Scratch3.0進階課程02：畫筆工具和幾何圖形的繪製詳解

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程式設計中的畫筆工具，在舞臺上畫出這些圖形，這是一節程式設計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，還能學到程式設計知識，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螢幕、電腦螢幕，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，大家可以想象三角形是不會被“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！

02

Scratch畫筆工具

Scratch程式設計中提供了繪製圖形的“畫筆”工具，在Scratch2。0版本中，畫筆是預設的模組，而到了Scratch3。0之後，畫筆作為一項擴充套件功能，需要我們新增之後才能使用。

畫筆

① 新增畫筆工具

開啟程式設計軟體，在介面的左下角，點選“新增擴充套件”，可以開啟擴充套件功能庫，再點選“畫筆”，畫筆相關的積木就會被新增到模組區了。

順便提一下，Scratch3。0中提供了豐富的擴充套件功能，包括音樂、畫筆、影片偵測、翻譯、文字朗讀以及與micro：bit、樂高積木等外接硬體裝置的連線功能，十分有趣，我們將在後續的文章中逐一向大家講解。

Scratch3。0擴充套件功能庫

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影象，

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

影象

，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影象而已，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，下面我們逐一進行程式設計實踐。

為了便於理解繪製過程，首先在角色庫中找到Pencil新增到舞臺，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，新增為舞臺背景。

畫筆角色的設定

① 畫筆初始化

自制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。關於自制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？自制積木來幫忙

。

自制初始化畫筆積木

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，只需要連線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，再更高階的應用中，使用畫筆工具繪製函式曲線，對學習更是大有幫助，大家一起加油吧！