怎样用scratch实现3d

　　用scratch制作3d投影的步骤

　　步：在“造型”里将思思兔的造型图片按照方向一一对应，动作越复杂，所需图片越多。

　　第二步：设置思思兔的朝向、大小、位置。

　　第三步：设置重复执行动画。

　　第四步：见证奇迹的时刻，运行脚本，注意脚本命令之间不要有断层。

　　用scratch实现3D动画的方法

　　1. 坐标

　　接触过scratch的同学对于2D坐标已经非常熟悉：一个物体的x坐标代表它在屏幕左右方向的位置，y坐标代表它在上下方向的位置。Scratch规定了舞台的坐标范围分别是：x坐标范围在-240到240，y坐标范围在-180到180。

　　3D坐标系增加了一个z轴，其实就是2D坐标在纵深方向的扩展。红色直线代表x、y、z轴，黑色点的坐标(x,y,z)代表了它在三维立体空间中的位置。

　　在scratch的2D舞台上画一个四边形，我们需要知道四个顶点的坐标，然后把它们连线就可以画出来。同样道理，如果要在3D空间中画出一个物体，一个方法是知道它的所有顶点的坐标，然后把顶点用直线连起来。比如下面这个立方体，把它的8个顶点连起来就能画出来。

　　事实上，较复杂的3D图案和较真实的3D动画，背后都是通过这种方法画出来。当然画面细节越丰富，背后的数学模型越复杂，也需要越多的计算机资源(CPU、内存、显卡)。作为入门介绍，本文只用较基本的3D图形作为例子。

　　比如下面这个八面体，它有6个顶点，上半部分和下半部分分别有四个三角形。它是较简单的可以一笔画出来的多面体(上面的立方体就不能一笔画出来，而八面体可以，同学们可以思考一下为什么)，比如依次连接点1-6-2-5-3-6-4-5-1-2-3-4-1就可以不重复任一条边把它画出来。

　　简单来说，只要我们知道了八面体的6个顶点的3D坐标，我们就能一笔过把它画出来。

　　2. 投射

　　计算机屏幕是一个2D的平面，我们通过屏幕看到的3D物体，实际上是它根据透视原理在屏幕上的一个2D投射。

　　原理：视点代表了观察者(眼睛或者摄像头)的位置。蓝色是一个3D物体，红色平面代表了屏幕。绿色部分就是3D物体在屏幕上的投射。在屏幕上显示一个3D物体，其实是显示它在2D平面上的投射(绿色部分)。

　　在屏幕上看到的一个3D物体的大小和形状，其实跟以下几个因素有关：3D物体的实际位置、视点的位置、屏幕的位置。

　　那3D空间某一个点投射在某个2D屏幕上的坐标是怎么计算的呢?

　　P代表3D空间中的一个点，设它的位置坐标值是x，y，z。现在要计算的是它在红色的代表屏幕的平面上的投射点P’的坐标值。其中O点代表视点。

　　两次强调，3D点的投射除了和它本身的坐标有关之外，还和视点位置、投射屏幕位置有关。这三个因素是互相影响的。忽略了任何一个因素都不能得出投射点坐标!

　　绿色平面代表P经过的、和红色屏幕平面平行的一个平面。线段OAB和红色以及绿色平面都垂直。为了方便计算，我们让红色平面与x轴和y轴组成的平面平行。这样，线段OAB和z轴平行(并垂直于红色及绿色平面);线段BC以及AC’与x轴平行;线段PC以及P’C’与y轴平行。

　　因为BC与AC’平行、PC与P’C’平行。根据相似三角形的特点，我们很容易知道：

　　OA /OB = AC’ / BC = P’C’ / PC

　　所以，如果知道：

　　P点坐标x,y,z

　　O点坐标ox,oy,oz

　　红色平面的z坐标值pz

　　则：

　　OA = pz – oz

　　OB = z – oz

　　BC = x – ox

　　PC = y – oy

　　则P在红色屏幕平面投射点P’的x、y轴坐标值为：

　　P’的x坐标 =

　　ox + AC’ =

　　ox + [(pz – oz) * (x - ox)/(z - oz)]

　　P’的y坐标 =

　　oy + P’C’ =

　　oy + [(pz - oz) * (y - oy)/(z - oz)]

　　接下来我们就用这个结论在scratch里画出一个3D的八面体来。

　　我们要做的就是把3D物体在2D屏幕上的投射画出来。所以在画(编程)之前我们先要在自己心中有一个3D坐标，视点的位置、屏幕的位置、物体的位置我们都要先想清楚。

　　八面体有6个顶点，依次连接点1-6-2-5-3-6-4-5-1-2-3-4-1就可以一笔过画出它来；

　　- 首先我们用三个数组分别保存八面体6个顶点的x坐标、y坐标和z坐标；

　　- 定义视点及投射屏幕平面的位置(前面说过，为了方便计算，我们让投射平面与x轴和y轴组成的平面平行，所以投射面只有一个z值)；

　　- 根据前面3D到2D屏幕的投射公式，自定义一个积木用来投射转换；

　　- 接下来就依次投射1-6-2-5-3-6-4-5-1-2-3-4-1点，用画笔画出连接各点的轨迹。

　　执行“投射八面体“积木就可以画出下面的形状：

　　3. 移动

　　物体移动只需要改变它所有顶点的x,y,z值，然后再重新投射一次就可以了。

　　注意这里物体的移动是在原3D空间的移动，所以物体在x轴方向或y轴方向移动后，在屏幕上的投射会产生一定的旋转效果。视点离投射平面越近，这种旋转效果越明显。

　　物体在z轴方向的移动会产生物体大小变化的视觉效果：物体远离视点时物体投射缩小，接近视点时物体投射增大。

　　4. 旋转

　　物体旋转涉及到三角函数的知识。推导过程需要一定的篇幅。我们只需要记住简单的结论来应用就可以了。

　　旋转可以分为三种：沿x轴的旋转、沿y轴的旋转和沿z轴的旋转。

　　- 沿x轴旋转时，物体的x坐标不变，y坐标和z坐标的变换规律是(A为旋转角度)：

　　新的y坐标 = y * cos A + z * sin A；

　　新的z坐标 = z * cos A – y * sin A。

　　- 沿y轴旋转时，物体的y坐标不变，x坐标和z坐标的变换规律是(A为旋转角度)：

　　新的x坐标 = x * cos A – z * sin A；

　　新的z坐标 = x * sin A + z * sin A。

　　- 沿z轴旋转时，物体的z坐标不变，x坐标和y坐标的变换规律是(A为旋转角度)：

　　新的x坐标 = x * cos A – y * sin A；

　　新的y坐标 = x * sin A + y * cos A。

　　显示了沿z轴旋转时的变换情况。有兴趣的同学可以自己推导出坐标的变换规律。

　　注意上面说的坐标变化都是物体原3D坐标的变化，而不是投射在2D平面上的投射坐标的变化。换言之，旋转改变物体坐标后，还要重新计算投射坐标。

　　少儿编程教育，主要的用户群体就是K12，就是5～18岁的少儿用户去学习计算机编程，今天小编主要给大家分享少儿编程有哪些课程体系，希望对你们有帮助!

　　软实力，指的是教研教学体系，是少儿编程教育发展之基。

　　少儿编程教育也是K12教育的一个分支，K12教育的差异化来自于教学和教研教学，师资力量，教学体系都是软实力的根本表现。而目前，各类产品的软实力分为以下几个层次:

　　1. 谭浩强式的教学体系

　　相信受过高等教育的人能够理解这种教育是什么，可以说这是较填鸭式的编程教育，它在K12市场上完全没有竞争力。

　　2.scratch源生系统

　　照搬麻省的scratch课程，这个课程确实很经典，但是少儿编程教育并不是应试教育，它需要与时俱进，在固定编程工具的框架下，衍生性的教学点和教学方法是有限的。

　　scratch系统也有一个很大的缺点，那就是课程的衍生性有限，没有一个过渡体系可以把业余编程领域和专业编程领域连接起来。另一点必须提到的是，国外的编程教育体系在国内的水土不服也是一个问题。

　　3.自主教学体系

　　这类教学系统的首要条件是必须能够跳出scratch编程工具的限制，只有跳出scratch工具的限制，才能跳出scratch教学系统的限制。

　　自主的教研团队构建了独立的教学体系，自主的教学体系能够满足课程创新性、逻辑性、趣味性的要求，可以将业余编程领域与专业编程领域连接起来。

　　目前，自主教学方式还处于探索阶段，探索道路还很长。

　　硬实力是高科技，软实力就是教育，软实力和硬实力的结合就是高科技教育。科学技术的进步可以说是一日千里，但是教育的进步需要大量的实践。

　　目前，少儿编程教育只是属于校外素质教育的一部分，将来一定会被纳入学校的教学体系。教学体系和教材是软实力的突破口，同时，抓住这两点会就能持平一步，但如果想持续在竞争中持平，仍然需要依靠时间和实地的投资。