Braille free fall 2

Kolejna symulacja tym razem z wykorzystaniem cool-retro-term.

Braille free fall

Następna animacja w terminalu.

Rectangle in braille

xterm - vector graphic display

Lata 70. zaowocowały pojawieniem się komputerów firmy Tektronix oferujących wyświetlanie grafiki wektorowej, co spopularyzowało ich użycie przez inżynierów i projektantów, szczególnie w środowiskach CAD.

By David Gesswein / GNUplot - http://www.pdp8.net/tek4010/tek4010.shtml, CC BY-SA 4.0, Link

Co ciekawe, xterm pozwala na emulowanie tego typu terminali (tek4014/tek4015/tek4012/tek4013/tek4010), umożliwiając wyświetlanie grafiki wektorowej bezpośrednio w konsoli. Dostępna jest emulacja tylko terminali monochromatycznych, a konsola nie pozwala na zamazywania znaku po wciśnięciu Backspace. Być może jest to kwestia, jakiś dodatkowych opcji konfiguracyjnych.

xterm -t

Jednym z programów, który korzysta z tych możliwości jest gnuplot. Wszystko co trzeba zrobić to ustawienie w skrypcie terminala jako xterm, vvtek lub tek40xx (zauważyłem też opcję tek410x, ale xterm nie radzi sobie z jej obsługą). Poniżej przerobiony przeze mnie przykład autorstwa Hagen Wierstorf: "Plotting the world revisited". Rożnica, którą ja dostrzegłem to to, że opcja xterm rysuje grafikę w osobnym oknie, vttek, w tym samym w którym uruchomiany jest gnuplot, a tek40xx jest zdecydowanie najszybsze w rysowaniu.

#!/usr/bin/gnuplot
#
# Plotting the world with the natural earth data set (3D)
#
# Original AUTHOR: Hagen Wierstorf
# Original source: http://www.gnuplotting.org/code/world3d_revisited.gnu
#
# http://www.gnuplotting.org/plotting-the-world-revisited/

reset

# set terminal vttek
# set terminal xterm
set terminal tek40xx

unset key; unset border
set tics scale 0
set lmargin screen 0
set bmargin screen 0
set rmargin screen 1
set tmargin screen 1
set format ''

set mapping spherical
set angles degrees
set hidden3d
# Set xy-plane to intersect z axis at -1 to avoid an offset between the lowest z
# value and the plane
set xyplane at -1
set view 56,81

set parametric
set isosamples 25
set urange[0:360]
set vrange[-90:90]

r = 0.99
splot r*cos(v)*cos(u),r*cos(v)*sin(u),r*sin(v) with lines, \
      'world_110m.txt' with lines

A prezentuje się to tak:

Jupyter VPython 7

Jakoś tak się złożyło, że kiedy ja zabrałem się za bibliotekę VPython w 2016 roku, projekt był właśnie porzucony, a developerzy skupili się na wersji opartej o Jupytera i GlowScript-a. GlowScript-a umożliwia, kompilację kodu python-a do JavaScipt-u. Powstał nawet bardzo fajny serwis trinket.io, który zamyka cały proces tworzenia w przeglądarce. Jako narzędzie edukacyjne, używanie VPythona stało się jeszcze wygodniejsze. Wraz z wersją Ubuntu 18.4, paczka VPythona została usunięta z repozytorium.

• http://vpython.org/contents/docs/index.html
• https://pypi.org/project/IVisual/
• http://www.glowscript.org/
• https://pypi.org/project/vpython/
• https://en.wikipedia.org/wiki/VPython

Trochę szukania i okazuje się, że nie jest tak źle. Strona VPython informuje o projekcie IVisual, jednak stackoverflow sugerował wersję VPython. Nie wiem jak jest między nimi różnica, zacząłem od tego drugiego i przy nim pozostałem.
Instalacja poszła z pewnymi problemami. Zanim zostanie zainstalowany VPython, trzeba zainstalować paczkę Jupyter (w tej kolejności), jest to spowodowane jakimś bugiem:

mkdir vpython3
cd vpython3/
virtualenv -p python3 venv
source venv/bin/activate
pip3 install jupyter
pip3 install vpython

W API pojawiły się pewne drobne zmiany, dlatego postanowiłem przepisać standardowy przykład "bouncing ball" na nową wersję. Przy okazji odkryłem na stronie projektu informacje o module povexport do przechwytywania obrazu animacji. Wcześniej przechwytywałem obraz z ekranu (za pomocą PIL) i wycinałem obszar w którym pojawia się okno animacji.

• http://vpython.org/contents/FAQ.html
• https://github.com/BruceSherwood/vpython-jupyter/blob/master/Demos_no_notebook/povexport.py
• https://github.com/BruceSherwood/vpython-jupyter/blob/master/Demos_no_notebook/povexport_example.py

Przykład:

import vpython as vp
import povexport

scene = vp.canvas(title='3D scene', 
                  x=0, y=0, width=400, height=400, 
                  center=vp.vector(0, 0, -0), autoscale=False)
vp.display(scene)

starting_height = 4
floor = vp.box(pos=vp.vector(0, 0, 0), length=4, height=0.5, width=4, color=vp.color.green)
ball = vp.sphere(pos=vp.vector(0, starting_height, 0), radius=1, color=vp.color.red)
ball.velocity = vp.vector(0, -1, 0)
dt = 0.01

frame = 0
while 1:
    vp.rate(100)
    ball.pos = ball.pos + ball.velocity*dt
    if ball.pos.y < ball.radius:
        ball.velocity.y = abs(ball.velocity.y)
    else:
        ball.velocity.y = ball.velocity.y - 9.8*dt
    
    file_name = 'img-%04d.pov' % frame
    inclist = ['colors.inc', 'stones.inc', 'woods.inc', 'metals.inc']
    povexport.export(scene, filename=file_name, include_list=inclist)
    frame += 1
        
    if ball.pos.y > starting_height:
        break

Co się zmieniło (dla mnie):

• nowy moduł importu (zamiast visual jest vpython)
• parametry przyjmują explicit obiekt vector i nie tolerują trójelementowej krotki
• funkcji display zmieniła nazwę na canvas

Słów kilka o povexport. Sprytna biblioteka, która zapisuje informacje o bryłach i powierzchni w tekstowym języku/formacie SDL (Scene Description Language). Dane te następnie można przetworzyć za pomocą programu jak povray na format graficzny np. png i dalej skonstruować animację. Daje to całkiem ciekawe możliwości, bowiem VPython w założeniu oferuje tylko proste możliwości graficzne, povray daje dużo więcej możliwości jeżeli chodzi o renderowanie i ray tracing.

• https://pl.wikipedia.org/wiki/POV-Ray
• http://www.povray.org/

Nie obyło się bez małej ingerencji w kod, gdyż domyślnie obliczania ustawień odległości kamery w povexport były zbyt małe. Może coś robiłem nie tak, ostatecznie zmieniłem jedną linijkę.

# ...
# cpos = 1.5*displayscale*canv.camera.pos # 1.5 is a not understood fudge factor
  cpos = 10*displayscale*canv.camera.pos
# ...

W zasadzie, można pokusić się również o stworzenie skryptu, który edytuje pliki .pov i zmienia linijki z ustawieniami kamery. Zmiana w pliku .pov, którą uzyskałem:

camera {
    right <-image_width/image_height, 0, 0>      // vpython uses right-handed coord. system
    location <0.000000, 0.000000, 173.205081>
    up <0.000000, 1.000000, 0.000000>
    look_at <0.000000, 0.000000, 0.000000>
    angle 60.000000
}

Przerobienie plików z formatu .pov na .png:

for i in *.pov; do povray Height=400 Width=400 Display=false Output_File_Type=N $i 2>/dev/null; done

Nowa wersja skryptu ([1], [2]) do tworzenia animacji video/gif. Wyeliminowałem straty, które pojawiały się podczas składaniu video z plików .png, przez zastosowania kodeka H.264 i manipulacji "Constant Rate Factor" (uwaga, z ustawieniami CRF trzeba ostrożnie)

#!/bin/sh

PALETTE_FILE="tmp_pallete.png"
VIDEO_FILE="output_video.mp4"
INPUT_FILES="img-%4d.png"
OUTPUT_FILE="output.gif"
FILTERS="fps=25"

ffmpeg -r 100 -i $INPUT_FILES -c:v libx264 -crf 0 -preset veryslow $VIDEO_FILE
ffmpeg -v warning -i $VIDEO_FILE -vf "$FILTERS,palettegen" -y $PALETTE_FILE
ffmpeg -v warning -i $VIDEO_FILE -i $PALETTE_FILE -lavfi "$FILTERS [x]; [x][1:v] paletteuse" -y $OUTPUT_FILE

Efekt końcowy:

Debian w wersji netboot

Debian posiada dwa ciekawe obrazy, które instalują system w minimalnej konfiguracji: netboot i netinst. Zacząłem od netboot-a (obraz .iso o rozmiarze 45MB, instalacja pakietów z sieci):

• http://ftp.nl.debian.org/debian/dists/testing/main/installer-amd64/current/images/netboot/

Po instalacji system liczy sobie około 400 pakietów. Jest oczywiście apt-get i ssh, ale także perl, Python, które są najwyraźniej potrzebne do uruchomienia skryptów systemowych. Dla wygody musiał jednak doinstalować kilka rzeczy:

• aptitude (jest apt-get, ale to jest wygodniejsze)
• vim (jest nano i vi, ale ciężko mi się z nich korzysta)
• net-tools (jest ip, ale wolę ifconfig)
• gpm (mysz w konsoli, w sumie niepotrzebne, gdy skorzysta się z ssh)
• gcc
• make
• linux-headers

Trzy ostatnie potrzebne dla VirtualBox Guest Additions, ale żeby uruchomić jego instalację konieczna była zmiana w /etc/fstab. Aby dało się uruchamiać z cdrom-a binary (VBoxLinuxAdditions.run) trzeba dodać opcję "exec":

$ sudo vim /etc/fstab
/dev/sr0        /media/cdrom0   udf,iso9660 user,noauto,exec     0       0

Ostatecznie system w takiej konfiguracji liczy sobie około 1.5 GB.

Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev            2.0G     0  2.0G   0% /dev
tmpfs           395M  5.4M  390M   2% /run
/dev/sda1       3.9G  1.5G  2.3G  39% /
tmpfs           2.0G     0  2.0G   0% /dev/shm
tmpfs           5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs           2.0G     0  2.0G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0         56M   56M     0 100% /media/cdrom0
tmpfs           395M     0  395M   0% /run/user/1000

Pewnie można znaleźć coś mniejszego, ale tak wersja (Debian, którego można rozbudować o nowe pakiety), wydaje cię całkiem ciekawą piaskownicą do dalszego eksperymentowania.

Multivariable Calculus from MIT OpenCourseWare

Trochę na fali ostatniego zamieszania z blokowaniem kilku popularnych kanałów jak Blender i MIT Courses.

• https://torrentfreak.com/youtubes-piracy-filter-blocks-mit-courses-blender-videos-and-more-180618/

Postanowiłem wspomnieć o jednym z nich: "MIT 18.02 Multivariable Calculus, Fall 2007". Genialny kurs jeżeli, ktoś chce uzupełnić/przypomnieć sobie materiał ze studiów. Filmiki, w wypadku następnej blokady przez youtube, zawsze można pobrać, korzystając z linków na stronie kursu:

• https://ocw.mit.edu/courses/mathematics/18-02-multivariable-calculus-fall-2007/