なんでもPythonプログラミング 平林万能IT技術研究所の奇妙な実験

書籍の概要

この本の概要

「Python×サイエンス=楽しいプログラミング」身の回りにあるデジタルガジェットをPythonでプログラミングしたい! スマホでも気軽にたのしくプログラミングしたい! そんな衝動に駆られることがありませんか。Pythonは機械学習や統計やRとか,小難しいことに使うばかりではありません。プログラミングしたい人にとって自由にコーディングできるすばらしい言語体系なのです。目の前の事象を科学で分析し,Pythonでプログラミングすると,爆発的に面白い世界が広がります。スマホと組み合わせることもできるので,身近な環境で試すこともできます。なんでもPythonプログラミングしてみませんか? きっとコンピュータのパワーを使うたのしさにも目覚めるでしょう。本書を片手に未知の力を手に入れましょう!

こんな方におすすめ

  • 機械学習に使うだけでなく,なんでも自由にプログラミングしてみたいプログラミング初心者,高校生,大学生に

著者の一言

本書の内容を短く書けば,「プログラミングと少しの工夫で,やりたいことは何でもできる」というものです。目次を開けば,動脈硬化防止のための血管年齢診断から,遠くで輝く太陽の温度計測や,足もとにある日本列島の変形や地震解析まで……あらゆる分野を題材に“できる”ようにしていくのが本書です。
プログラミングの主役として登場するのは,大流行中のPython。使いやすいJupyter Notebookの形で,すぐに試すことができるものがほとんどですから,動作を実感して楽しむことができます。さまざまなトピック――たとえば,自分だけの音楽シンセサイザー環境を作り上げたり,渋谷駅地下街を3次元的に眺めたり,芸能人の体型分析をしたり……そんなことをしていくうちに,「Pythonを使っていろんなことができる!」と実感するはずです。
そして,あともう1つ。やりたいことが何でもできるようになるポイントが,「少しの工夫」です。具体的に言えば,やりたいことをできるようにする「解き方」や「作戦」です。本書に詰まっているのは,広く使うことができる知識や科学を使うことで,解きたい問題を,簡単に解く方法や作戦です。
数学や物理,音楽や工学……小学校から大学までに習っていく知識をうまく使えば,実現困難に思えることが驚くほど簡単にできたりします。そして,身の周りにあるものや100円ショップにある材料,あるいはスマホを組み合わせるだけで,「やりたいことをできるようにする」強力な道具も作り上げたりもできるのです。
つまり,本書を読んで手に入れることができるのは「Pythonプログラミング×知識や科学=何でもできる」ライセンスです。バラエティに富んだ題材をおもしろく読むうちに,いつの間にか魔法のライセンスを手にできる,それが本書です。

補足その他

本書で使用したサンプルプログラムはサポート情報からダウンロードしてください。利用する際は序章の解説を参考に,Python3 の開発環境と,iOSプログラムについてはPythonista(有料)を使用して環境構築してください。

本書のサンプル

本書の紙面イメージは次のとおりです。画像をクリックすることで拡大して確認することができます。

サンプル画像1

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目次

序章 本書の実験環境の作り方

第1章 光の研究

  • 1-1 スマホで血管年齢(動脈硬化)を診断してみる
  • 1-2 1.5億km先で輝く熱い太陽,表面温度をはかる!
  • 1-3 物体の材質感を決める「光の反射」をリアル再現

第2章 流体力学の研究

  • 2-1 泡が沈む!? ギネスビールの謎を解く!
  • 2-2 Pythonで世界の地図を使って街の風を流体計算

第3章 音の研究

  • 3-1 ステレオ音声動画の「音源方向」を可視化する
  • 3-2 Python/Pyoで万能シンセサイザーを作る

第4章 画像処理の研究

  • 4-1 「理想の肉体に変身できる」妄想カメラ
  • 4-2 銀塩写真をスマホカメラで再現してみる
  • 4-3 カメラを2台並べて「奥行きや色」を計測しよう
  • 4-4 WebGLや立体ディスプレイで立体質感表示する

第5章 AR(Augmented Reality)の研究

  • 5-1 「本当なら見えるはずの星空」を景色に重ねて映すカメラを作る
  • 5-2 災害から犯罪情報まで「電脳メガネ」で眺める
  • 5-3 風速や磁場を可視化するAR拡張現実ソフト
  • 5-4 イヤホン端子と電子工作でスマホ機能を拡張する

第6章 三次元画像処理の研究

  • 6-1 スマホのカメラで三次元立体顕微鏡を作る
  • 6-2 スマホセンサ値で「三次元移動経路」を記録する
  • 6-3 多視点撮影や動画撮影から三次元空間を作り出す
  • 6-4 多視点撮影で「自由視点画像」を作ってみよう

第7章 物理計算の研究

  • 7-1 カメラで「ビリヤードのボール軌道」を予測する
  • 7-2 「バスケのフリースロー」で学ぶ物理計算
  • 7-3 プレート境界で揺れ動く日本列島を可視化する

第8章 数学と分析の研究

  • 8-1 手回し計算機で「円周率計算」に大挑戦
  • 8-2 「身長・体重分布」を調べる「タレントの真実」をPythonで明らかにしてみる
  • 8-3 アイドルの公称数字を統計分析してみよう
  • 8-4 Jupyter Notebook上で大都市周辺の人流分析
  • 8-5 Pythonで東証株解析をしてみよう

著者プロフィール

平林純(ひらばやしじゅん)

京都大学大学院理学研究科修了。画像処理技術関連の開発やコンサルティング,科学実験サポートなどを行っている。日本画像学会フェロー。
 著書に『信長もビックリ!?科学でツッコむ日本の歴史~だから教科書にのらなかった~(集英社)』『論理的にプレゼンする技術[改訂版]聴き手の記憶に残る話し方の極意(SBクリエイティブ)』『思わず人に話たくなる「確率」でわかる驚きの日本(監修/廣済堂出版)』『史上最強科学のムダ知識(技術評論社)』など多数。
また,「タモリ倶楽部」「世界一受けたい授業」「明石家電視台」など,数多くのテレビ番組にも出演。