從Processing到Python

周賢杰　李玲雪　薛港瀟

創客書籍《愛上Arduino》（Massimo Banzi著）中，介紹了一個叫做“互動云”的互動媒體作品。這個作品利用Processing程序語言編寫代理程序（proxy），通過網絡從makezine.com下載RSS文件并提取文件中的所有關鍵詞，然后再計算“peace、love、Arduino”三個詞的數量，并且根據這三個數據產生一個代表色彩的RGB值，最后通過USB接口傳給Arduino，點亮一個RGB燈，顯示出具有特定意義的燈光色彩。

這個作品的實現，需要作者了解Processing的使用方法和功能，同時要具備Arduino的編程能力，熟悉串口通信和引腳控制，難度比較大。但是筆者發現，借助pinpong庫，并借助Python語言的requests庫（網頁爬蟲），實現這個項目的難度就降低了。

● 作品的創意思路

筆者準備用新的方案，重新實現（remake）這個“互動云”作品。因為技術更新，makezine.com上已經不提供RSS文件訂閱了，筆者改用“DF創客論壇”上的帖子信息。具體思路如下：

在“DF創客論壇”搜索“pinpong”，在返回的網頁信息中找三個關鍵字，分別為“arduino”“虛谷號”和“掌控板”，得到不同的關鍵字出現次數，然后分別對應0～255的數字，賦值為R、G、B，然后用pinpong庫來對應控制R、G、B三種顏色（RGB燈）。

這個RGB燈光的顏色就代表了pinpong庫的用戶中，使用“arduino”“虛谷號”和“掌控板”這三種開源硬件的比例。隨著用戶作品發布數量的變化，這個燈光的色彩也在同步變換，是不是很有意義？

● 作品的原理分析

“互動云”作品是一個典型的網頁爬蟲結合開源硬件的案例。網絡爬蟲是信息輸入，燈光顯示是信息的輸出，工作流程如圖1所示。

從圖1可以看出，獲取信息、處理信息和輸出信息，都需要特定的庫來實現，如爬蟲使用requests、網頁文本分析使用Beautiful Soup庫、開源硬件的驅動則需要pinpong。對這三個庫的簡要介紹如下頁表所示。

● 作品的硬件搭建

作品的硬件其實非常簡單，開源硬件加上RGB全彩LED模塊即可。開源硬件可以使用任何一塊Arduino、掌控板或者micro：bit等。考慮到RGB的LED模塊不夠亮，筆者在boson Kit中找了一個WS2812 RGB全彩燈帶模塊。

器材清單：任何一塊Arduino、Arduino擴展板、WS2812 RGB全彩燈帶。

筆者將燈帶連接在Arduino的數字口P7（其實從P2～P13，任何一個引腳都可以），作品實物連接如圖2所示。

因為使用了燈帶，所以在引用pinpong庫時，需要導入“NeoPixel”包。指令為：from pinpong.board import Board，Pin，NeoPixel。

● 作品的代碼編寫

平時教學已經習慣了用Jupyter Notebook，這次的代碼習慣上用Jupyter Notebook來寫。

首先要打開DF社區，在搜索欄搜索pinpong，然后在地址欄中得到URL地址，即https：//mc.dfrobot.com.cn/search.php？mod=forum&searchid=44&orderby=lastpost&ascdesc=desc&searchsubmit=yes&kw=pinpong。具體的代碼也非常簡潔，為了方便理解，筆者分為三個部分來呈現，具體見下方二維碼。

筆者統計了一下，代碼僅二十多行。而《愛上Arduino》中的項目，Processing的代碼加上Arduino的代碼，要超過一百多行。Python加pinpong的優勢就顯示出來了。

● 作品的測試和部署

計算機接上Arduino，運行代碼后，Arduino將自動燒寫一個特定的固件，然后就能看到Jupyter上輸出關鍵詞“Arduino”“虛谷號”和“掌控板”出現的次數。然后Arduino連接的RGB燈帶就開始點亮。要呈現什么樣的創意外觀呢？既然是“互動云”，就可以做成“云”的樣子，將硬件封裝在棉花中，如圖3所示。

在這個作品部署的過程中，pinpong的優勢再次得到了顯示。因為原來的作品用Processing，Processing對硬件的要求要高一些，無論是安裝程序還是運行程序都不如Python方便快速。筆者選擇了一款能夠運行Linux的硬件作為處理信息的“主機”，價格不到百元，使用的是國產芯片RK3308（ROCK PI開發板），經過測試，運行非常流暢。