In de href="https://computertotaal.nl/artikelen/pc/zo-kun-je-programmeren-in-python-deel-5/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">vorige les</a> leerde je met bestanden werken en zag je hoe je je programma kunt laten reageren op exceptions. Zo beginnen je programma’s ondertussen al vrij complex te worden. Tijd dus om wat structuur in je programma’s te brengen, en dat doen we in deze les met functies en modules. We bekijken ook enkele standaardmodules van Python.

Wil je meer leren over programmeren? Bekijk dan onze Cursus: programmeren in Phyton (boek & online cursus).

Tot nu toe waren onze Python-programma’s vrij kort, maar je hebt ondertussen al genoeg Python-bagage om zelf al eens aan de slag te gaan en je eigen ideeën uit te werken in programma’s. En dan merk je al snel dat je programma lang en ondoorzichtig wordt. Gelukkig kent Python verschillende manieren om wat meer structuur in je programma’s te brengen.

De eerste manier ben je al tegengekomen: functies. We hebben immers in de vorige lessen al diverse standaardfuncties van Python gebruikt, zoals len, print, input, format, split, open, read en write. Een functie is een afzonderlijk stukje code dat een afgebakende taak uitvoert die je meerdere keren zou willen uitvoeren op verschillende gegevens. Zodra je in je programma dus merkt dat je een stukje code telkens aan het herhalen bent, zou je eerste gedachte moeten zijn: ik maak er een functie van!

Een functie definiëren

We tonen je als voorbeeld hoe je een functie maakt om te berekenen of een woord een palindroom is. Een palindroom of spiegelwoord is een woord dat van achteren naar voren gelezen hetzelfde is als van voor naar achter. Een eenvoudige functie om te bepalen of een woord een palindroom is, ziet er als volgt uit:

def is_palindroom(woord):letters = list(woord)palindroom = Truewhile len(letters) > 0 and palindroom:if letters[0] != letters[-1]:palindroom = Falseelse:letters.pop(0)if len(letters) > 0:letters.pop()return palindroom

Dit is niet de efficiëntste manier om te bepalen of een woord een palindroom is, maar wel een die goed te begrijpen is. Je ziet dat er in de definitie van deze functie eigenlijk maar twee zaken nieuw zijn: de eerste en de laatste regel. In de eerste regel geven we met def is_palindroom(woord): aan dat we een functie definiëren met de naam is_palindroom en dat die één parameter meekrijgt, die we woord noemen. Dan komt onze hele berekening, die je met al je kennis uit de vorige lessen na een kleine studie zou moeten begrijpen, en op het einde geven we met return palindroom aan dat we de waarde die na onze berekening in de variabele palindroom zit teruggeven.

Een functie aanroepen

Breek je hoofd nog even niet over de inhoud van de functie. Typ de code in Thonny in en sla het bestand op onder de naam palindroom.py. Voer het dan uit met een druk op F5. Er gebeurt niets, maar de functie is nu gedefinieerd. In de terminal onderaan Thonny kun je nu de functie aanroepen. Enkele voorbeelden:

>>> is_palindroom('nepalapen')True>>> is_palindroom('napalm')False>>> is_palindroom('koortsmeetsysteemstrook')True

Denk nu eens even na over wat er gebeurt als je is_palindroom('nepalapen') aanroept. De functie is_palindroom wordt dan uitgevoerd en aan de variabele woord van de functie wordt de string 'nepalapen' toegekend. Dan gebeurt die hele berekening, en geeft de functie als resultaat True of False. En voor elke andere string die je aan de functie doorgeeft, gebeurt de berekening op dezelfde manier. Op deze manier heb je de berekening ingekapseld in een afzonderlijk stukje code, de functie, die herbruikbaar is.

Overigens zijn door die inkapseling de parameter woord net zoals de variabelen letters en palindroom alleen binnen het blok van de functie gedefinieerd: het zijn wat we noemen lokale variabelen.

Recursieve functies

In onze functie is_palindroom gaan we met een while-lus alle letters in het woord af. Een andere manier om de functie te definiëren is met recursie: in de functie roepen we de functie opnieuw aan, maar op een deel van het woord. Dat ziet er als volgt uit:

def is_palindroom2(woord):if len(woord) < 2:return Trueif woord[0] != woord[-1]:return Falsereturn is_palindroom2(woord[1:-1])

Voeg deze functie in Thonny gewoon aan hetzelfde bestand toe als is_palindroom, sla het bestand op en druk op F5 om het uit te voeren. Je kunt nu deze functie is_palindroom2 uitproberen op enkele woorden. Het resultaat moet telkens hetzelfde zijn als is_palindroom op hetzelfde woord.

De functie is_palindroom2 is een mooi voorbeeld van een recursieve functie. We bekijken eerst of het woord minder dan twee letters bevat. In dat geval (het woord is leeg of heeft één letter) is het altijd een palindroom en daarom geven we in dat geval True terug. Daarna controleren we of de eerste letter verschilt van de laatste letter van het woord. Verschillen die, dan is het woord al zeker geen palindroom en geven we dus False terug.

Dan blijft er nog één geval over: de eerste en laatste letter van het woord zijn gelijk, maar van de andere letters weten we nog niets. Wat doen we dan? We roepen de functie is_palindroom2 opnieuw op, maar op die andere letters. Die verkrijgen we door de slice (zie les 2) [1:-1] op het woord toe te passen, die het woord zonder de eerste en laatste letter teruggeeft.

Belangrijk bij recursieve functies

Met modules werken

Zonder dat je het weet, heb je nu al je eerste module geschreven. Elk Python-bestand waarin je code schrijft, is immers een module voor Python. Maak nu een nieuw Python-bestand aan in Thonny en noem het bijvoorbeeld test_palindroom.py. Als je in dit bestand de code uit palindroom.py wilt gebruiken, moet je de module palindroom importeren. Dat gaat als volgt:

import palindroom

print(palindroom.is_palindroom("nepalapen"))

Met import palindroom zeggen we aan de Python-interpreter dat we toegang willen tot alle code in de module palindroom. Python zoekt dan naar bestanden met de naam palindroom.py in zijn zoekpad. Omdat de code test_palindroom.py in dezelfde directory staat als palindroom.py, vindt Python de module en zijn de functies is_palindroom en is_palindroom2 daarin beschikbaar onder de namen palindroom.is_palindroom en palindroom.is_palindroom2.

In dit geval is het niet zo handig dat je voor elke functie uit de module palindroom de aanduiding palindroom. dient te zetten, omdat dit nogal lang is. We kunnen de naam van een module die we gebruiken gelukkig ook afkorten:

import palindroom as pal

print(pal.is_palindroom("nepalapen"))

Het is ook mogelijk om het voorvoegsel voor de module volledig weg te laten door de specifieke functies die we willen gebruiken te importeren:

from palindroom import is_palindroom

print(is_palindroom("nepalapen"))

Dat kan ook met meerdere functies:

from palindroom import is_palindroom, is_palindroom2

print(is_palindroom("nepalapen"))

print(is_palindroom2("parterretrap"))

Zodra je Python-code wat langer wordt, is het aan te raden om ze in modules op te splitsen. Een goede vuistregel is dat elke module code voor één specifiek doel moet bevatten. In ons geval bevat de module bijvoorbeeld alle mogelijke code die met palindromen te maken heeft. Als we daarnaast ook code voor anagrammen zouden willen toevoegen, doe je dat het best in een afzonderlijke module, anagram.py.

Systeeminformatie

Python zelf bestaat ook uit een heleboel standaardmodules waarin allerlei handige functies zitten. Zo is er de module platform om informatie over het platform waarop je Python-programma draait op te vragen:

>>> import platform>>> platform.architecture()('64bit', 'ELF')>>> platform.platform()'Linux-4.15.0-33-generic-x86_64-with-Ubuntu-18.04-bionic'>>> platform.processor()'x86_64'>>> platform.python_version()'3.6.7'>>> platform.system()'Linux'

Verder bevat de standaardmodule os allerlei functies die met het besturingssysteem te maken hebben. Zo kun je een lijst opvragen van de bestanden in de huidige directory:

>>> import os>>> os.listdir()['palindroom.py', 'test_palindroom.py']

Werken met getallen

Als je met getallen wilt werken, komt de module math goed van pas. Die bevat allerlei functies voor berekeningen, zoals je in het volgende voorbeeld ziet:

>>> import math>>> math.floor(4.3)4>>> math.ceil(4.3)5>>> math.gcd(28, 12)4>>> math.sqrt(2)1.4142135623730951>>> math.e2.718281828459045>>> math.pi3.141592653589793>>> math.sin(2*math.pi)-2.4492935982947064e-16

In de laatste regel zie je al een nadeel van berekeningen met floats: door afrondingsfouten geeft de berekening van de sinus van 2 keer pi een heel klein getal (-2 en nog iets maal 10 tot de -16de macht) in plaats van het juiste resultaat 0.

Een andere nuttige module is random, waarmee je willekeurige getallen kunt genereren:

>>> import random>>> random.randint(1, 10)7>>> random.choice(['lies', 'jan', 'kees', 'mireille', 'koen', 'rob'])'rob'>>> namen = ['lies', 'jan', 'kees', 'mireille', 'koen', 'rob']>>> random.shuffle(namen)>>> namen['jan', 'rob', 'koen', 'mireille', 'lies', 'kees']

Zo geeft de functie randint(a, b) een willekeurig geheel getal tussen a en b terug (a en b inbegrepen). Met choice kies je een willekeurig element uit een lijst. En met shuffle schud je een lijst willekeurig door elkaar.

Samenvatting

In deze les heb je geleerd om je Python-code wat meer te structureren. Enerzijds heb je berekeningen die je vaak herhaalt in functies leren opnemen. Anderzijds heb je geleerd hoe je functies die bij elkaar horen kunt afscheiden in een afzonderlijke module. We hebben tot slot ook met enkele standaardmodules van Python kennisgemaakt. In de volgende les gaan we op de structuur van datatypes in: we tonen je hoe je zelf eigen datatypes kunt definiëren in de vorm van klassen.

Opdracht

Uitwerking

Cheatsheet

Een paar bestanden hernoemen is zo gebeurd. Maar zodra je tientallen of honderden namen moet aanpassen, schiet handmatig werk tekort. Dan komt externe software goed van pas. PowerRename, onderdeel van de PowerToys-collectie, biedt uitkomst. Met deze slimme tool kun je grote aantallen bestanden in één keer hernoemen. Dat gaat snel, efficiënt en precies zoals jij het wilt.

PowerRename activeren

PowerRename is een stuk krachtiger dan de standaard hernoemfunctie van Windows. De tool maakt deel uit van PowerToys, een opensource-project van Microsoft. Wil je de Microsoft Store-versie installeren? Open dan het Startmenu, zoek naar Microsoft Store en start de app. Typ PowerToys in het zoekveld bovenaan. Klik op Installeren zodra je het programma hebt gevonden. Na installatie verschijnt PowerToys in het systeemvak van Windows. Open het, kies in de linkerkolom PowerRename en je ziet meteen een korte animatie van hoe de tool werkt. Klik op Instellingenopenen en controleer of PowerRename is ingeschakeld. Let op: bij ons werkte PowerRename pas na een herstart van het systeem.

Contextueel menu in Verkenner

Open de map met de bestanden die je wilt hernoemen. Selecteer ze allemaal met Ctrl+A en klik met de rechtermuisknop op de selectie. In het contextmenu van Windows Verkenner kies je onderaan de opdracht Naam wijzigen met PowerRename.

Zoeken en vervangen

Daarna opent het venster van PowerRename. In het veld Zoeken geef je in welk deel van de bestandsnaam je wilt vervangen. In het veld eronder typ je de nieuwe tekst. In ons voorbeeld vervangen we het woord Image door Kreta2015. Nog vóór de wijziging wordt uitgevoerd, toont PowerRename een overzicht: links de oorspronkelijke bestandsnamen, rechts de nieuwe. Zo zie je meteen wat er verandert. Daaronder kies je of de aanpassing moet gelden voor de volledige naam inclusief extensie, alleen de bestandsnaam, of alleen de extensie.

Met de knoppen onder Tekstopmaak pas je eenvoudig het hoofdlettergebruik aan, van alles in kleine letters, naar alles in hoofdletters, alleen een hoofdletter aan het begin, of elke beginletter van een woord in hoofdletters. Het laatste pictogram schakelt de nummering in. Activeer je dat, dan voegt PowerRename automatisch nummers tussen haakjes toe aan de bestandsnamen.

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!