使用 BitFieldDraw 模块的算法艺术
位域是黑白像素的二维图像。 这是最简单的图像。 像素不一定非得是黑色和白色,但位域仅限于两种颜色,因为每个像素都由一个位表示:0 或 1 数字。 您可以通过运行来安装它 pip install --user bitfielddraw
(在 Windows 上)或 pip3 install --user bitfielddraw
(在 macOS 和 Linux 上)。 在交互式 shell 中,运行 import bitfielddraw
和 bitfielddraw.main()
看一个演示。 (最大化您的终端窗口以获得最佳效果。)
尽管有这个限制,位域还是可以很漂亮。 我发现这个 twitter 线程(和 MetaFilter 讨论)有几个由简单数学函数生成的位字段。 这些函数被输入像素的 X 和 Y 坐标,如果函数返回零,则像素为白色,如果函数返回非零,则像素为黑色。 可以从简单的函数中生成几个有趣的模式:
受此启发,我创建了一个名为 BitFieldDraw 的 Python 模块,它可以很容易地查看从给定函数生成的位域。 你可以 from bitfielddraw import *
然后调用 save()
(将其保存到图像或文本文件), p()
将其作为块文本字符打印到终端屏幕的功能,或者 s()
(使用 Pillow 模块显示图像)。
生成艺术的函数可以是 Python lambda 函数,例如 lambda x, y: (x ^ y) % 5
或者只是一个带有 lambda 函数主体的字符串,例如 '(x ^ y) % 5'
.
功能 (x ^ y) % 5
异或(即异或)x 和 y 坐标,然后将结果修改 5。让我们使用坐标 (10, 19)。 这会产生操作 (10 ^ 19) % 5
. 10和19在二进制中是01010和10011。 当我们对它们进行异或时,我们得到 11001 或 25。25 mod 5 为 0(即 25 除以 5 的余数为 0)。 因为 0 是零值,所以这会在坐标 (10, 19) 处产生一个白色像素。
BitFieldDraw 对 2D 场中的每个像素运行此计算以绘制算法艺术。 一些例子:
>>> save('bitfield1.png', '(x ^ y) % 5', w=400, h=400)
>>> save('bitfield2.png', '(x * 64) % y', w=400, h=400)
>>> save('bitfield3.png', '(x % y) % 4', w=400, h=400)
>>> save('bitfield4.png', '(x & y) & (x ^ y) % 19', w=400, h=400)
当您将位域保存为图像文件时,您可以为它们指定任意两种颜色作为前景色和背景色:
>>> save('bitfield-color1.png', '(x & y) & (x ^ y) % 19', w=400, h=400, fg='red', bg='black')
>>> save('bitfield-color2.png', '(x & y) & (x ^ y) % 19', w=400, h=400, fg='yellow', bg='blue')
>>> save('bitfield-color3.png', '(x & y) & (x ^ y) % 19', w=400, h=400, fg='#004400', bg='green')
第一个论点 p()
打印功能和 s()
保存函数是一个表达式 x
和 y
变量。 该表达式的计算结果为该像素的颜色:如果为零则为黑色,如果非零则为白色。 位域的宽度和高度自动设置为终端窗口的大小。 由于终端窗口中的文本单元格的高度是宽度的两倍,因此每个文本单元格代表两个像素。 但是,可以为 w
和 h
更改宽度和高度的函数的参数。
由于终端窗口中的文本单元格的高度是宽度的两倍,因此每个文本单元格实际上代表一列两行中的两个像素。 使用的文本字符是代码点 9600(只是顶部像素集 '▀'
), 9604 (只是底部像素集 '▄'
), 和 9608 (两个像素集 '█'
). 为了使两个像素都清晰,我们使用空格字符 ' '
.
位域的 0, 0 原点设置为左下角。 可以通过将整数传递给 x
和 y
参数。
>>> p('(x^y)%5', w=10, h=10) ██▀▄██▄▀▀▄ ██▄▀██▀▄▄▀ ▄▀██▀▄████ ██▀▄██▄▀▀▄ ▀▄██▄▀████ >>> p('(x^y)%5', w=10, h=10, x=2) ▀▄██▄▀▀▄██ ▄▀██▀▄▄▀██ ██▀▄████▄▀ ▀▄██▄▀▀▄██ ██▄▀████▀▄ >>> p('(x^y)%5', w=10, h=10, y=2) ▀▄██▄▀████ ██▀▄██▄▀▀▄ ██▄▀██▀▄▄▀ ▄▀██▀▄████ ██▀▄██▄▀▀▄
与计算机屏幕坐标不同, bitfielddraw
模块使用数学坐标,使 Y 坐标向上而不是向下增加。 您可以通过传递来更改此设置 flipy=True
到任何 BitFieldDraw 函数,在这种情况下,y 坐标将增加下降。 你也可以通过 flipx=True
翻转 x 坐标。 (目前无法旋转位域。)
>>> p('(x^y)%5', w=10, h=10) ██▀▄██▄▀▀▄ ██▄▀██▀▄▄▀ ▄▀██▀▄████ ██▀▄██▄▀▀▄ ▀▄██▄▀████ >>> p('(x^y)%5', w=10, h=10, flipx=True) ▄▀▀▄██▄▀██ ▀▄▄▀██▀▄██ ████▄▀██▀▄ ▄▀▀▄██▄▀██ ████▀▄██▄▀ >>> p('(x^y)%5', w=10, h=10, flipy=True) ▄▀██▀▄████ ██▄▀██▀▄▄▀ ▀▄██▄▀████ ██▀▄██▄▀▀▄ ██▄▀██▀▄▄▀ >>> p('(x^y)%5', w=10, h=10, flipx=True, flipy=True) ████▄▀██▀▄ ▀▄▄▀██▀▄██ ████▀▄██▄▀ ▄▀▀▄██▄▀██ ▀▄▄▀██▀▄██
如果你想交换使用的颜色,你可以通过 True
为了 invert
范围:
>>> p('(x^y)%5', w=10, h=10) ██▀▄██▄▀▀▄ ██▄▀██▀▄▄▀ ▄▀██▀▄████ ██▀▄██▄▀▀▄ ▀▄██▄▀████ >>> p('(x^y)%5', w=10, h=10, invert=True) ▄▀ ▀▄▄▀ ▀▄ ▄▀▀▄ ▀▄ ▄▀ ▄▀ ▀▄▄▀ ▄▀ ▀▄
您也可以直接使用 getBitFieldStr()
:
>>> import bitfielddraw >>> bitfielddraw.printBitFieldStr('(x ^ y) % 5', w=10, h=10) # This is the same as the p() function. ██▀▄██▄▀▀▄ ██▄▀██▀▄▄▀ ▄▀██▀▄████ ██▀▄██▄▀▀▄ ▀▄██▄▀████ >>> bitfielddraw.getBitFieldStr('(x ^ y) % 5', w=10, h=10) '██▀▄██▄▀▀▄n██▄▀██▀▄▄▀n▄▀██▀▄████n██▀▄██▄▀▀▄n▀▄██▄▀████'
getBitField()、getBitFieldStrFromSet() 和 getBitFieldImgFromSet
如果你想得到位域的原始数据,你可以调用 getBitField()
这将返回一组冻结的 (x, y) 元组。 由此,您可以更改数据,然后将其传递给 getBitFieldStrFromSet()
或者 getBitFieldImgFromSet()
获取修改后的位字段的字符串或 Pillow 图像对象。
>>> import bitfielddraw >>> bitFieldData = bitfielddraw.getBitField(lambda x, y: (x^y)%5, width=20, height=20) >>> bitFieldData frozenset({(7, 17), (18, 17), (8, 0), (19, 0), (8, 9), (19, 9), (11, 5), (8, 18), (19, 18), (0, 14), (4, 2), (3, 15), (14, 15), (15, 7), (7, 3), (18, 3), (15, 16), (7, 12), (8, 4), (19, 4), (11, 0), (0, 9), (11, 9), (3, 1), (3, 10), (14, 10), (3, 19), (14, 19), (15, 2), (15, 11), (18, 7), (7, 16), (18, 16), (10, 8), (10, 17), (3, 5), (14, 5), (3, 14), (15, 6), (18, 2), (7, 11), (6, 15), (10, 3), (10, 12), (2, 17), (3, 0), (14, 0), (14, 9), (3, 18), (14, 18), (6, 10), (6, 19), (10, 7), (2, 3), (10, 16), (2, 12), (3, 4), (17, 6), (9, 11), (6, 5), (6, 14), (10, 2), (10, 11), (2, 16), (16, 18), (17, 1), (5, 8), (17, 10), (17, 19), (9, 15), (6, 0), (10, 6), (2, 11), (1, 15), (13, 17), (16, 13), (5, 3), (9, 1), (5, 12), (17, 14), (9, 10), (9, 19), (6, 4), (6, 13), (13, 3), (1, 10), (13, 12), (16, 8), (1, 19), (16, 17), (17, 0), (5, 7), (17, 9), (9, 5), (5, 16), (9, 14), (12, 15), (1, 5), (16, 3), (13, 16), (16, 12), (5, 2), (17, 4), (9, 0), (5, 11), (0, 18), (12, 1), (12, 10), (4, 6), (12, 19), (4, 15), (1, 0), (1, 9), (13, 11), (16, 7), (1, 18), (5, 6), (19, 8), (0, 4), (19, 17), (0, 13), (11, 13), (12, 5), (12, 14), (4, 10), (4, 19), (16, 2), (1, 13), (8, 3), (19, 3), (19, 12), (8, 12), (0, 8), (11, 8), (0, 17), (11, 17), (12, 0), (4, 5), (15, 1), (7, 6), (15, 19), (7, 15), (18, 15), (0, 3), (11, 3), (19, 16), (8, 16), (0, 12), (11, 12), (12, 4), (4, 0), (4, 9), (3, 13), (14, 13), (7, 1), (18, 1), (15, 14), (7, 10), (18, 10), (18, 19), (19, 2), (8, 11), (19, 11), (0, 7), (11, 7), (0, 16), (11, 16), (3, 8), (14, 8), (3, 17), (14, 17), (15, 9), (7, 5), (18, 5), (15, 18), (7, 14), (18, 14), (19, 6), (0, 2), (11, 2), (14, 3), (14, 12), (15, 4), (7, 0), (18, 0), (15, 13), (7, 9), (18, 9), (10, 1), (2, 6), (2, 15), (3, 7), (14, 7), (3, 16), (17, 18), (7, 4), (18, 4), (6, 8), (6, 17), (2, 1), (10, 14), (2, 10), (2, 19), (3, 2), (14, 2), (3, 11), (17, 13), (9, 18), (10, 9), (2, 5), (10, 18), (2, 14), (14, 6), (9, 4), (9, 13), (6, 7), (6, 16), (10, 4), (2, 0), (10, 13), (2, 9), (13, 6), (2, 18), (13, 15), (16, 11), (5, 1), (17, 3), (17, 12), (9, 8), (5, 19), (9, 17), (6, 2), (6, 11), (2, 4), (13, 1), (1, 8), (13, 10), (16, 6), (1, 17), (16, 15), (17, 7), (5, 14), (17, 16), (12, 13), (4, 18), (1, 3), (13, 5), (16, 1), (1, 12), (13, 14), (16, 10), (16, 19), (17, 2), (5, 9), (17, 11), (9, 7), (5, 18), (6, 1), (12, 8), (12, 17), (4, 13), (13, 0), (1, 7), (13, 9), (16, 5), (1, 16), (13, 18), (5, 4), (9, 2), (5, 13), (8, 6), (8, 15), (19, 15), (0, 11), (4, 8), (4, 17), (1, 2), (13, 4), (16, 0), (7, 18), (8, 1), (19, 1), (8, 10), (0, 6), (11, 6), (8, 19), (11, 15), (12, 7), (4, 3), (12, 16), (4, 12), (1, 6), (15, 8), (18, 13), (8, 5), (19, 5), (0, 1), (8, 14), (19, 14), (11, 10), (0, 19), (11, 19), (12, 2), (12, 11), (4, 7), (15, 3), (15, 12), (18, 8)})
(目前,getBitFieldStrFromSet() 未实现。)
例子
BitFieldDraw 中有几个例子 EXAMPLES
成员:
>>> import bitfielddraw >>> import pprint >>> pprint.pprint(bitfielddraw.EXAMPLES) ('(x ^ y) % 5', '(x ^ y) % 9', '(x ^ y) % 17', '(x ^ y) % 33', '(x ^ y) % 2', '(x ^ y) % 4', '(x ^ y) % 8', '(x | y) % 7', '(x | y) % 17', '(x | y) % 29', '(x * y) & 64', '(x * y) & 24', '(x * y) & 47', '(x ^ y)You can view a slideshow of these examples by running
bitfielddraw.main()
. I recommend maximizing your terminal window for the largest view.