旋转的风车-第12届蓝桥杯Scratch国赛真题第2题

[导读]：超平老师计划推出Scratch蓝桥杯真题解析100讲，这是超平老师解读Scratch蓝桥真题系列的第6讲。

第12届蓝桥杯青少年组国赛于2021年5月29日举行，本次赛事仍然采取了在线考试。Scratch分为初级组和中级组，其中初级组面向7~10岁孩子，中级组面向11~14岁孩子。

旋转的风车，本题是第12届蓝桥杯Scratch国赛真题编程部分的第2题，初级组和中级组都有此题。题目要求考生使用Scratch画笔绘制一个旋转的风车，本题难度系数为4，分值为60分。

本题将Scratch编程和数学几何知识紧密结合在一起，同时又涉及到帧动画原理及其实现，是一道综合性非常强的跨多学科的好题目。

先来看看题目的详细说明吧。

题目说明

编程实现：

旋转的风车（画笔题目，使用画笔绘制不能有其他角色出现，否则0分）。

具体要求：

1). 点击绿旗，使用画笔画出风车的三角形基座（大小颜色自己设置，笔粗：20）；

2). 画出四个长方形组成的扇叶（大小颜色自己设置）；

3). 扇叶可以顺时针持续转动（扇叶为原地转动）;

4). 在舞台上能够完整呈现画出的风车（基座和扇叶不能分离）。

评判标准：

• 10分：满足要求1；
• 15分：满足要求2；
• 20分：满足要求3；
• 15分：满足要求4。

效果预览

思路分析

乍一看，这是一道简单的编程题，但仔细阅读题目，你会发现并不简单，题目要求使用Scratch中画笔模块相关指令绘制风车，并实现动态旋转效果，而不是画一个风车造型，然后旋转。如何编程实现呢？我们可以分两步：

• 绘制静态的风车
• 让风车旋转起来

其中，第一步相对比较简单，真正的难点是第二步，绘制出来的图形还可以动起来，真的有这么神奇吗？带着这个疑问，我们来看看具体的实现过程吧。

编程实现

1.绘制静态的风车

根据刚才的分析，我们先绘制静态的风车，风车是由1个三角形的基座和4个长方形构成的扇叶组成。

这里的三角形是一个等腰三角形，也就是左右两条边的长度相同，处在底部的边要短一点。对于Scratch编程而言，其实就是画三条直线，首尾相连，其中两条直线长度一样，两个夹角大小一样，具体怎么做呢？

一般有两种处理方式：

• 移动指定步数 + 右转某个角度
• 确定好三个顶点的位置，直接画线

先来看一下第一种画法，其代码如下：

看到这个代码你有什么感觉，是不是有点懵，然后是疑点重重，右转75度、105度度是怎么算出来的，移动150步、80步又是如何确定的呢？

很显然，对于中小学生而言，这种方法理解起来比较困难，可操作性也不强，我们再来看看第二种方法，先确定好三个顶点的位置。

第一个顶点比较好确定，就是舞台中心，其坐标为（0，0），根据坐标轴的对称性原理，另外两个顶点相对于Y轴是对称的，如果其中一个顶点到x坐标是50，那么另一个顶点的x坐标就是-50，至于y坐标就简单多了，大致估计一下即可，比如-150，如图所示：

确定好了3个顶点，绘制就非常简单了，为了方便，将这部分的代码定义为一个自制积木，如图：

和第一种方法相比较，这种方法是不是更容易理解了，关键是可操作性强，超平老师强烈推荐这种方式。

接下来我们再绘制扇叶，扇叶是有4个长方形构成的，围成一圈，这个比绘制三角形要简单多了，为了方便还是将其定义为一个自制积木，代码如下：

需要说明两点：

1). 这里使用了嵌套循环，其中内层的循环是绘制一个扇叶（长方形），长宽分别为130和30，单位是步（像素），外层循环是绘制4个扇叶。

2). 我们给自制积木添加了一个参数“方向”，这样就可以灵活设置风车的方向，为下一步的旋转做好准备。

2.让风车旋转起来

如何让风车旋转起来，这就是涉及到帧动画原理了，什么是帧动画？

所谓帧动画，就是在时间轴的每帧上逐帧绘制不同的内容，使其连续播放而成动画。

是不是不好理解，没关系，先来看一个翻书动画吧：

翻书动画就是一个帧动画，这里的每一页纸就是一帧，翻书的过程就是连续播放，从而形成动画效果。

简单来说，帧动画就是由N张静态图片收集起来，然后通过控制依次显示这些图片，因为人眼”视觉残留”的原因，会让我们造成动画的”错觉”，跟放电影的原理一样！

一旦你理解了帧动画，我们要让风车旋转起来就变得容易多了。尽管绘制出来的风车是静止不动的，但是我们可以从一个方向开始（比如90度），先绘制一个风车，然后将方向变为91度，再绘制一个风车，依此类推…

这里的每一个风车就是一帧，每绘制一个新的风车，就将原来的内容擦除掉，这样就可以形成一个帧动画，从而得到一个动态的旋转风车效果。

代码其实非常简单，如下：

至此，一个动态旋转的风车作品就完成了，是不是挺酷的。

总结与思考

本题看似简单，涉及到的知识面却不少，包括：

• Scratch画图流程及绘制相关指令；
• Scratch中的坐标系及轴对称特性；
• 嵌套循环的使用；
• 自制积木及其参数的使用；
• 三角形和长方形的特点及绘制；
• 帧动画的原理及编程实现。

不知道你发现了没有，蓝桥杯的比赛题目还是有点水平的，通过一个作品创作就可以将多个跨学科的知识融合到一起，这也正是学习少儿编程的价值所在，培养孩子的跨学科思维和能力。

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需要素材和源代码的，可以转到这里，旋转的风车-2021.5.29蓝桥杯国赛第2题。