Max/MSP/Jitter 官方教程翻译04 - 创建矩阵

00 翻译自 Cycling74 的 Max/MSP/Jitter 官方文档：Tutorial 2: Create a Matrix

什么是矩阵？

本教程讲解处理矩阵数据的方法。可以先回顾一下 Max/MSP/Jitter 教程 01 - 什么是矩阵？

矩阵用虚拟的网格来存储和修改大批的数值数据。数据存储在矩阵中，就可以通过网格位置查找，并指定整个矩阵或部分矩阵来批量修改多个值。

在上一篇教程中，我们使用 jit.window 对象打开一个窗口，并将矩阵的内容显示为彩色像素。

显示的矩阵来自 jit.movie 对象，它用 QuickTime 视频的当前帧连续填充矩阵。jit.window 之所以能显示视频，只不过因为被告知要显示哪些矩阵的内容; 事实上，矩阵中的任何数值都可以显示。本教程通过一个更简单的例子帮助你理解矩阵，它是 Jitter 的核心思想。

以下是本节完整的 patcher 截图

jit.matrix 对象

为单个 8 位值创建 16x12 存储空间

jit.matrix 对象创建矩阵并在内存中声明存储空间，以便我们存储和检索数值，并打印或显示出来。 jit.matrix 的参数包括：

[name]（可选，本例中未包含）
[planecount]（在矩阵的每个单元格中存储多少个值）
[type]（用多少个字节来表示每个数字）
[dim]（维度，描述矩阵的大小）

括号 [] 里面应填入实际的赋值。上面的例子创建了 1 个平面（每个矩阵单元包含 1 个数字）、尺寸为 16x12（共 192 个单元格）的 char 型（单字节值）矩阵。由此可以推断出矩阵能够保存 192 个单独的数值，每个值的范围是 0~255（单个字节的范围）。

注意：在 Max 中用 x，y（宽度，高度）格式描述二维矩阵的维数，先给出水平维度的范围，然后是垂直维度。这跟视频和计算机屏幕坐标处理尺寸的方式一致（例如，640x480 视频图像）。即，先说明有多少列（宽），再说明有多少行（高）。需要注意，Jitter 描述行和列，与线性代数中描述矩阵的惯例（先表示行，然后是列）不同。

回到例子中，一个按钮连接到 jit.matrix 的入口。当 Jitter 对象在左入口接收到 bang 消息时会发送矩阵名称，这个按钮会触发 jit.matrix 发送它的矩阵名称（以 jit_matrix 消息的形式）。

jit.print对象

打印 jit.matrix 的内容

在 jit.matrix 下面有一个新的 Jitter 对象：jit.print。它在入口处接收矩阵名称（jit_matrix 消息）并格式化矩阵的值，以便在 Max Console 中打印。它将格式化的值打印到 Max Console，就像 Max 的 print 对象一样，然后在 jit_matrix 消息中以矩阵名称的形式传递出来。

单击标记为 “output” 的按钮，这会让 jit.matrix 传递矩阵名称给 jit.print，后者格式化值并在 Max Console 中显示：jit_matrix [somename]。左边的单词表示这是由 jit.print 对象打印的，这是 jit.matrix 出口的结果。

因为我们没有指定矩阵的名称（没有指定 jit.matrix 的第一个输入参数），所以 jit.matrix 自己会生成唯一名称（类似 “u330000007”）。这里我们并不关心名称是什么，但它能够告诉 jit.print 对象要显示哪个矩阵的数据。

上图显示了来自 jit.print 矩阵中的所有值，按 16 列和 12 行整齐排列。它们现在都是 0，因为我们还没有在矩阵中填充任何内容。

在矩阵中设置和查询值

在上一章中，我们知道如何使用 QuickTime 视频中的彩色数据帧自动填充整个矩阵。还可以将数值放置在矩阵的特定单元格中，并从特定位置检索。

在下面的例子中，jit.matrix 上方有一些消息框，可以设置和获取矩阵中的值。

消息 setcell 和 getcell 可以访问矩阵中的特定值

使用 setcell 消息可以在特定的矩阵位置中存储值。语法是： setcell [cell coordinates] val [value（s）]。

例如， jit.matrix 消息 setcell 0 0 val 127 会将矩阵的第一个单元格（即左上角的单元格）的值设置为 127。每个维度中对单元格坐标的编号从 0 开始，最大值比维度小 1。在此矩阵中，x 维度中的位置编号为 0~15，y 维度中的位置编号为 0~11。因此右下角的单元格坐标是 15 11.

pack 0 0 0 对象组合多个数字提供给setcell 消息发送给 jit.matrix。首先设置想要存储值的 x 和 y 位置，然后指定要存储在那里的值。当 x 和 y 位置为 0 0 时，用标有“value” 的数字框发送 127 到 pack 0 0 0 的左侧入口。这将触发消息 setcell 0 0 val 127 发送给 jit.matrix。

消息 setcell 0 0 val 127 设置单元位置 0,0 的值为 127

（如果矩阵中有多个平面，可以在单元格的特定/所有平面中设置值）

为了演示之前提过的单元格位置编号，现在尝试将消息 setcell 15 11 val 255 发送到 jit.matrix。在 “X position” 下面的数字框输入 15，在 “Y position” 下面的数字框输入 11 ，在 “value” 下面的数字框输入 255。然后点击 “output” 按钮查看矩阵的变化。jit.print在 Max 控制台中打印出整个矩阵。请注意，单元格位置 0,0 和 15,11 中的值已变为 127 和 255。

消息 setcell 15 11 val 255将单元格位置 15,11 的值设置为 255

在 Patch 窗口中，你可能已经注意到黑色矩形区域的变化。它的左上角和右下角已经改变了。

jit.pwindow 对象显示的数值为颜色（或灰度值）

该区域是一个名为 jit.pwindow 的用户界面对象。在添加对象面板中可以找到它：

对象选项板中的 jit.pwindow 图标

在添加对象面板中单击或将其拖动到 patch 窗口时，它会创建一个小的矩形对象（可以拖动对象右下角调整尺寸）。它在功能上与 jit.window 非常相似，区别是它在 Patch 窗口中显示矩阵数据，而不是在一个单独的窗口。

于是我们看到数值显示为颜色（char 数值范围是 0~255）。矩阵中只有一个平面，所以是单色（即灰度）。0 表示黑色，其他值是某种灰度，最大值255 是白色。因此，单元格 15,11 的 255 值显示为白色，0,0 的 127 值显示为黑色和白色之间的 50％灰色。

你可能会觉得这样填充矩阵相当繁琐。没错。所以 Max 允许我们编写程序来自动填充。

以算法方式填充矩阵

双击 patcher fillmatrix 对象打开子 patch。它将不同的数字传入数学表达式，生成 192 个不同的值到矩阵中的每个单元。

通过算法生成值来填充矩阵的单元格

当 uzi 12 对象收到 bang（点击主 Patch 窗口中标记为 “fill” 的按钮）时，它会快速从右侧出口进行 1 到 12 计数，并向左侧出口发送每个计数的 bang。

那些 bang 触发了uzi 16对象，因此它每次都会发出 1~16 的数字。然后把这些数字减去 1，这样值的范围就限定在 0~11 和 0~15，输出的结果作为矩阵中的 y 和 x 位置。对于 12 个 y 位置中的每一个，uzi 16对象指定所有 x 位置，然后在数学表达式（expr）中使用这些数字来计算要存储在该位置的值。这些数字从 outlet 发送给主 patch 创建定义好的 setcell 消息，就像我们之前手动做的那样。

这里不需要关注具体的数学表达式。它可以生成任何公式。刚才我们用一个公式在每列中产生亮度的正弦梯度，这将让列的整体亮度从左向右增加（即随 x 增加）。

关闭 patcher fillmatrix ，然后单击标记为 “fill” 的按钮。矩阵在 Max 的 scheduler 的每个时钟节拍中填充值（由子 patch 中的 uzi 对象生成）。现在单击标有 “output” 的按钮查看矩阵的内容。数值将打印在 Max Console 中，并显示在 jit.pwindow 中。

即使对于像 16x12 这样的小型矩阵，仅仅查看 Max Console 中的数字打印输出，我们很难看到数值数据的趋势。而 jit.pwindow 中的显示能够清楚而直观地展示值在矩阵中的变化情况。这是数据可视化的好处。

你可以想象在 Max 中以算法方式填充矩阵的其他方法，我们将在后面的教程中演示。

jit.matrix 可以响应的其他消息

jit.matrix 还可以接收许多其他消息。例如可以使用相同的值填充所有 jit.matrix。发送给jit.matrix 的 clear消息将所有值设置为 0，setall 消息（setall 后跟一个值）将矩阵中的所有单元设置为同一个值。

查询矩阵位置 8,6 处的值; 报告单元格 8 6 val [value(s)]

还有 getcell消息。单词 getcell 后跟矩阵中的位置（x和y）会让 jit.matrix 将单元格坐标和该位置的值发送到右侧出口。

在 getcell $1 $2 消息框上方的数字框中输入 y 值，然后输入 x 值，并观察 Max Console 中打印的内容。请注意，该矩阵位置的值在 jit.matrix 的右侧出口输出。

在后面的教程中，你将看到从矩阵中检索值的各种方法。

小结

jit.matrix 对象可以为任何尺寸、平面数和数据类型的矩阵数据创建存储空间。该矩阵可以填充来自另一个 Jitter 对象（例如 jit.movie ）的数据，或者用 setall [value]之类的消息来设置所有单元格中的值，或者 setcell [position] val [value（s）]来设置特定单元。可以使用 patch 中其他位置的算法根据公式或一组规则来填充矩阵。

要获取特定单元格中的数据，可以使用 getcell [position]消息。要查看在 Max Console 中打印的所有数值数据，请使用 jit.print 对象格式化矩阵数据并打印。要查看显示为颜色的矩阵数据，请使用 jit.pwindow 对象。这类似于教程1中演示的 jit.window 对象。

在本教程中，我们查看了自己生成的数据，而不是上一篇中的数字视频。两种情况下的存储原理是相同的。无论矩阵是存储来自数字视频帧的每个像素的颜色信息，还是表示颜色的数字，它们都存储在二维矩阵中，并且通过 jit.window 或 jit.pwindow 显示。

友情提示：独自折腾 Max 易患上癔症……不妨入群互助

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