Vizuální programování
Seminář LaSArIS, 28. 11. 2013
Adam Zmrzlý
Obsah
 Motivace
 Co je vizuální programování
 Novost přístupu
 Cíle vizuálního programování
 Různé přístupy
 Jazyk Shades
Motivace
 Zvýrazňování syntaxe
 pro různé jazyky
 v různých IDE
V praxi neexistuje jednotná norma
 stejný jazyk v různých IDE
 stejné konstrukty jednotlivých jazyků
v rámci jednoho IDE
Motivace
Java v Netbeans 6+
Motivace
JavaScript v Netbeans 6+
Motivace
JavaScript v Aptana Studio 3+
Motivace
Zvýrazňování syntaxe by mělo pomáhat
programátorům pracovat efektivněji
 subjektivní → možnost úpravy
 nenese žádnou dodatečnou informaci,
neukládá se, často ani nelze zkopírovat
 zvýraznění syntaxe logicky seskupuje
jednotlivé tokeny kódu (velmi hrubozrnně)
 zkusme se na kód se zvýrazněnou syntaxí
podívat z jiného úhlu
Motivace
Motivace
Co je vizuální programování
 Nové paradigma?
Co je vizuální programování
 Nové paradigma?
 ne, vizuální programování lze
použít pro paradigma objektově
orientované, funkcionální, logické,
procedurální, …
Co je vizuální programování
 Nové paradigma?
 ne, vizuální programování lze
použít pro paradigma objektově
orientované, funkcionální, logické,
procedurální, …
 Nový programovací jazyk?
Co je vizuální programování
 Nové paradigma?
 ne, vizuální programování lze
použít pro paradigma objektově
orientované, funkcionální, logické,
procedurální, …
 Nový programovací jazyk?
 ne, může existovat prakticky neomezené
množství různých vizuálních jazyků
Co je vizuální programování
 Nové paradigma?
 ne, vizuální programování lze
použít pro paradigma objektově
orientované, funkcionální, logické,
procedurální, …
 Nový programovací jazyk?
 ne, může existovat prakticky neomezené
množství různých vizuálních jazyků
 vizuální varianty stávajících jazyků
Co je vizuální programování
 Nové paradigma?
 ne, vizuální programování lze
použít pro paradigma objektově
orientované, funkcionální, logické,
procedurální, …
 Nový programovací jazyk?
 ne, může existovat prakticky neomezené
množství různých vizuálních jazyků
 vizuální varianty stávajících jazyků,
nový člen .NET rodiny, Visual Java? :)
Co je vizuální programování
Vizuální programování je způsob tvorby,
reprezentace a zpracování zdrojového kódu.
 Zdrojový kód v grafické podobě
 důraz kladen na vizuální podobu
vytvářených programů
 zcela odlišný přístup k programování
→ nové možnosti, využití i výzvy
Novost přístupu
Představuje vizuální programování zcela
nový přístup k reprezentaci dat a jejich
následnému zpracování?
Novost přístupu
Představuje vizuální programování zcela
nový přístup k reprezentaci dat a jejich
následnému zpracování?
 čárové kódy
 pro nás nepříliš zajímavé
 slouží ke kódování a dekódování krátkého
řetězce znaků (obvykle identifikátor)
 určeno pro tisk a následné optické
rozpoznávání → různá omezení
(barevnost, délka kódované informace, …)
Novost přístupu
 čárové kódy
 první snahy o estetičtější přístup
k vizuálnímu uchovávání dat
Novost přístupu
 čárové kódy
 první snahy o estetičtější přístup
k vizuálnímu uchovávání dat
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 evoluce původních čárových kódů
 data kódována do čtvercových obrázků
 zpočátku sloužily stále jen k vizuálnímu
kódování a dekódování dat (odkazy,
vizitky, …)
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 využití redundance a opravných kódů
přineslo původně nezamýšlené možnosti
úpravy vzhledu jednotlivých kódů
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 využití redundance a opravných kódů
přineslo původně nezamýšlené možnosti
úpravy vzhledu jednotlivých kódů
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 využití redundance a opravných kódů
přineslo původně nezamýšlené možnosti
úpravy vzhledu jednotlivých kódů
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 využití redundance a opravných kódů
přineslo původně nezamýšlené možnosti
úpravy vzhledu jednotlivých kódů
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 High Capacity Color Barcode
 vytvořen společností Microsoft
 v samotné specifikaci využívá barev
a místo čtverců trojúhelníky → vyšší
kapacita oproti jiným kódům
 existuje jediná implementace –
Microsoft Tag, oznámeno ukončení
podpory v roce 2015
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 High Capacity Color Barcode
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 High Capacity Color Barcode
Novost přístupu
 „2D“ čárové kódy
 High Capacity Color Barcode
Novost přístupu
Stále se ale bavíme jen o uchovávání dat
ve vizuální podobě pomocí čárových kódů,
kde je ono slibované vizuální programování?
Novost přístupu
Stále se ale bavíme jen o uchovávání dat
ve vizuální podobě pomocí čárových kódů,
kde je ono slibované vizuální programování?
Odpověď je blíž, než by se mohlo zdát. Spíše
blíž, než bychom možná chtěli.
Novost přístupu
Stále se ale bavíme jen o uchovávání dat
ve vizuální podobě pomocí čárových kódů,
kde je ono slibované vizuální programování?
Odpověď je blíž, než by se mohlo zdát. Spíše
blíž, než bychom možná chtěli.
Obyčejný QR kód?
Novost přístupu
Stále se ale bavíme jen o uchovávání dat
ve vizuální podobě pomocí čárových kódů,
kde je ono slibované vizuální programování?
Odpověď je blíž, než by se mohlo zdát. Spíše
blíž, než bychom možná chtěli.
Obyčejný QR kód?
V podstatě ano, obsahuje ale kód
v JavaScriptu. Některé čtečky jej
i dnes automaticky interpretují.
Novost přístupu
Existují v současné době nějaké vizuální
jazyky?
Novost přístupu
Existují v současné době nějaké vizuální
jazyky?
V omezené míře ano, jejich počet je ale velmi
malý (méně než 10). Autoři těchto jazyků je řadí
mezi čistě ezoterické, pojem vizuální jazyk se
nepoužívá.
Expresivní síla těchto jazyků je obvykle nízká.
 Mobius
 prochází pixely, porovnává hodnoty RGB
kanálů a na jejich základě provádí akce
Novost přístupu
Nejpokročilejší z existujících jazyků je Piet
 interpretovaný, používá zásobníkovou
architekturu, je Turing-complete
 pracuje s omezenou škálou 20 barev
rozdělených do cyklů podle světlostiaodstínu
 používá dva ukazatele pro pohyb v obrázku
 při průchodu barevnou oblastí sčítá pixely
 při přechodu do jiné oblasti v závislosti na
změně barvy a cyklu provede konkrétní
operaci
Novost přístupu
Pojmenován po Pietu Mondarianovi,
jednom ze zakladatelů geometrického
abstraktního umění. Programy by měly být
psány tak, aby toto umění připomínaly.
Kompozice se žlutou, modrou
a červenou, 1937-1942.
Vystaveno v Tate Gallery.
Novost přístupu
Pojmenován po Pietu Mondarianovi,
jednom ze zakladatelů geometrického
abstraktního umění. Programy by měly být
psány tak, aby toto umění připomínaly.
Srovnání:
Program
v jazyce Piet.
Novost přístupu
V současné době neexistuje žádný jazyk,
který by bylo možné prohlásit za použitelný
(ve smyslu složitějších aplikací) a zároveň za
zástupce vizuálního programování. Chybí
zejména podpora pro programování (IDE,
debuggery, profilery, …)
Novost přístupu
V současné době neexistuje žádný jazyk,
který by bylo možné prohlásit za použitelný
(ve smyslu složitějších aplikací) a zároveň za
zástupce vizuálního programování. Chybí
zejména podpora pro programování (IDE,
debuggery, profilery, …)
Tedy zatím… :)
Cílevizuálníhoprogramování
 umožnit vytvářet obrázky s přidanou
hodnotou
 abstrahovat od použití konkrétního
přirozeného jazyka
 snaha o platformní nezávislost výsledných
programů (u samotných obrázků zaručeno),
záleží na interpretech
 přinést nový pohled na programování,
důraz kladen na estetičnost
Cílevizuálníhoprogramování
 přivést k programování designéry,
grafiky…, ale zároveň neodradit
programátory
 umožnit používat běžné konstrukty (if,
while, switch, …) spolu s novými
možnostmi řízení toku („2D programování“)
Různé přístupy: varianta 1
 zdrojový kód zapsán (nakreslen) ve
formě obrázku a následně přeložen do
spustitelné podoby
 ztrácí se základní myšlenka vizuálního
programování, spíše ezoterický přístup
 ztráta platformní nezávislosti, nutnost
vytvořit minimálně back-endy překladačů
pro více operačních systémů a platforem
 rychlejší běh programů, skrytý zdrojový
kód
Různé přístupy: varianta 2
 zdrojový kód zapsán jako text apřeložen
do podoby interpretovatelného obrázku
 základní myšlenka vizuálního
programování částečně zachována
 vstupní programovací jazyk může být zcela
nový, lze ale použít libovolný již existující
 nutné řešit mapování konkrétního jazyka
do podoby obrázku (anotace, metadata),
poměrně složité
Různé přístupy: varianta 2
 zdrojový kód zapsán jako text apřeložen
do podoby interpretovatelného obrázku
 musí existovat překladač jazyka do
obrázku pro každý takto použitý jazyk
 musí existovat interpret obrázků (obdoba
VM), případně dekompilátor obrázku zpět
do původního jazyka a jeho následné
zpracování konkrétním interpretem
(překladačem), podobně jako v rámci
platformy .NET
Různé přístupy: varianta 2
 zdrojový kód zapsán jako text apřeložen
do podoby interpretovatelného obrázku
 výhodou je možnost použít známé jazyky
a již existující nástroje (IDE, profilery, …)
 nevýhodou je složité mapování kódu do
podoby požadovaného obrázku, pomalejší
zpracování než v případě první varianty
Různé přístupy: varianta 3
 zdrojový kód je nakreslen přímo jako
interpretovatelný obrázek
 plně splňuje myšlenky vizuálního
programování
 vyžaduje vizuální programovací jazyk
a interpret
 přináší prakticky neomezené možnosti
použití v závislosti na daném jazyku
 zatím neexistuje žádný takový jazyk ani
vývojové nástroje
Různé přístupy: varianta 3
 zdrojový kód je nakreslen přímo jako
interpretovatelný obrázek
 podobně jako varianta 2 je pomalejší
(samotná režie zpracování obrázku a jeho
interpretace)
Shades
 připravovaný vizuální programovací
jazyk (momentálně uzavřené testování)
 spolu s ním připravována sada vývojových
nástrojů
 programy v jazyce Shades cílí na možnost co
nejvíce napodobit libovolný obrázek
→ uplatnění např. v rámci korporátní identity
 využívá velké množství barev, spíše nevhodné
pro tisk
 možnost vložit kód do existujícího obrázku
Shades
 pro dosažení co nejlepší aproximace
existujícího obrázku použit downsampling
(obdobně jako při antialisingu na GPU)
 možnost použít umělecké ztvárnění kódu
(zvětšení jednotlivých barevných ploch bez
ovlivnění sémantiky – mozaikový efekt),
použito v jednotlivých snímcích této
prezentace
Závěr
Vizuální zpracování dat a programování má
budoucnost.
Děkuji za pozornost