第1-6章まとめ課題

自分の好きな図あるいはアニメーションを描くプログラムを書いて，Notebookファイルを第1-6章まとめ課題に投稿して下さい．第5章の練習問題にある図でも良いし，自分で工夫して考えた図でも良いです．
この課題では，従来の課題のように授業用のNotebookを編集して提出するのではなく，Notebookファイルを新規作成することを想定しています．Notebookファイルを新規作成するにはGoogle Colabの使い方で説明しているように，Google Driveから作成する方法の他に，別のNotebookファイルをGoogle Colabで実行中に，メニューの「ファイル」->「ノートブックを新規作成」で作成する方法 (この場合はGoogle Driveの「マイドライブ」->「Colab Notebooks」の下に作成されます)もあります．また，ITC-LMSの「教材」->「Google Colab教材」に「第1-6章まとめ課題サンプル」というNotebookを置いたのでそれを編集して提出しても構いません．
12/27(日)までに投稿された作品は1/6(水)の講義の際にコンテスト(相互評価)を開催します．

昨年度の作品

昨年度の作品が2019年度アルゴリズム入門第1-6章まとめ課題にあります．Googleアカウントへのログインを求められたときは，通常のGoogleアカウント「XXX@gmail.com」ではなく，ECCSクラウドメールのアカウント「XXX@g.ecc.u-tokyo.ac.jp」(XXXは10桁の数字ではない方)を使ってログインしてください．他のgmailアカウントで入って，「アクセス権限をリクエスト」しても本人確認できないため，アクセス権を与えることはありません(メール等での連絡もおこないません)．

ヒント(簡単な静止画像)

一から作るのが面倒な人は，以下のプログラムの(1)の部分の穴を埋めて a[y][x]に点(x,y)でのR,G,B値からなる大きさ3の配列を入れるコードを書くので良い．

def show_color_picture():
  a=ita.array.make3d(50, 50, 3)
  for y in range(0, 50):
    for x in range(0, 50):
      #a[y][x]にRGB値からなる大きさ3の配列(要素は0から1までの実数)を入れる
       (1)
  return a
ita.plot.image_show(show_color_picture())

たとえば，(1)のところに

      a[y][x] = [x / 49, 1 - y / 49, 1]

と入れると，

左上(x=0, y=0)の色が[Red,Blue,Green]=[0,1,1]で水色，
右上(x=49,y=0)の色が，[Red,Blue,Green]=[1,1,1]で白，
左下(x=0,y=49)の色が，[Red,Blue,Green]=[0,1,0]で青，
右下(x=49,y=49)の色が，[Red,Blue,Green]=[1,1,0]でマゼンタ

になり，その間を補間した

のような図が得られる．

ヒント(簡単なアニメーション)

先程のプログラムをアニメーションを作成するプログラムに変更することができる．itaライブラリを使ってアニメーションを作成する場合は，静止画像を複数枚用意してそれぞれを配列に入れる．そのため，まずは，さきほどのshow_color_picture() を変更して，t枚目の静止画像を作成する関数にしてみる．

def show_color_picture(t):
    a=ita.array.make3d(50, 50, 3)
    for y in range(0, 50):
        for x in range(0, 50):
           #a[y][x]にRGB値からなる大きさ3の配列(要素は0から1までの実数)を入れる
           a[y][x] = [x / 49, 1 - y / 49, t / 10]
    return a

これを使って，10枚の静止画を作成して1つの配列に入れる関数を作成して，表示させてみる．

def show_animation():
    image = ita.array.make1d(10)
    for t in range(0, 10):
        image[t] = show_color_picture(t)
    return image
ita.plot.animation_show(make_animation())

すると，以下のように時間ごとに色が変わっていくアニメーションになる．

ヒント

乱数を使いたい人は

import random

をした上で，random.randrange(0, n)で0以上n-1以下の整数が返る．

IN [1]: random.randrange(3)
OUT[1]: 1
IN [2]: random.randrange(3)
OUT[2]: 0

小数の乱数は random.random() で0.0以上1.0以下の一様乱数が返る．

IN [1]: random.random()
OUT[1]: 0.3163153252111951
IN [2]: random.random()
OUT[2]: 0.9910121225838986

小数値を整数値に変換するには，「int(式)」とする．

IN [1]: int(2.9)
OUT[1]: 2
IN [2]: int(2)
OUT[2]: 2
IN [3]: int(-2.9)
OUT[3]: -2

四捨五入ではないので，注意が必要．