Os Artistas | Pensa como um Programador, Episódio 5

Vejam a lição completa: https://ed.ted.com/lessons/the-artists-think-like-a-coder-ep-5

Este é o episódio 5 da nossa série animada "Pensa como um Programador". Esta narrativa em 10 episódios acompanha uma rapariga, a Ética, e o Hedge, o seu companheiro robô, quando os dois tentam salvar o mundo. Os dois entram numa demanda para reunir três artefactos e têm de descobrir o caminho, através duma série de "puzzles de programação.

Lição de Alex Rosenthal, realização de Kozmonot Animation Studio.

A madrugada e o comboio estão a chegar
quando a Ética e o Hedge chegam ao bosque.

Os aventureiros recuperaram
o primeiro artefacto

— o Nódulo do Poder —

e foram para a floresta 198
à procura do segundo.

Aí foram bem recebidos
pela diretora da colónia, a Otávia

que fundara aquele santuário
de casas nas árvores

depois de os robôs terem libertado
toda a gente de terem de trabalhar.

Pretendia ser um paraíso onde as pessoas
se dedicassem às suas paixões,

às artes e se sentissem realizadas.

O que aconteceu... a princípio.

Há uns anos, todos se esqueceram
desse objetivo.

Abandonaram as artes e os ofícios

e passaram a pintar e a expor
retratos de si mesmas,

vezes e vezes sem conta.

O local do segundo artefacto
não é segredo.

Está numa torre, guardado
por uma guarnição de robôs,

uma ravina sem fundo,
e, quem sabe, mais umas ratoeiras.

Logo que a torre foi erguida
com o nodo lá dentro,

a comunicação humana
em toda a região afundou-se nas trevas.

Há anos que a Otávia o tenta recuperar

mas, por mais que tente,
as defesas frustram os seus intentos.

Para poderem chegar à torre, a equipa
precisa de uma manobra de diversão.

A Otávia tem uma ideia:

agitar as pessoas, com um vandalismo
bem intencionado.

As pinturas dos residentes são todas
quadrados de diversos tamanhos,

todas elas com um número ímpar
de pixéis de largura.

Os robôs assistentes agarram
nos retratos acabados

e penduram-nos em espaços públicos
para todos os poderem admirar.

Há uma estreita margem de tempo
para o Hedge chegar às pinturas.

Se ele as desfigurar todas com um X,

as pessoas culparão os robôs assistentes

criando a distração
de que a equipa precisa.

Mas não é assim tão fácil.

O Hedge não consegue pintar um X
de qualquer maneira

— o processador de pintura
exige instruções muito específicas.

Se considerarmos as pinturas
como grelhas de quadrados,

ele pode preencher um pixel,
ou seja, um quadrado, de cada vez.

Pode avançar e fazer uma mudança
de 90 graus sobre a tela,

mas não se pode mover na diagonal.

Como é que a Ética programa o Hedge
para pintar um X em cada retrato?

[Suspende aqui o vídeo
para resolveres sozinho.]

Uma pista:

Tenta desenhar uma grelha
de quadrados como esta

e simula o caminho do Hedge sobre ela.

Qual o padrão que encontras
para o guiar?

[Suspende agora o vídeo
para resolveres sozinho]

O problema aqui
é desenhar um conjunto de instruções

que funcione em qualquer
grelha de quadrados.

Felizmente, uma das vantagens
da programação

é a flexibilidade de resolver
não apenas um problema,

mas toda uma série deles
duma vez só.

Por vezes ajuda começar com um caso
e trabalhar para depois generalizar.

Digamos que tínhamos este quadrado.

O Hedge pode medir o comprimento dos lados
e guardar esse número, como variável,

Precisamos de um plano
para o Hedge pintar um X,

pixel a pixel.

Há mais de uma resposta certa
para fazer isto.

Vamos ver duas.

Primeira: e se o Hedge
percorresse linha a linha,

como uma máquina de escrever?

É uma pintura de 9 pixels por 9 pixels.

Na primeira linha ele pintava,
saltava 7 e pintava de novo.

Na segunda linha, saltava o primeiro,
pintava, saltava 5 e pintava.

E assim, sucessivamente.

O padrão aqui é que para cada linha,
os pixéis que saltava no início

aumentavam mais um

e os pixéis que saltava no meio
diminuíam menos 2.

As coisas tornam-se mais complicadas
quando o Hedge chega ao centro.

Esta é uma linha que só tem
um pixel pintado.

Depois, as coisas invertem-se

— o número de pixels que ele salta
diminui em um à esquerda

e aumentam 2 no meio.

Instruir o Hedge para fazer isto
com uma série de "loops" funciona,

e será uma solução ótima.

O principal problema é que exige
uma boa quantidade de lógica

— saber o que fazer no meio
quando deve inverter o processo

e exatamente como o inverter.

Como é que podemos abordar isto

de modo a que a lógica se mantenha
consistente do princípio ao fim?

O segredo é olhar para uma grelha
como uma série de quadrados concêntricos.

Cada quadrado segue o mesmo padrão

— pixels pintados nos cantos,
e pixels sem pintura entre eles.

Se pudermos imaginar uma forma
de pintar um quadrado,

a transição para o seguinte e repetir,
podemos pintá-los todos.

Pintar o periférico é fácil.

Começa num canto e pinta esse pixel.

Se chamarmos n ao comprimento da pintura,

avança n menos 1 espaço.

Pinta outro pixel, e vira à direita.

Agora, faz a mesma coisa
outra vez... e outra vez.

Agora avança um espaço a menos,
vira à direita, avança um,

e o Hedge estará
no quadrado concêntrico seguinte,

pronto a repetir todo o processo.

Cada quadrado é mais pequeno 2 pixels
do que o último, em comprimento e largura,

e podemos seguir este padrão em espiral
até ao centro,

com um "loop" e uma variável
que determina até onde Hedge deve ir.

Um destes métodos é melhor do que o outro?

Depende do interesse que tiveres.

A vantagem da espiral é a simplicidade
de encontrar um padrão

e voltar a usar a mesma lógica
do princípio até ao fim.

A vantagem do método
de máquina de escrever

é que é uma solução mais genérica,

ou seja, pode ser adaptada
muito mais facilmente

para satisfazer qualquer padrão.

Para a Ética, qualquer deles é bom.

Então, o que é que acontece?

Hedge vandaliza rapidamente
todos os retratos.

Em pouco tempo,

ouvem-se gritos de angústia
por toda a floresta.

A guarnição de guarda à torre
abandona o seu posto

para acalmar as pessoas agitadas

e a Ética, o Hedge e a Otávia esgueiram-se

— e quase caem pela ravina

que está entre eles e a torre.