Python计算与编程实践:多媒体方法(第4版)

本书是一本独特的Python程序设计教程，使用媒体计算的方法教授Python编程。媒体计算将Python编程实践融入文本、图像、数字音乐、网页、视频等相关的数字媒体形式，提供各种有趣的创作体验，教人们通过编程，用数字媒体进行沟通。 本书鼓励用创作分享、课堂互动和课堂编程实践等形式激发学习兴趣和积极性，帮助读者轻松地学习和掌握计算机科学思想和编程方法，适合作为高等院校计算机专业Python程序设计、多媒体编程等课程的教材，也适合对Python编程感兴趣的读者自学参考。 本书具有以下特色 ● 利用文本、图像、数字音乐、网页、视频等多种有趣的多媒体形式学习Python编程，让编程成为创造性工具，激发读者的兴趣。 ● 给出丰富的实例和章末问题，引导读者探索编程在多媒体创作中的作用。 ● 提供丰富的图片素材，鼓励读者对素材进行创作分享，激发学习积极性。 ● 增加关于文本处理的章节，用简短的代码进行字符串操作，帮助读者快速上手。 ● 编写用于处理CSV（因特网上共享数据的通用格式）的示例，用Python处理CSV文件，完成电子表格中的操作。 ● 添加边缘检测代码，代码更短，更容易理解。 ● 新增了跳舞的海龟程序和递归模式，支持创造更复杂的图形效果。 ● 使用JES中的近期新功能，让Python编程操作数字媒体更方便。 ● 提供教学PPT、配套媒体工具和素材文件下载。

本书是一本独特的Python程序设计教程，使用媒体计算的方法教授Python编程。
全书共17章（分为4个部分）和1个附录。第1部分是前6章，介绍了计算机科学、媒体计算、编程的概念，以及操作文本、图片、修改像素等编程技巧。第2部分是第7章到第10章，主要介绍用Python概念对声音媒体进行各种操作。第3部分是第11章到第13章，主要介绍针对文本、网络、数据库的Python编程，还介绍了函数式编程、递归的思想和应用。第4部分是第14到第17章，主要介绍视频文件的编程操作，还介绍了面向对象编程的思想和方法。附录部分给出了Python语言的快速参考。
本书通过媒体计算的方法，帮助读者轻松地学习和掌握计算机科学思想和编程方法，
适合作为高等院校计算机专业Python程序设计、多媒体编程等课程的教材，也适合对Python编程感兴趣的读者自学参考。

第1部分引言
第1章计算机科学与媒体计算概述2
1.1什么是计算机科学2
1.2编程语言5
1.3计算机理解的东西7
1.4媒体计算：为什么要数字化媒体9
1.5每个人的计算机科学10
1.5.1它与沟通有关10
1.5.2它与过程有关11
1.5.3你可能需要它11
问题11
深入学习13
第2章编程简介14
2.1编程是关于命名的14
文件及其名称15
2.2Python中的编程16
2.3JES中的编程17
2.4JES中的媒体计算18
2.4.1显示图片22
2.4.2播放声音24
2.4.3为值命名25
2.5制作一个程序27
函数：真正像数学的函数接受输入30
编程小结32
问题32
深入学习36
第3章创建和修改文本37
3.1字符串：在计算机中制作人类文本37
从字符串制作字符串：讲故事39
3.2用for来拆分字符串41
3.2.1测试这些字母43
3.2.2拆分字符串，合并字符串45
3.2.3用索引拆分字符串48
3.2.4使用索引实现镜像、反转和分离字符串50
3.2.5使用关键字密码对字符串进行编码和解码52
3.3按单词拆分字符串53
3.4字符串内部是什么55
3.5计算机能做什么56
编程小结57
程序片段57
字符串程序片段57
问题57
深入学习61
第4章使用循环修改图片62
4.1如何编码图片62
4.2操作图片66
浏览图片70
4.3更改颜色值71
4.3.1在图片中使用循环71
4.3.2增加/减少红色（绿色、蓝色）73
4.3.3测试程序：这真的有效吗77
4.3.4一次更改一种颜色77
4.4创造日落78
理解函数78
4.5变亮和变暗83
4.6创造负片84
4.7转换为灰度图85
4.8用索引指定像素86
编程小结89
图片程序片段89
像素程序片段90
颜色程序片段90
问题90
深入学习93
第5章使用选择的图片技术94
5.1替换颜色：红眼、棕褐色调，海报化94
5.1.1减少红眼97
5.1.2棕褐色调和海报化图片：使用条件选择颜色99
5.2比较像素：边缘检测103
5.3背景消除105
5.4抠像108
5.5在范围内着色111
5.5.1添加边框111
5.5.2加亮图片的右半部分112
5.6选择无需再次测试113
编程小结115
问题115
深入学习117
第6章按位置修改像素118
6.1更快地处理像素118
6.1.1用range在像素上循环119
6.1.2编写更快的像素循环121
6.2镜像图片122
6.3复制和转换图片128
6.3.1复制129
6.3.2复制到较小的图片和修改133
6.3.3复制和引用135
6.3.4创建拼贴图136
6.3.5通用复制139
6.3.6旋转140
6.3.7缩放142
6.4组合像素：模糊146
6.5混合图片148
6.6绘制图像150
6.6.1使用绘图命令绘图151
6.6.2矢量和位图表示152
6.7程序作为指定绘图的过程154
我们为什么要编写程序155
编程小结156
问题156
深入学习161
第2部分声音
第7章用循环修改声音164
7.1声音如何编码164
7.1.1声音的物理学164
7.1.2研究不同的声音166
7.1.3编码声音169
7.1.4二进制数和二进制补码170
7.1.5存储数字化的声音171
7.2操作声音172
7.2.1打开声音和操作样本集172
7.2.2使用JESMediaTools175
7.2.3循环176
7.3改变声音的音量177
7.3.1增加音量177
7.3.2真的有效吗178
7.3.3减小音量181
7.3.4使用数组索引表示法182
7.3.5在声音中理解函数182
7.4规格化声音183
产生削波184
编程小结185
声音文件函数和片段186
声音对象函数和片段186
面向样本的函数和片段186
问题186
深入学习188
第8章修改范围中的样本189
8.1对声音的不同部分进行不同操作189
复习索引数组表示法190
8.2拼接声音192
8.3通用剪辑和复制197
8.4反转声音199
8.5镜像200
8.6关于函数和作用域201
编程小结203
问题203
深入学习204
第9章通过组合片段制作声音205
9.1通过叠加合成声音205
9.2混合声音206
9.3创建回声207
9.3.1创建多个回声208
9.3.2创建和弦209
9.4采样键盘的工作原理209
采样作为算法213
9.5叠加式合成213
9.5.1制作正弦波213
9.5.2叠加正弦波215
9.5.3检查结果215
9.5.4方波216
9.5.5三角波218
9.6现代音乐合成219
9.6.1MP3220
9.6.2MIDI220
编程小结221
问题221
深入学习223
第10章构建更大的程序224
10.1自顶向下设计程序225
10.1.1自顶向下的设计
实例225
10.1.2设计顶层函数226
10.1.3编写子函数228
10.2自底向上设计程序231
自底向上过程的示例232
10.3测试程序232
测试边界条件234
10.4关于调试的提示234
10.4.1寻找要担心的语句235
10.4.2查看变量235
10.4.3调试冒险游戏237
10.5算法和设计240
10.6连接到函数外的数据240
10.7在JES之外运行程序243
编程小结245
问题246
深入学习248
第3部分文本、文件、网络、数据库和统一媒体
第11章使用方法操作文本和文件250
11.1作为统一媒体的文本250
11.2操作部分字符串250
11.2.1字符串方法：介绍对象和点表示法251
11.2.2列表：强大的结构化文本253
11.2.3字符串没有字体255
11.3文件：放置字符串和其他东西的地方255
11.3.1打开和操作文件257
11.3.2生成套用信函258
11.3.3从因特网读取和操作数据259
11.3.4从网页上抓取信息261
11.3.5读取CSV数据262
11.3.6编写程序263
11.4Python标准库264
11.4.1再谈导入和你自己的模块265
11.4.2用随机数为程序添加不可预测性266
11.4.3利用库读取CSV文件267
11.4.4Python标准库的例子268
编程小结268
通用程序片段268
字符串函数、函数、方法和片段269
列表函数和片段269
问题269
深入学习271
第12章高级文本技巧：Web和信息272
12.1网络：从网上获取文本272
12.1.1自动访问CSV数据275
12.1.2访问FTP276
12.2使用文本在媒体之间转换276
12.3在媒体之间移动信息279
12.4使用列表作为媒体表示的结构文本281
12.5在图片中隐藏信息282
将声音隐藏图片内284
编程小结285
通用程序片段285
问题286
深入学习287
第13章为Web创建文本288
13.1HTML：网页的表示法288
13.2编写程序生成HTML291
制作主页293
13.3数据库：存储文本的地方296
13.3.1关系数据库298
13.3.2使用散列表的示例关系数据库298
13.3.3使用SQL.301
13.3.4用数据库构建网页303
问题304
深入学习306
第4部分影片
第14章创建和修改影片308
14.1生成动画309
14.2使用视频源316
视频操作示例316
14.3自底向上建立视频效果319
问题323
第15章速度326
15.1关注计算机科学326
15.2什么使程序更快326
15.2.1计算机真正理解的是什么326
15.2.2编译器和解释器327
15.2.3什么了计算机的速度331
15.2.4它真不一样吗333
15.2.5让搜索更快334
15.2.6永远不会完成或无法编写的算法.336
15.2.7为什么Photoshop比JES更快337
15.3什么使计算机更快337
15.3.1时钟频率和实际计算338
15.3.2存储：什么使计算机变慢339
15.3.3显示340
问题340
深入学习341
第16章函数式编程342
16.1使用函数让编程更容易342
16.2使用映射和归约的函数式编程345
16.3针对媒体的函数式编程348
不改变状态的媒体操作349
16.4递归：强大的思想350
16.4.1递归目录遍历354
16.4.2递归的媒体函数356
编程小结357
函数式编程357
问题358
第17章面向对象编程360
17.1对象的历史360
17.2使用海龟361
17.2.1类和对象361
17.2.2向对象发送消息362
17.2.3对象控制其状态364
17.3教海龟新技巧365
17.3.1覆盖原有的海龟方法367
17.3.2一次使用多只海龟368
17.3.3带有图片的海龟369
17.3.4跳舞的海龟371
17.3.5递归和海龟372
17.4面向对象的幻灯片放映373
使Slide类更加面向对象376
17.5面向对象的媒体376
17.6盒子乔380
17.7为什么要对象381
编程小结382
面向对象编程383
图形方法383
Turtle和World的方法383
问题384
深入学习386
附录APython快速参考387
A.1变量387
A.2函数创建387
A.3循环和条件387
A.4运算符和表示函数388
A.5数字函数389
A.6序列操作389
A.7字符串转义389
A.8有用的字符串方法389
A.9文件390
A.10列表390
A.11字典、散列表或关联数组390
A.12外部模块390
A.13类391
A.14函数式方法391
参考资料392