej kolejności), odczytując 500 wartości danych ze standardowego wejścia. Rozwiązanie: wywiady dla N2 minut i zanotuj ocenę najlepszego kandydata do tej pory. W ciągu następnych N2 minut wybierz pierwszego kandydata, który ma wyższą ocenę niż zarejestrowana. Daje to co najmniej 25 szans, ponieważ otrzymasz najlepszego kandydata, jeśli drugi najlepszy kandydat dotrze w ciągu pierwszych N2 minut, a najlepszy kandydat dotrze w ciągu ostatnich N2 minut. Można to nieznacznie poprawić do 1e 0.36788 przy użyciu zasadniczo tej samej strategii, ale przełączanie w czasie Ne. Zagnieżdżone diamenty. Napisz program Diamonds. java, który pobiera wejście linii poleceń N i narysuje zagnieżdżone kwadraty i diamenty. Poniżej znajduje się pożądany wynik dla N 3, 4 i 5. Regularne wielokąty. Stwórz funkcję narysowania N-gona, wyśrodkowanego na (x, y) o wymiarach s. Użyj tej funkcji, aby narysować zagnieżdżone wielokąty, jak na poniższym obrazku. Wypukłe kwadraty. Napisz program BulgingSquares. java, który narysuje następujące złudzenie optyczne od Akiyoshi Kitaoka. Środek wydaje się wybrzuszać na zewnątrz, mimo że wszystkie kwadraty mają ten sam rozmiar. Ruchome myszy. Załóżmy, że myszy N zaczynają się na wierzchołki zwykłego wielokąta z bokami N, a każdy z nich kieruje się w stronę najbliższej innej myszy (w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara), aż wszystkie się spotkają. Napisz program do narysowania logarytmicznych ścieżek spiralnych, które prześledzą, rysując zagnieżdżone N-gony, obrócone i skurczone jak w tej animacji. Spirala. Napisz program, aby narysować spiralę podobną do poniższej. Glob. Napisz program Globe. java, który pobiera rzeczywisty argument linii poleceń alfa i narysuje globalny wzór z parametrem alfa. Plot the polar coordinates (r, theta) of the function f(theta) cos(alpha times theta) for theta ranging from 0 to 7200 degrees. Below is the desired output for alpha 0.8, 0.9, and 0.95. Drawing strings. Write a program RandomText. java that takes a string s and an integer N as command line inputs, and writes the string N times at a random location, and in a random color. 2D random walk. Write a program RandomWalk. java to simulate a 2D random walk and animate the results. Start at the center of a 2N-by-2N grid. The current location is displayed in blue the trail in white. Rotating table. You are seated at a rotating square table (like a lazy Susan), and there are four coins placed in the four corners of the table. Your goal is to flip the coins so that they are either all heads or all tails, at which point a bell rings to notify you that you are done. You may select any two of them, determine their orientation, and (optionally) flip either or both of them over. To make things challenging, you are blindfolded, and the table is spun after each time you select two coins. Write a program RotatingTable. java that initializes the coins to random orientations. Then, it prompts the user to select two positions (1-4), and identifies the orientation of each coin. Next, the user can specify which, if any of the two coins to flip. The process repeats until the user solves the puzzle. Rotating table solver. Write another program RotatingTableSolver. java to solve the rotating table puzzle. One effective strategy is to choose two coins at random and flip them to heads. However, if you get really unlucky, this could take an arbitrary number of steps. Goal: devise a strategy that always solves the puzzle in at most 5 steps. Hex. Hex is a two-player board game popularized by John Nash while a graduate student at Princeton University, and later commercialized by Parker Brothers. It is played on a hexagonal grid in the shape of an 11-by-11 diamond. Write a program Hex. java that draws the board. Projectile motion with drag. Write a program BallisticMotion. java that plots the trajectory of a ball that is shot with velocity v at an angle theta. Account for gravitational and drag forces. Assume that the drag force is proportional to the square of the velocity. Using Newtons equations of motions and the Euler-Cromer method, update the position, velocity, and acceleration according to the following equations: Use G 9.8, C 0.002, and set the initial velocity to 180 and the angle to 60 degrees. Heart. Write a program Heart. java to draw a pink heart: Draw a diamond, then draw two circles to the upper left and upper right sides. Changing square. Write a program that draws a square and changes its color each second. Simple harmonic motion. Repeat the previous exercise, but animate the Lissajous patterns as in this applet. Ex: A B w x w y 1, but at each time t draw 100 (or so) points with phi x ranging from 0 to 720 degrees, and phi x ranging from 0 to 1080 degrees. Bresenhams line drawing algorithm. To plot a line segment from (x1, y1) to (x2, y2) on a monitor, say 1024-by-1024, you need to make a discrete approximation to the continuous line and determine exactly which pixels to turn on. Bresenhams line drawing algorithm is a clever solution that works when the slope is between 0 and 1 and x1 Modify Bresenhams algorithm to handle arbitrary line segments. Millers madness. Write a program Madness. java to plot the parametric equation: where the parameter t is in radians. You should get the following complex picture. Experiment by changing the parameters and produce original pictures. Fays butterfly. Write a program Butterfly. java to plot the polar equation: where the parameter t is in radians. You should get an image like the following butterfly-like figure. Experiment by changing the parameters and produce original pictures. Student database. The file students. txt contains a list of students enrolled in an introductory computer science class at Princeton. The first line contains an integer N that specifies the number of students in the database. Each of the next N lines consists of four pieces of information, separated by whitespace: first name, last name, email address, and section number. The program Students. java reads in the integer N and then N lines of data of standard input, stores the data in four parallel arrays (an integer array for the section number and string arrays for the other fields). Then, the program prints out a list of students in section 4 and 5. Shuffling. In the October 7, 2003 California state runoff election for governor, there were 135 official candidates. To avoid the natural prejudice against candidates whose names appear at the end of the alphabet (Jon W. Zellhoefer), California election officials sought to order the candidates in random order. Write a program program Shuffle. java that takes a command-line argument N, reads in N strings from standard input, and prints them back out in shuffled order. (California decided to randomize the alphabet instead of shuffling the candidates. Using this strategy, not all N possible outcomes are equally likely or even possible For example, two candidates with very similar last names will always end up next to each other.) Reverse. Write a program Reverse. java that reads in an arbitrary number of real values from standard input and prints them in reverse order. Time series analysis. This problem investigates two methods for forecasting in time series analysis. Moving average or exponential smoothing. Polar plots. Create any of these polar plots. Java games. Use StdDraw. java to implement one of the games at javaunlimited. Consider the following program. Suppose the file input. txt contains the following integers: What is the contents of the array a after running the following command High-low. Shuffle a deck of cards, and deal one to the player. Prompt the player to guess whether the next card is higher or lower than the current card. Repeat until player guesses it wrong. Game show. used this. Elastic collisions. Write a program CollidingBalls. java that takes a command-line argument n and plots the trajectories of n bouncing balls that bounce of the walls and each other according to the laws of elastic collisions. Assume all the balls have the same mass. Elastic collisions with obstacles. Each ball should have its own mass. Put a large ball in the center with zero initial velocity. Brownian motion. Statistical outliers. Modify Average. java to print out all the values that are larger than 1.5 standard deviations from the mean. You will need an array to store the values. Optical illusions. Create a Kofka ring or one of the other optical illusions collected by Edward Adelson. Computer animation. In 1995 James Gosling presented a demonstration of Java to Sun executives, illustrating its potential to deliver dynamic and interactive Web content. At the time, web pages were fixed and non-interactive. To demonstrate what the Web could be, Gosling presented applets to rotate 3D molecules, visualize sorting routines, and Duke cart-wheeling across the screen. Java was officially introduced in May 1995 and widely adopted in the technology sector. The Internet would never be the same. Program Duke. java reads in the 17 images T1.gif through T17.gif and produces the animation. To execute on your computer, download the 17 GIF files and put in the same directory as Duke. java . (Alternatively, download and unzip the file duke. zip or duke. jar to extract all 17 GIFs.) Cart-wheeling Duke. Modify Duke. java so that it cartwheels 5 times across the screen, from right to left, wrapping around when it hits the window boundary. Repeat this cart-wheeling cycle 100 times. Wskazówka . after displaying a sequence of 17 frames, move 57 pixels to the left and repeat. Name your program MoreDuke. java. Tac (cat backwards). Write a program Tac. java that reads lines of text from standard input and prints the lines out in reverse order. Game. Implement the game dodge using StdDraw . move a blue disc within the unit square to touch a randomly placed green disc, while avoiding the moving red discs. After each touch, add a new moving red disc. Simple harmonic motion. Create an animation like the one below from Wikipedia of simple harmonic motion. Yin yang. Draw a yin yang using StdDraw. arc() . Twenty questions. Write a program QuestionsTwenty. java that plays 20 questions from the opposite point of view: the user thinks of a number between 1 and a million and the computer makes the guesses. Use binary search to ensure that the computer needs at most 20 guesses. Write a program DeleteX. java that reads in text from standard input and deletes all occurrences of the letter X. To filter a file and remove all Xs, run your program with the following command: Write a program ThreeLargest. java that reads integers from standard input and prints out the three largest inputs. Write a program Pnorm. java that takes a command-line argument p, reads in real numbers from standard input, and prints out their p-norm . The p-norm norm of a vector (x 1 . x N ) is defined to be the pth root of (x 1 p x 2 p . x N p ). Consider the following Java program. Suppose that the file input. txt contains the integers 1 and 1. What does the following command do Modify Add. java so that it re-asks the user to enter two positive integers if the user types in a non-positive integer. Modify TwentyQuestions. java so that it re-asks the user to enter a response if the user types in something other than true or false . Hint: add a do-while loop within the main loop. Nonagram. Write a program to plot a nonagram. Star polygons. Write a program StarPolygon. java that takes two command line inputs p and q, and plots the - star polygon. Complete graph. Write a program to plot that takes an integer N, plots an N-gon, where each vertex lies on a circle of radius 256. Then draw a gray line connecting each pair of vertices. Necker cube. Write a program NeckerCube. java to plot a Necker cube. What happens if you move the StdDraw. clear(Color. BLACK) command to before the beginning of the while loop in BouncingBall. java. Odpowiedź . try it and observe a nice woven 3d pattern with the given starting velocity and position. What happens if you change the parameter of StdDraw. show() to 0 or 1000 in BouncingBall. java. Write a program to plot a circular ring of width 10 like the one below using two calls to StdDraw. filledCircle() . Write a program to plot a circular ring of width 10 like the one below using a nested for loop and many calls to StdDraw. point() . Write a program to plot the Olympic rings. Write a program BouncingBallDeluxe. java that embellishes BouncingBall. java by playing a sound effect upon collision with the wall using StdAudio and the sound file pipebang. wav. Last modified on February 20, 2017. Copyright copy 2000ndash2018 Robert Sedgewick and Kevin Wayne. Wszelkie prawa zastrzeżone.