Scratch3.0进阶课程02：画笔工具和几何图形的绘制详解

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#少儿编程#

在人教版小学一年级的数学书上，我们认识了一些平面几何图形，最基本的包括：正方形、长方形、三角形、圆和平行四边形。这篇文章我们将回顾这些图形，找出它们的特点，并且使用Scratch3.0编程中的画笔工具，在舞台上画出这些图形，这是一节编程与数学相结合的课程，既能巩固数学知识，加深对图形的认识和了解，还能学到编程知识，一举两得！

几何图形的绘制

基本几何图形的认识

① 正方形。它的特点是四条边相等，并且左右内角都是90°，也就是直角，是我们常说的“四四方方”的一个形状。

② 长方形。长方形和正方形很相似（它们统称为矩形），它的四个内角也都是直角，与正方形唯一不同的是它的边长两两相等，并不是四条边全部相等，长方形在日常生活中最为常见，比如你正在看的手机屏幕、电脑屏幕，或者家里的窗户等等。

③ 三角形。它是由三条线段组成的一个闭合图形，因为它有三个角，所以叫做“三角形”。三角形是一个十分牢固的图形，它的内角和是180°。

④ 圆。在平面上，以一个固定点为圆心，以一个固定的长度为半径，画出的闭合曲线就叫做“圆”。圆的特点就是圆心到圆上任意一点的距离都相等。

⑤ 平行四边形。它的对边两两相等，相对的内角也相等，并且不是直角。平行四边形就像是一个“被压扁的矩形”，这也是为什么说三角形比较牢固，大家可以想象三角形是不会被“压扁”的。

几种简单的几何图形

这些几何图形看起来都很简单，但是从小学到大学都要对它们进行学习和应用，所以深刻理解图形的分解和构成，对未来的学习大有帮助！

Scratch画笔工具

Scratch编程中提供了绘制图形的“画笔”工具，在Scratch2.0版本中，画笔是默认的模块，而到了Scratch3.0之后，画笔作为一项扩展功能，需要我们添加之后才能使用。

画笔

① 添加画笔工具

打开编程软件，在界面的左下角，点击“添加扩展”，可以打开扩展功能库，再点击“画笔”，画笔相关的积木就会被添加到模块区了。

顺便提一下，Scratch3.0中提供了丰富的扩展功能，包括音乐、画笔、视频侦测、翻译、文字朗读以及与micro:bit、乐高积木等外接硬件设备的连接功能，十分有趣，我们将在后续的文章中逐一向大家讲解。

Scratch3.0扩展功能库

② 画笔的使用

画笔类积木共有9块，除了一个图章和一个全部擦除（橡皮擦）以外，剩余的7块积木都和笔有关。

Scratch画笔类积木

画笔的使用方法是：当“落笔”后，画笔将按照设定的颜色、粗细等属性在角色的位置画一个点，然后会随着角色的移动而移动，直至“抬笔”。和我们使用真实的笔一样，非常简单。

画笔的属性包括：粗细、颜色、饱和度、亮度、透明度。它们的值都可以使用积木进行设定。

值得注意的是，画笔工具的“全部擦除”会擦掉舞台上所有画笔类工具留下的图像，包括其他角色画出的内容。

③ 图章功能

大家一定见过盖章吧，在印章上蘸好印泥，然后盖到纸上，盖出的图案和印章上刻的图案一模一样。使用图章功能，会在角色当前的位置绘制一个与当前角色外观相同的图像，就像盖章一样。

印章是对图案的复制

注意：图章制造的只是一张图像而已，它和角色的复制截然不同，它是不可移动、不可改变的。

现在，万事俱备，接下来我们就使用Scratch3.0画笔工具，绘制几何图形。

几何图形的绘制

使用Scratch绘制图形，要结合图形自身的特征而选择不同的绘制方法，下面我们逐一进行编程实践。

为了便于理解绘制过程，首先在角色库中找到Pencil添加到舞台，并更改它的造型，使笔尖位于中心点的位置，这样当角色移动时，更像是一个画笔在舞台上绘画。然后在背景库中选择Xy-grid-30px，添加为舞台背景。

画笔角色的设置

① 画笔初始化

自制一块画笔初始化积木，将角色的位置、方向以及画笔的颜色、粗细等数值进行初始化设定，并且擦除之前所有的绘制痕迹。关于自制积木的使用可以参看Scratch3.0进阶课程01：软件自带的积木不够用？自制积木来帮忙。

自制初始化画笔积木

② 绘制正方形

根据正方形的特点，它的内角固定90°，边长相等，所以只需设定边长一个数值就可以绘制正方形了：

Scratch绘制正方形

使用重复执行4次，每次移动90步（边长），然后转90°。等待0.5秒是为了视觉效果，如果不使用等待，计算机会十分快速的绘制完成，以至于我们根本看不到角色的移动。

③ 绘制长方形

与绘制正方形类似，长方形需要关注两个数值，即：两组不同的边长。因此，在绘制正方形的基础上进行细微修改即可。

Scratch绘制长方形

④ 绘制三角形

根据三角形的特点，只需要连接三个不在同一直线上的三个点就可以了，为了让事情变得有趣，这次我们使用随机位置，从起始点（0，0）出发，两次滑行到随机位置，最后再回到起始点。因为随机位置的存在，每次画出的三角形都会不同！

Scratch绘制三角形

⑤ 绘制圆

圆形的绘制稍微复杂一点，还是根据圆的特性——圆上的每一点到圆心的距离都相等。因此，我们重复执行360次，每一次都“抬笔”后从圆心出发，到达指定距离后“落笔”绘制一个点，再“抬笔”返回圆心，并将方向转1°。

最终绘制出的圆实际是由360个点组成的图形，但是它看起来还不错！

Scratch绘制圆

⑥ 绘制平行四边形

根据平行四边形对角相等、对边相等的特性，很容易绘制指定边长和内角度数的图形，绘制方法与绘制长方形类似。唯一需要注意的是，平行四边形相邻两个内角的和是180°。

Scratch绘制平行四边形

以上就是Scratch3.0画笔工具和绘制几何图形的全部内容了，熟练使用画笔工具，可以将书本上枯燥的几何知识转化为生动有趣的图形（动画）效果，有助于加深对几何图形的理解，再更高级的应用中，使用画笔工具绘制函数曲线，对学习更是大有帮助，大家一起加油吧！

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