Bocetando con Código: Integrando React y p5.js

¡Hola React Summit! Estoy emocionada de estar aquí. Como se dijo, soy una ingeniera de software senior. Actualmente estoy construyendo experiencias educativas en NewZella. Me encantaría charlar más después de mi charla sobre codificación creativa o tus bibliotecas de código abierto favoritas. Y me convertí en una estrella de GitHub hace unos años gracias a mi participación en la comunidad tecnológica y soy muy apasionada por ayudar a las personas si están interesadas en involucrarse más con el código abierto.

Así que la charla de hoy es una charla de codificación creativa. Diría que mi viaje de codificación creativa comenzó en este sitio web, Neopets, específicamente su guía de HTML. Esta fue la primera vez que escribía CSS. Y ahora sigo escribiendo CSS y explorando la codificación creativa y otros medios. Así que tengo un CodePen donde tengo un montón de ejemplos que están escritos en p5.js, svg.js, solo CSS simple. Así que si estás interesado en ver más ejemplos después de la charla de hoy, te animo a que mires mi CodePen. Y también tengo en esta diapositiva un video del trazador de pluma que se mencionó. Así que esta es una pequeña máquina donde puedes darle instrucciones basadas en un archivo vectorial. Y puedes usar un bolígrafo como este bolígrafo de gel. Puedes usar pintura para transferirlo al papel.

Así que la charla de hoy trata sobre la codificación creativa. Presentaré a la gente p5.js, por qué deberías considerar usar React con p5.js. De hecho, te mostraré cómo comenzar a usar esas dos bibliotecas juntas. Y cubriremos un poco de animaciones, gradientes y más. Y a lo largo de esta charla, estaremos construyendo esta aplicación o esta pequeña aplicación para generar un patrón de cuadrícula. Así que esto está disponible en tiles.monica.dev. Si quieres jugar con ello. Y si te desplazas hacia abajo en la página, hay un enlace al código fuente de GitHub. Así que puedes mirar en profundidad toda la lógica de cómo funciona esto. De lo cual cubriremos una buena parte hoy. Pero no tengo tiempo para revisar todo línea por línea. Y para hoy, nuestra definición de trabajo de codificación creativa es sobre usar algoritmos o un conjunto de reglas predeterminadas para generar imágenes. Así que estas cuatro imágenes son estas imágenes inspiradas en lámparas de lava que creé usando un algoritmo llamado algoritmo de cuadrados marchantes. Y así puedes ver que todas son formas diferentes, pero parte del mismo sistema. Así que eso es lo que quiero decir con tener, como, este conjunto de reglas predeterminadas que determinarán el resultado.

Así que todos son únicos. Pero hay cierta similitud basada en las reglas detrás de ello. Y hoy, incorporaremos entradas de usuario en nuestro proceso creativo. Así que lo que un usuario escriba va a controlar las formas, los colores y el texto que aparecen. Y realmente me gusta esta cita del Variable Design Studio sobre el arte generativo y las obras de arte que crecen, cambian y se transforman con el tiempo. Creo que eso es, como, una de las cosas realmente geniales sobre la codificación creativa es que puede responder a los usuarios o datos o cambios a lo largo del tiempo. No es solo, como, esta pieza fija.

Y una exposición de arte que realmente disfruté ver es esta exposición de decodificación de la felicidad en el Wellcome Museum donde se invitó a los asistentes a registrarse. Y basado en cómo se sentían en ese momento particular, se creó una obra de arte. Así que es muy específico para ese punto en el tiempo. Y en realidad hay una guía detrás de los diferentes visuales que ves en términos de los colores, las formas y los tamaños. Y una vez que tienes esa clave, cuando ves las diferentes imágenes que se crearon, puedes reunir de un vistazo más información sobre cada una de las personas y realmente echar un vistazo más profundo. Nuestro ejemplo de hoy va a ser más abstracto. Pero puedes usar esos mismos principios si quisieras crear algo similar a la decodificación de la felicidad en términos de poder crear arte que sea único para un individuo o ciertos datos.

Y así usaremos p5.js, una biblioteca de codificación creativa, para dibujar en el canvas y usar React para gestionar el estado de las entradas de usuario. p5.js es una biblioteca de JavaScript y está diseñada para la codificación creativa. Es accesible para personas, ya sea que tengas un trasfondo en ingeniería de software o vengas de la educación o más de un artista tradicional, que es algo que realmente me gusta del proyecto. Y todos los conceptos que están dentro de p5.js, por supuesto, puedes aplicarlos a otras bibliotecas de codificación creativa también. Y bajo el capó, p5.js es una abstracción de la API de canvas. Así que esa es una forma en que puedes usar JavaScript para agregar elementos al elemento canvas de HTML. Y el elemento canvas o API se puede usar para animación, gráficos de juegos, visualización de datos y más. Hay una aplicación llamada JS paint que puedes consultar en GitHub donde está construida usando la API de canvas y puedes recrear la experiencia de si eras más joven, usando MS paint para crear arte.

Y ahora quiero hablar específicamente sobre lo que inspiró el patrón que nuestro ejemplo usará hoy, que son las true shade tiles. Así que estos son diferentes azulejos que cuando se organizan en diferentes orientaciones, comienzas a ver patrones emerger. De manera similar a las true shade tiles, hay un algoritmo llamado 10 print, que es un programa de una línea que alterna aleatoriamente entre una barra inclinada hacia adelante y una barra inclinada hacia atrás. Y cuando ejecutas ese programa, realmente comienzas a ver estos patrones laberínticos emerger solo a partir de las orientaciones aleatorias. Y hay un libro completo dedicado a este algoritmo si estás interesado en aprender más.

Una de las variaciones de true shade tile más populares es esta variación de Smith tile, que está compuesta de cuartos de círculo y ayudó a hacer este patrón más popular en los años 80. Y similar a las true shade tiles originales, a medida que reorganizas las Smith tiles, comienzas a ver diferentes patrones emerger. Así que vamos a crear una Smith tile en p5.js. Así que lo primero que hay que saber sobre p5.js es que necesitamos crear una función setup que se llama una vez por función para configurar cosas como el color, el fondo, el tamaño, etc. Cosas que no necesitan cambiar de cuadro a cuadro.

Así que este es un programa básico de p5.js donde llamamos a la función setup, creamos un canvas, establecemos el ancho y la altura al mismo que la ventana. Estamos estableciendo el color de fondo de todo el canvas a azul marino, posicionando el elemento, y luego estamos dibujando un cuadrado. Estamos diciendo en la coordenada 0, 0, x, y que es de 400 de ancho. Y verás que hay solo como un cuadrado en blanco que aparece en el canvas. Ahora, si actualizamos eso y añadimos esta llamada a no fill y establecemos el trazo a blanco, entonces en lugar de ver un cuadrado relleno, solo veremos un cuadrado en blanco. Esta es una o esa es una forma en que podemos crear gráficos en p5.js. Pero hay una función create graphics que se recomienda cuando estás creando o dibujando en el canvas porque es capaz de optimizar el rendimiento de tu aplicación y dibujar esos fuera de pantalla en el fondo. Así que recomendaría que usemos eso mientras construimos nuestro proyecto hoy.

Así que para usar la función create graphics, harás un objeto de gráficos p5 llamando a la función create graphics y pasando el tamaño de tu elemento. Así que esos son como el ancho y la altura de los objetos gráficos. Luego podemos llamar a esas mismas funciones que estábamos llamando antes para crear el elemento. Pero verás que no hay ningún elemento que aparezca en la página. Eso es porque realmente necesitamos llamar a la función image y pasar nuestros objetos gráficos para que se rendericen en el canvas. Ahora para crear el trusset tile real, que no es solo el contorno del cuadrado, también necesitamos crear arcos. Así que hay una función arc en p5.js donde puedes pasar las coordenadas X e Y del arco y hacer que se dibuje en el canvas. Y así verás que el arco superior es rosa fuerte y el inferior es azul verdoso. Así que cómo funciona p5.js es que cada vez que haces cambios en los colores o tamaños, se aplica a cualquier elemento o función que llames después de eso hasta que lo cambies. Así que originalmente establecimos el color del trazo a blanco y luego dibujamos el cuadrado. Pero luego, una vez que lo cambiamos a rosa fuerte, el siguiente elemento que dibujamos se volvió rosa fuerte. Y luego solo afectó a ese único elemento porque luego cambiamos el color nuevamente a azul verdoso.

Así que el orden es muy importante en p5.js. Y como mencioné antes, comenzarás a ver estos diferentes patrones que emergen a medida que juntamos estos azulejos en una cuadrícula. Si los rotas, comenzarás a ver diferentes formas. Y puedes jugar con, como, el color e incluso, como, cómo se ve un azulejo individual.

Así que volviendo a lo que estamos construyendo hoy, este generador de trusset tile. Así que como dije antes, vamos a usar React para gestionar el estado de las entradas del usuario y p5.js para dibujar en el canvas. Así que encuentro que React es mucho mejor para gestionar estados complejos que p5.js. El propósito principal de p5.js es dibujar en un canvas. Y React también nos permitirá si queremos crear elementos de entrada de usuario, podemos posicionarlos usando, como, un árbol. Podemos posicionarlos usando, como, CSS para la posición en lugar de en el contexto de p5.js. Todo está dentro del canvas, y tenemos que determinar, como, cuáles son las coordenadas X e Y. Así que es mucho más desafiante lidiar con, como, el reflujo del diseño si estás usando p5.js. Así que definitivamente recomiendo si tienes más de uno o dos campos considerar usar algo como React u otra biblioteca para gestionar eso.

Así que cuando uses p5.js con React, hay un paquete wrapper de p5 muy útil que recomendaría usar para facilitarte la vida. Así que con el wrapper de p5.js para React, podemos importar ese wrapper y luego podemos renderizarlo dentro de nuestra aplicación React. Y vamos a pasarle un componente sketch como una prop. Y puedes notar aquí que estoy comprobando que la ventana no esté indefinida porque si lo está, no quiero renderizar o no quiero intentar llamar a la biblioteca p5 porque es una biblioteca solo del lado del cliente. Hay una versión node de p5 si quisieras crear un, como, en un momento creé un bot blue sky que estaba usando p5 para publicar imágenes.

Así que hay, como, un paquete node, pero típicamente es una biblioteca solo del lado del cliente. Así que además de la función setup, también está la función draw, y p5.js es una de las funciones principales que normalmente verías cuando tienes un sketch de p5.js. Y eso es algo que está dibujando continuamente en el canvas y por defecto corre 60 veces por segundo. Y cuando uses p5.js con React o con cualquier otra biblioteca, querrás usar p5.js en modo instancia. Así que eso significa que todo estará en un espacio de nombres a un objeto p5, mientras que si quieres usar rápidamente p5.js, simplemente lo usarías en modo global, lo que significa que no tienes que ponerlo en un espacio de nombres. Así que simplemente llamarías a set up y draw. Pero en modo instancia, tienes que poner p5.setup, p5.draw, y ese p5 realmente puede llamarse de cualquier manera. Solo necesita referirse a un objeto p5. Así que con el modo instancia, podemos tener múltiples sketches en una página. Es compatible con React u otras bibliotecas. El problema cuando no lo pones en un espacio de nombres es que podría haber una colisión.

Si hay más de una biblioteca de JavaScript que tiene las mismas convenciones de nomenclatura, las cosas simplemente comienzan a desmoronarse. Y aunque es más complejo comenzar con el modo instancia, definitivamente es más seguro y útil a medida que tu proyecto crece. Con el modo global, si quisieras tener múltiples sketches en un marco, tendrías que usar un iframe. Es una forma rápida de comenzar, pero como dije, creo que a medida que tus necesidades evolucionan, probablemente terminarías teniendo que pasar al modo instancia.

Así que volvamos a nuestra aplicación React. Así que tenemos el React P5 wrapper, y dentro de eso, como dije antes, tenemos este componente sketch. Así que el componente sketch está usando p5 en modo instancia. Así que verás que tenemos esta función p5.setup, p5.draw, y hay esta nueva función, p5.updateWithProps. Así que dentro de nuestro sketch, tenemos estas variables locales como el color actual, pero podemos sobrescribirlas con los valores que estamos pasando desde nuestros props. Pero necesitamos definirlas por separado dentro del sketch para que la variable ya haya sido declarada.

Y mencioné antes que draw se ejecuta 60 veces por segundo por defecto. Eso es algo que siempre podemos ajustar. Puedes llamar a no loop si nunca quieres que se ejecute. Puedes pasar una tasa de fotogramas específica. Pero es realmente importante tener en cuenta con qué frecuencia se está ejecutando y si tienes algún cuello de botella de rendimiento. Porque se ejecuta 60 veces por segundo, si tienes algo particularmente lento en la función draw, que realmente solo necesita suceder una vez en el setup, eso puede hacer una gran diferencia en cómo está operando tu programa.

Y en nuestra aplicación, podemos usar un objeto para representar el estado de nuestra aplicación. Así que podemos tener un nombre que es un string color, que es un objeto de string porque hay tres colores diferentes que queremos capturar. El tamaño de los azulejos siendo un número. Modo de patrón. Podemos tener múltiples modos de patrón. Podemos usar booleanos para si estamos guardando la imagen o si queremos mostrar líneas de cuadrícula o un banner, y también tener dos modos de arte diferentes que soportamos.

Ahora, en términos de realmente obtener esa información en nuestro sketch de p5.js, cómo lo tengo configurado es que tenemos un reducer. Así que el sketch tiene acceso a los valores de entrada, el estado de los valores de entrada. El sketch nunca va a actualizar el estado de React, por lo que solo necesita acceso de solo lectura. Mientras que nuestros campos de entrada, queremos realmente enviar acciones para actualizar el estado a medida que el usuario interactúa con nuestra aplicación. Así que el componente de campos de entrada va a tener acceso tanto a los valores de entrada como a la función de dispatch. Así que si tenemos un componente de entrada para nuestros tres colores, podemos tener una función handle color change que se llama cada vez que ese color cambia a medida que el usuario interactúa con él. Y el handle color change va a enviar una acción del tipo colors, y luego está desestructurando los colores actuales que están en el estado para que podamos mantener esos y simplemente sobrescribir el que ha sido seleccionado usando el nombre del evento y el valor del evento. Luego, dentro del archivo sketch, podemos usar esa función update with props para asegurarnos de que nuestros valores de entrada reflejen lo que hemos recibido de los props.

Y podemos desestructurar los colores o cualquier otro valor que estemos obteniendo de los valores de entrada y usar eso, por ejemplo, para establecer el color de fondo del lienzo. Así que verás aquí en este gráfico que a medida que el estado cambia en el componente de entrada, los colores en el lienzo también reflejan esos cambios.

Y hablando de colores, una de mis funciones favoritas de P5.js es esta función lerp color, que utiliza interpolación lineal para crear gradientes de color. Y la interpolación lineal es una forma de, si tienes dos puntos de datos conocidos, dibujar una línea imaginaria entre ellos, y luego puedes decir que quieres un valor que esté como al 50% entre estos dos valores o alguna otra cantidad entre los dos valores, y luego estimará dónde caería ese valor. Así que podemos usar eso con números, pero también podemos usarlo con colores.

Así que hay esta función lerp color donde pasarás dos colores, color uno y color dos, y luego la cantidad que deben ser interpolados. Así que si pasas cero, va a devolver el color uno. Si pasas uno, devolvería el color dos. Y si pasas 0.5, devuelve un color entre esos.

Y usando lerp color en acción, en este ejemplo, tenemos una cuadrícula de los azulejos touche. Y así verás dentro de esta cuadrícula, tenemos este bucle for anidado para crear la cuadrícula. Estamos rotando aleatoriamente cada uno de los azulejos para que podamos obtener esos patrones que aparecen. Y luego, para cambiar el color del azulejo, podemos usar p5 tint ya que estamos trabajando con objetos de imagen. Y cómo se configura la función lerp color, primero tenemos el color de origen, luego el color de destino, y la cantidad de dónde debe situarse ese color entre los dos se configura en función de qué fila estamos mirando.

Así que cuanto más alta sea la fila, más cerca estará del color de destino porque estamos dividiendo la fila por la altura. Así que la fila más alta, eso equivaldría a uno, y la fila más baja, estaría más cerca de cero. Pero también podemos cambiar completamente cómo manejamos los colores teniendo algo como una función de cambio de modo de color. Donde actualizamos el patrón a medida que el usuario interactúa con la aplicación de un gradiente a esta distribución aleatoria. Así que con la distribución de gradiente, repasamos antes cómo determinamos qué color teñirlo en función de qué fila estamos mirando. Pero podríamos simplemente decir, está bien, si no está en el modo de gradiente, solo queremos elegir un color aleatorio. Y así vamos a devolver un número entre cero y uno y luego pasarlo a la función tint que está llamando a lerp color. Así que eso es lo que ves en el lado derecho donde los colores se distribuyen aleatoriamente. Y notarás que hay más de dos colores aunque solo establecimos dos colores.

Así que hemos hablado un poco sobre la aleatoriedad. Pero creo que es importante señalar esta cita de que si hay algo en lo que las computadoras son buenas, es en ser predecibles. Pueden ejecutar el mismo código un millón de veces. Y siempre que se les den las mismas entradas cada vez, siempre obtendrán los mismos resultados. Esta es una cita de Joshua Leboeuffuser en CloudFlare. Y esto se aplica a las funciones aleatorias. Así que si estás llamando a math.random o algo así, no es tan impredecible como parece. Así que CloudFlare, en realidad tienen una pared de lámparas de lava que usan para ayudar a que su generación de números aleatorios sea más segura criptográficamente. Así que la cita que puse en esta diapositiva es en realidad de un artículo si quieres aprender más sobre cómo están usando lámparas de lava para eso. Y dentro de P5.js, como dije antes, los números no son... no son impredecibles, los números aleatorios que estamos obteniendo. Pero lo genial de P5.js, a diferencia de JavaScript puro, es que en realidad podemos establecer el valor de semilla que se está utilizando para... o establecer fácilmente el valor de semilla que está siendo utilizado por la función aleatoria. Así que en el lado izquierdo, esta es una imagen de un lienzo donde cada vez que el lienzo se redibuja, estamos seleccionando un nuevo número aleatorio. Y verás que los números siguen cambiando. No hay semilla aleatoria establecida, así que cada vez que se vuelve a ejecutar, obtenemos nuevos números aleatorios.

Y luego, en el lado derecho, si tenemos la misma semilla aleatoria establecida, lo que significa que estamos llamando a esta función de semilla aleatoria en P5.js, entonces cada vez que volvamos a ejecutar la aplicación, obtendremos los mismos números aleatorios. Así que parece que no pasa nada de un cuadro a otro solo porque esos valores se mantienen consistentes. Y ambos serían considerados números pseudoaleatorios debido al hecho de que si le das el mismo valor de semilla, te devolverá los mismos números. Así que podemos usar eso a nuestro favor para la animación o la falta de animación.

Así que, similar a lo que mencioné antes, podríamos tener una acción... un controlador de eventos enfocado en la animación. Así que este controlador es animado. Simplemente está haciendo un valor booleano que cambia de isAnimated a not isAnimated cuando el elemento está marcado o desmarcado. Y luego, dentro de nuestro sketch, podemos decir, está bien, si sabemos por los valores de entrada que la cámara está animada, entonces podemos llamar a la función p5.loop. Así que esto es generalmente lo que sucede por defecto en los sketches de P5, pero si alguna vez llamas a no loop y luego quieres reanudar un sketch, necesitas llamar a p5.loop. Y luego podemos decir, si no está animado, entonces llama a no loop, y eso simplemente detendrá todo. Pero otra forma en que podríamos controlar la animación es diciendo, si no está animado, vamos a establecer una semilla aleatoria. Así que podemos hacer que eso sea... por ejemplo, un nombre podría ser la semilla. Solo tienes que convertirlo a un número. Y luego, si esa semilla no cambia, no parece animarse a menos que haya cambios que ocurran de cuadro a cuadro que no dependan de la función aleatoria. Así que verás, si apagas la animación, pero luego comienzas a escribir tu nombre a medida que escribes las letras, entonces va a cambiar y luego detenerse si es así como lo tenemos configurado.

Así que esa es mi presentación de hoy. Solo quería presentar a la gente P5.js y mostrar cómo puedes usar React si quieres gestionar el estado de P5.js para el sketch y cómo puede ayudar a facilitar la renderización de la UI, especialmente a medida que construyes sketches de P5.js más complejos. Y P5.js tiene un montón de funciones integradas para crear visualizaciones de datos y codificación creativa. No tuve suficiente tiempo para repasar todo hoy, pero te animo a que revises su documentación si estás interesado en aprender más. Así que gracias, React Summit!

He tenido algunas dificultades solo con el Canvas. No es tan fácil hacerlo compatible con dispositivos móviles como lo es con CSS. Así que por eso tal vez animaría a la gente, si quieren tener algo compatible con dispositivos móviles, a considerar usar algo aparte de P5.js para la parte móvil. Pero definitivamente hay soluciones en términos de cómo escalar las cosas para que funcionen en móviles, pero creo que requiere más trabajo que depender de CSS. Que está más diseñado para ese caso de uso.

Bien, genial. Tenemos más preguntas sobre CSS. ¿Podemos animar bocetos de P5.js usando CSS? Según mi conocimiento, no, pero hay muchas formas dentro de P5.js para hacer animaciones. Había dicho que puedes establecer la tasa de fotogramas. Puedes establecer eso. También puedes determinar cuánto tiempo ha pasado en un boceto de P5.js. Basado en cuánto tiempo ha pasado, puedes decir, está bien, este elemento debería crecer o encogerse con el tiempo. Así que hay muchas funciones dentro de la biblioteca que pueden controlar las animaciones. Así que no creo que necesites depender de CSS. Creo que ese es uno de los puntos fuertes de P5.

Genial. Un par de minutos más de preguntas. Gracias, ShadowDanny. ¿Tener visuales de P5.js o podrían los visuales de P5.js ralentizar considerablemente el rendimiento de un sitio web? Creo que eso es definitivamente algo que querrías evaluar. Hay cosas que puedes hacer en P5.js para optimizar el rendimiento. Como había mencionado, puedes crear el objeto gráfico, de modo que se dibuje fuera de la pantalla como una optimización. Definitivamente hay ciertos, si tienes cosas que son más intensivas computacionalmente, podrías ser capaz de hacerlas por adelantado. Así que he tenido algunos bocetos donde quería manipular una imagen. Así que en lugar de cargar los datos de la imagen, terminé convirtiéndolos en valores de coordenadas X e Y basados en los valores RGB. Y luego le di un archivo de datos en lugar de la imagen. Porque eso era más eficiente que trabajar directamente con la imagen. Así que definitivamente dependiendo de tu caso de uso, definitivamente ten en cuenta cómo podría afectar el rendimiento. Y también hay una función clear en P5.js donde puedes eliminar elementos después de un cierto tiempo. Incluso si no son visibles.

Incluso si no son visibles. Solo para asegurarte de que no tienes elementos adicionales en el canvas si no necesitas que estén allí. Esa fue una respuesta muy de desarrollador senior. Depende del usuario.

Genial, creo que una pregunta más. ¿Utiliza WebGL en el fondo? ¿Es un envoltorio de conveniencia para lo que hace el canvas de HTML5? Definitivamente es un envoltorio para la API de canvas de HTML. Pero también hay otra versión o modo de P5.js, si estás interesado en WebGL y más renderizado 3D. Tiene una sintaxis ligeramente diferente a la versión regular 2D de P5.js, pero es parte de la misma biblioteca. Así que si vas a su documentación, verás información sobre ese modo también.

Genial, bueno, tengo muchas más preguntas como todos nosotros. Pero ese fue todo el tiempo que tenemos. Muchas gracias de nuevo, Monica. Vamos a dar un aplauso más. Aplausos. Música.