Scratch3.0進階課程02:畫筆工具和幾何圖形的繪製詳解

2020-12-15 積木哥思維與數學

#少兒編程#

在人教版小學一年級的數學書上，我們認識了一些平面幾何圖形，最基本的包括：正方形、長方形、三角形、圓和平行四邊形。這篇文章我們將回顧這些圖形，找出它們的特點，並且使用Scratch3.0編程中的畫筆工具，在舞臺上畫出這些圖形，這是一節編程與數學相結合的課程，既能鞏固數學知識，加深對圖形的認識和了解，還能學到編程知識，一舉兩得！

幾何圖形的繪製

01基本幾何圖形的認識

① 正方形。它的特點是四條邊相等，並且左右內角都是90°，也就是直角，是我們常說的「四四方方」的一個形狀。

② 長方形。長方形和正方形很相似（它們統稱為矩形），它的四個內角也都是直角，與正方形唯一不同的是它的邊長兩兩相等，並不是四條邊全部相等，長方形在日常生活中最為常見，比如你正在看的手機屏幕、電腦屏幕，或者家裡的窗戶等等。

③ 三角形。它是由三條線段組成的一個閉合圖形，因為它有三個角，所以叫做「三角形」。三角形是一個十分牢固的圖形，它的內角和是180°。

④ 圓。在平面上，以一個固定點為圓心，以一個固定的長度為半徑，畫出的閉合曲線就叫做「圓」。圓的特點就是圓心到圓上任意一點的距離都相等。

⑤ 平行四邊形。它的對邊兩兩相等，相對的內角也相等，並且不是直角。平行四邊形就像是一個「被壓扁的矩形」，這也是為什麼說三角形比較牢固，大家可以想像三角形是不會被「壓扁」的。

幾種簡單的幾何圖形

這些幾何圖形看起來都很簡單，但是從小學到大學都要對它們進行學習和應用，所以深刻理解圖形的分解和構成，對未來的學習大有幫助！

02Scratch畫筆工具

Scratch編程中提供了繪製圖形的「畫筆」工具，在Scratch2.0版本中，畫筆是默認的模塊，而到了Scratch3.0之後，畫筆作為一項擴展功能，需要我們添加之後才能使用。

畫筆

① 添加畫筆工具

打開編程軟體，在界面的左下角，點擊「添加擴展」，可以打開擴展功能庫，再點擊「畫筆」，畫筆相關的積木就會被添加到模塊區了。

順便提一下，Scratch3.0中提供了豐富的擴展功能，包括音樂、畫筆、視頻偵測、翻譯、文字朗讀以及與micro:bit、樂高積木等外接硬體設備的連接功能，十分有趣，我們將在後續的文章中逐一向大家講解。

Scratch3.0擴展功能庫

② 畫筆的使用

畫筆類積木共有9塊，除了一個圖章和一個全部擦除（橡皮擦）以外，剩餘的7塊積木都和筆有關。

Scratch畫筆類積木

畫筆的使用方法是：當「落筆」後，畫筆將按照設定的顏色、粗細等屬性在角色的位置畫一個點，然後會隨著角色的移動而移動，直至「抬筆」。和我們使用真實的筆一樣，非常簡單。

畫筆的屬性包括：粗細、顏色、飽和度、亮度、透明度。它們的值都可以使用積木進行設定。

值得注意的是，畫筆工具的「全部擦除」會擦掉舞臺上所有畫筆類工具留下的圖像，包括其他角色畫出的內容。

③ 圖章功能

大家一定見過蓋章吧，在印章上蘸好印泥，然後蓋到紙上，蓋出的圖案和印章上刻的圖案一模一樣。使用圖章功能，會在角色當前的位置繪製一個與當前角色外觀相同的圖像，就像蓋章一樣。

印章是對圖案的複製

注意：圖章製造的只是一張圖像而已，它和角色的複製截然不同，它是不可移動、不可改變的。

現在，萬事俱備，接下來我們就使用Scratch3.0畫筆工具，繪製幾何圖形。

03幾何圖形的繪製

使用Scratch繪製圖形，要結合圖形自身的特徵而選擇不同的繪製方法，下面我們逐一進行編程實踐。

為了便於理解繪製過程，首先在角色庫中找到Pencil添加到舞臺，並更改它的造型，使筆尖位於中心點的位置，這樣當角色移動時，更像是一個畫筆在舞臺上繪畫。然後在背景庫中選擇Xy-grid-30px，添加為舞臺背景。

畫筆角色的設置

① 畫筆初始化

自製一塊畫筆初始化積木，將角色的位置、方向以及畫筆的顏色、粗細等數值進行初始化設定，並且擦除之前所有的繪製痕跡。關於自製積木的使用可以參看Scratch3.0進階課程01：軟體自帶的積木不夠用？自製積木來幫忙。

自製初始化畫筆積木

② 繪製正方形

根據正方形的特點，它的內角固定90°，邊長相等，所以只需設定邊長一個數值就可以繪製正方形了：

Scratch繪製正方形

使用重複執行4次，每次移動90步（邊長），然後轉90°。等待0.5秒是為了視覺效果，如果不使用等待，計算機會十分快速的繪製完成，以至於我們根本看不到角色的移動。

③ 繪製長方形

與繪製正方形類似，長方形需要關注兩個數值，即：兩組不同的邊長。因此，在繪製正方形的基礎上進行細微修改即可。

Scratch繪製長方形

④ 繪製三角形

根據三角形的特點，只需要連接三個不在同一直線上的三個點就可以了，為了讓事情變得有趣，這次我們使用隨機位置，從起始點（0，0）出發，兩次滑行到隨機位置，最後再回到起始點。因為隨機位置的存在，每次畫出的三角形都會不同！

Scratch繪製三角形

⑤ 繪製圓

圓形的繪製稍微複雜一點，還是根據圓的特性——圓上的每一點到圓心的距離都相等。因此，我們重複執行360次，每一次都「抬筆」後從圓心出發，到達指定距離後「落筆」繪製一個點，再「抬筆」返回圓心，並將方向轉1°。

最終繪製出的圓實際是由360個點組成的圖形，但是它看起來還不錯！

Scratch繪製圓

⑥ 繪製平行四邊形

根據平行四邊形對角相等、對邊相等的特性，很容易繪製指定邊長和內角度數的圖形，繪製方法與繪製長方形類似。唯一需要注意的是，平行四邊形相鄰兩個內角的和是180°。

Scratch繪製平行四邊形

以上就是Scratch3.0畫筆工具和繪製幾何圖形的全部內容了，熟練使用畫筆工具，可以將書本上枯燥的幾何知識轉化為生動有趣的圖形（動畫）效果，有助於加深對幾何圖形的理解，再更高級的應用中，使用畫筆工具繪製函數曲線，對學習更是大有幫助，大家一起加油吧！

相關焦點

  • 用自已實現的小積木繪製各種幾何圖形
    我們上節課學習了如何創建自定義模塊，每一個自定義模塊都可以說是我們自已創作的一個小作品，今天我們就利用自定義模塊的知識來創建一些自已的小積木，知識點：使用自已創作的小積木完成各種幾何圖形的繪製各種幾何圖形在我們的日常生活中可以說是無處不在，地球儀是圓形的，課本是長方形的等，我們在學校已經學習過認識圖形了，這裡老師就不展開了，下面我們來看看美妙的圖形怎麼通過scratch畫出來吧，
  • 少兒編程 | 01.Scratch 3.0簡介
    歡迎參加這套Scratch3.0少兒編程課程的學習。本系列課程將通過視頻和圖文的方式進行（視頻製作中，後續會發布）。如果喜歡本系列課程，歡迎點擊訂閱關注或者轉發。這是本系列課程的第一課，主要是給家長看的，可以先對Scratch有個大概的了解。看完之後再讓小朋友按照後續課程學習。
  • 《一學就會的Scratch&Arduino零基礎硬體課程 — 第十課 自製倒車雷達》
    我們仔細觀察程序，CM=0/58.2，為啥是0？因為Makeblock軟體中沒有支持可以直接讀取Echo高電平時間的指令，所以我們需要進一步在IDE中對以上程序進行些許改動才行！我們點擊「Arduino主程序」，將可視化程序轉換為Arduino語言：
  • 詳解幾何畫板製作圖形平移動畫的技巧
    詳解幾何畫板製作圖形平移動畫的技巧時間：2017-03-08 19:11   來源：9553   責任編輯：毛青青 川北在線核心提示：幾何畫板實現將△ABC沿DE方向進行平移，並製作成動畫，具體的製作步驟如下。
  • AI第四課:畫筆工具和文字工具
    畫筆工具【B】畫筆工具是畫出來的為路徑斑點畫筆工具已經被擴展，是一個形狀樣式，是對象擴展：基本樣式，讓描邊和形狀分離出來，擴展前是一個形狀，擴展之後是一個編組（圖形和邊框）擴展外觀：如果應用的圖形樣式就要使用擴展外觀畫筆保真度，0保持原有的形態，平滑保持更加平滑Shift
  • CoreIDraw學習中的基本幾何圖形曲線工具定義及用法
    星形形狀：包含一些各式常用的星形形狀圖形。5.標註形狀：包含一些常用的標註形狀圖形。使用「形狀工具」可在繪製出的基本幾何圖形上的黃色或紅色控制點上調整拖動來改變圖形的形狀。二 、曲線工具：可以繪製出一些閉合或非閉合的曲線路徑。1.智能繪圖工具：象畫筆一樣可以繪製出連續的曲線線條，並且可以智能平滑曲線。
  • Scratch 3.0 圖形化編程積木說明指南(自製積木和擴展積木)
    在scratch3.0共有十大類的積木可供我們使用（擴展積木算一大類）。本文檔將10大類、100多個積木列出，方便學生在需要的時候參考查閱。自製積木：這個分類中，可以創建自製積木。演奏速度，英文叫做Tempo，它的單位是bpm （beats per minute，每分鐘拍數），演奏數值越大，表示演奏節拍和音符時會越快。獲取角色的演奏速度（每分鐘拍數），點擊（積木旁邊的）勾選框可以在舞臺上顯示對應的監視器。畫筆積木：畫筆積木是可以使用不同的顏色和畫筆大小進行繪製的積木。
  • Python OpenCV繪製幾何圖形
    來自：https://www.linuxmi.com/在這篇Python OpenCV文章中，我想向您展示在OpenCV中繪製基本的幾何圖形
  • 青少年學習scratch程式語言系列——感受創意繪畫的神奇魅力
    青少年學習scratch程式語言系列——和小貓一起做運動怎麼才能看到角色行走的軌跡呢其實，每個角色都擁有一支看不見的畫筆，這支畫筆可以輕鬆描繪出角色的行走軌跡，從而繪製出五彩的圖案。本文就讓我們走進五彩的繪圖世界，以「畫圖」為主題，通過繪圖案例，探究繪製各種規律圖形的原理，從中進一步感知「順序、循環、數學運算、隨機數」等編程的基本概念和思想，同時在創作過程中體驗創意繪圖的神奇魅力。
  • 如何用Scratch畫出美麗的愛心?
    在繪製直線前，先將畫筆亮度設定為100（即高亮），然後在畫筆移動過程中不斷減少畫筆亮度（每次減小0.4），從而畫出一條亮度漸變的直線。此外，讀者參考上一篇文章《用Scratch畫出美麗的愛心》或者《「編」玩邊學：Scratch趣味編程進階——妙趣橫生的數學和算法》書中的桃心形曲線繪製方法，就能實現一顆帶有高光效果的紅色愛心。繪製雙心相扣的愛心如下圖所示，這是蘇秦老師提供的雙心相扣的愛心圖形，兩顆帶有高光效果的鏤空愛心交錯相扣在一起，代表兩顆心緊密相連，不離不棄。
  • 如何使用ug繪製出幾何圖形?詳見操作過程
    ug系列軟體最新版本下載Unigraphics NX(UG NX)軟體版本：8.0 官方版行業軟體立即查看UG NX 10.0軟體版本：官方中文版圖形圖像立即查看剛接觸ug的朋友可能還不會繪製幾何圖形，今天小編就講解使用ug繪製幾何圖形的操作過程
  • Scratch3.0編程小課堂45(數學之美:蝴蝶曲線)
    今天我們用scratch來領略數學之美：蝴蝶曲線。；參數b控制圖形的高度；參數t為角度。新建變量變量初始化（3）：將變量x，y作為坐標值，定位畫筆的位置；落筆（6）畫筆重置：通過選擇結構改變畫筆的顏色和粗細
  • AI科研繪圖(一):零基礎入門和基本圖形繪製
    而且對於科研繪圖而言，AI中複雜的功能也用不到，掌握最基礎的工具和方法就足夠了，所以希望大家通過這一系列教程，學會用AI繪製和處理各種論文繪圖。本節我們先通過繪製下面這個簡單的磷脂雙分子層、DNA雙螺旋結構等示意圖，來了解一下最基本的元素繪製和工具使用界面和畫板設置AI的基本界面如下圖所示，上方菜單欄、左側工具箱、右側控制面板包括了所有我們需要用到的工具從上方菜單欄中，選擇文件菜單，新建文件，可以對新文件的頁面進行設置。在畫板區域單擊滑鼠右鍵可以調出標尺和網格線背景。
  • [Python圖像處理] 二.OpenCV和Numpy讀取修改像素、幾何圖形繪製
    知識點如下：一.傳統讀取像素方法二.傳統修改像素方法三.Numpy讀取像素方法四.Numpy修改像素方法五.幾何圖形繪製學Python近八年和0。((78, 78, 2), 0)print(img[78, 78])#[155 104 61]#[0 0 0]五.幾何圖形繪製本小節主要講解OpenCV中幾何圖形的繪製方法，包括：cv2.line()cv2.circle()cv2.rectangle()cv2.ellipse()
  • Photoshop軟體「畫筆工具」的認識
    Photoshop軟體中的「畫筆工具」是用於繪製圖形的工具，掌握了「畫筆工具」之後，就可以在圖像中進行自由的創作了。「畫筆工具」就像現實生活的畫筆一樣，可以選擇不同筆觸的大小和形狀。不同於現實的是，Photoshop軟體中「畫筆工具」筆觸的大小、軟硬、形狀是通過數字來調節。
  • 青少年學習scratch程式語言系列——和小貓一起做運動
    前面我們分析了scratch軟體的基礎功能模塊，如果能完成上文中的案例任務：繪製五彩斑斕的線條，記錄小貓的足跡。說明讀者朋友對編程環境已經有了基本的認識。，我們將進一步學習scratch軟體中舞臺設置、角色移動、等待、旋轉和跟隨動作等基礎操作。
  • 用好數學工具——幾何畫板,輕鬆作出複雜幾何圖形
    幾何畫板是一個很神奇的繪圖工具，所有數學教材中的圖形都能運用幾何畫板輕而易舉的畫出來，還可以複製到文檔編輯軟體（比如Word、WPS）中，幾何畫板提供了一個十分理想的「做數學」的環境，完全可以利用它來進行數學實驗。
  • 推薦13款JavaScript圖形和圖表繪製工具
    導讀：本文作者Kevin Liew是一名Web設計師和開發者，熱衷於Web開發、前端開發以及jQuery。如今，在網際網路上發布在線免費的Javascript圖形和圖表繪製工具越來越多。作者認為，此種插件的興起源於： Flash 是最佳的解決方案，大部分人從這方面遷移的； 現在的瀏覽器和強大的計算機使其在實時數據方面的能力更加的容易； 繪製矢量圖的工具（技術取向）不同：VML、SVG、Canvas。
  • PS畫筆工具的使用及自定義畫筆案例,邊看邊演練,收藏起來隨時看
    今日分享畫筆工具相關內容，主要是畫筆工具的使用及自定義，具體如下：畫筆工具功能：可以使用該工具在畫面進行塗抹及繪畫，也可以利用畫筆工具劇設計作品畫面進行裝飾。特點：畫筆工具顏色由前景色決定，可以利用不同的筆刷（更改筆刷）進行塗抹繪畫。
  • ＂考級＂繪圖 40 例、函數定義、函數泛化、圖形變換、processing、turtle
    logo 和 processinglogo 語言本身並不是作為專門的繪圖庫開發的，而是希望為利用計算機學習提供一個可以探索的環境，作為繼承者的 turtle 也不是專門為了繪圖開發的，雖然可以繪製各種幾何圖形。