創(chuàng)客入門(mén)必備工具——軟件類(lèi)（下）

Scratch for Arduino（S4A）

S4A打通了Scratch和Arduino之間的通道，我們可以使用S4A編寫(xiě)Arduino程序。S4A基于Scratch 1.4開(kāi)發(fā)，是最早的將Scratch應(yīng)用于A(yíng)rduino的軟件之一，目前已經(jīng)處于停止更新的狀態(tài)。下圖是一個(gè)很簡(jiǎn)單的L燈閃爍程序：

運(yùn)行S4A，首先需要在A(yíng)rduino控制器中下載一個(gè)S4A提供的固件，通過(guò)這個(gè)固件S4A便可以和Arduino進(jìn)行通信。同類(lèi)型的軟件還有S2A（Scratch to Arduino，需要Python支持，功能強(qiáng)大，但是幾乎已經(jīng)停止更新）、ScratchX（可以實(shí)現(xiàn)硬件和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，也可以使用網(wǎng)站中他人分享的擴(kuò)展，如Arduino、EV3、Leapmotion、littleBits、Scratch3D等）、Snap4Arduino（將強(qiáng)大的Snap!與Arduino結(jié)合，由原S4A團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)，比較小眾）等。

ArduBlock

ArduBlock由上海新車(chē)間的李大維創(chuàng)作，國(guó)內(nèi)外使用的人群很廣泛。它非常適用于教育目的，筆者也曾在培訓(xùn)中使用該軟件進(jìn)行教學(xué)。下圖是程序截圖：

圖中的程序?qū)⑺粋鞲衅鞯男畔⒉粩鄨?bào)告給Arduino的串口監(jiān)視器。那么它與之前的S4A有什么不同呢？在邏輯上它們類(lèi)似，都是通過(guò)積木進(jìn)行Arduino的編程，但是ArduBlock本質(zhì)上是Arduino IDE的“翻譯器”，它會(huì)將積木程序轉(zhuǎn)換為代碼，再通過(guò)Arduino IDE上傳至Arduino控制器，并不需要和Arduino一直保持連接的狀態(tài)。同時(shí)ArduBlock的修改也非常簡(jiǎn)單，源代碼中有大量的外部配置文件。如圖中的“奧松機(jī)器人”模塊便是筆者添加上去的，你也可以添加自己想實(shí)現(xiàn)的模塊。

App Inventor 2

App Inventor 2（簡(jiǎn)稱(chēng)AI2，由MIT開(kāi)發(fā)）實(shí)現(xiàn)了安卓軟件的快速開(kāi)發(fā)。AI2是基于事件驅(qū)動(dòng)的瀏覽器程序（國(guó)內(nèi)最新的地址是廣州電教館服務(wù)器），我們只需要將要用的控件拖拽至界面，調(diào)整好布局和基本的屬性后進(jìn)行編程即可。下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的Screen：

筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的短信發(fā)送界面，然后進(jìn)入編程界面：

代碼淺顯易懂，我們通過(guò)AI Companion（AI伴侶）即可在線(xiàn)完成動(dòng)態(tài)調(diào)試。所謂動(dòng)態(tài)是指，當(dāng)手機(jī)和電腦處于同一個(gè)局域網(wǎng)時(shí)（如連接到同一個(gè)WIFI上），網(wǎng)頁(yè)上的任何改動(dòng)可以實(shí)時(shí)地反映在手機(jī)上，非常便于調(diào)試，最終還可以打包成apk。我們來(lái)看看手機(jī)端的軟件：

我先“選擇聯(lián)系人”再選擇13***105（聯(lián)系人名稱(chēng)為欠費(fèi)測(cè)試，筆者手機(jī)的第二張卡），使用18***442（筆者手機(jī)的第一張卡）發(fā)送“測(cè)試 測(cè)試”。稍等片刻就可以收到第一張卡發(fā)給第二張卡的信息。其實(shí)這就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的短信發(fā)送界面。整個(gè)軟件從開(kāi)始編寫(xiě)、調(diào)試到打包安裝，筆者只用了半個(gè)小時(shí)就實(shí)現(xiàn)了，由此可見(jiàn)AI2開(kāi)發(fā)的速度之快。

AI2可以使用安卓手機(jī)的許多傳感器，如相機(jī)（拍照應(yīng)用）、加速度傳感器（類(lèi)似于微信搖一搖的功能）、GPS（獲取精度、緯度、高度信息）、方向傳感器（計(jì)步器）、藍(lán)牙（實(shí)現(xiàn)與Arduino通信），甚至還能實(shí)現(xiàn)了樂(lè)高NXT的接口，這意味著AI2程序可以和NXT主控器通信。AI2還實(shí)現(xiàn)了很多“軟”的功能，如掃描條形碼、語(yǔ)音識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)/本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)等。AI2在國(guó)內(nèi)外還有很多賽事，有興趣的讀者可以自行留意。

123D Design

123D Design由Autodesk發(fā)布（它還推出過(guò)著名的AutoCAD），是一款免費(fèi)的三維 CAD 軟件，使用它可以快速將構(gòu)思成型。其社區(qū)非?；钴S，下面的截圖的模型便是從社區(qū)下載來(lái)的：

123D還有一系列有趣的軟件，如123D Catch可以從多張平面圖片中生成三維模型(然后使用3D打印機(jī)就能得到模型）；123D Make將三維模型轉(zhuǎn)換為二維切割圖形；123D Sculpt+結(jié)合紋理、繪畫(huà)甚至個(gè)人照片生成模型，并可運(yùn)行在IOS和安卓設(shè)備上；Tinkerplay提供了許多3D模型；Tinkercad自稱(chēng)最簡(jiǎn)單的3D建模軟件，運(yùn)行在網(wǎng)頁(yè)上，并有淺顯易懂的操作教程。與123D Design類(lèi)似的軟件還有SketchUp。

SolidWorks

SolidWorks是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，并且功能非常強(qiáng)大，組件繁多，但是并非免費(fèi)軟件。下圖是使用SolidWorks構(gòu)建的AS-2WD輪式機(jī)器人裝配體模型：

3ds MAX

3ds MAX主要應(yīng)用于建筑、影視、游戲、動(dòng)畫(huà)方面，可以創(chuàng)建專(zhuān)業(yè)品質(zhì)三維動(dòng)畫(huà)、渲染和模型。下圖是使用3ds MAX設(shè)計(jì)小型人性機(jī)器人外觀(guān)時(shí)的工作界面，更多復(fù)雜功能需要讀者自行研究：

Kodu

Kodu可以制作3D游戲，操作簡(jiǎn)單，很有吸引力，小學(xué)生也能很快上手。它有點(diǎn)類(lèi)似于《我的世界》（Minecraft），都是由操作者構(gòu)建整個(gè)世界，不同的是Kodu已經(jīng)內(nèi)置了許多地形，而且可以進(jìn)行簡(jiǎn)易地編程，實(shí)現(xiàn)角色的邏輯。下圖是Kodu官方網(wǎng)站中由用戶(hù)上傳的Kodu世界，由上傳時(shí)間可以看出這是一個(gè)非?；钴S的社區(qū)：

Stencyl

Stencyl是一個(gè)非常專(zhuān)業(yè)的2D游戲引擎，因?yàn)樗鼉?nèi)置了重力效果，定義了各種表面的摩擦力，組間碰撞測(cè)試等。它的編程和Scratch類(lèi)似，也是通過(guò)積木塊的堆疊實(shí)現(xiàn)功能。但是其積木塊數(shù)量眾多，而且和Scratch的角色不同的是，Stencyl制作的是實(shí)例化到場(chǎng)景中的角色模板。雖然是積木式圖形化編程，但其編程思想已經(jīng)和面向?qū)ο蟆⒛０宸浅＝咏?，?duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)這個(gè)軟件并不太容易上手。

付費(fèi)版Stencyl有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，它幾乎支持任何平臺(tái)：IOS、安卓、Flash、Windows、Mac、Linux。下圖分別是Stencyl的場(chǎng)景編輯器和編程界面：

機(jī)器人調(diào)試助手

這是一款非常實(shí)用的機(jī)器人開(kāi)發(fā)調(diào)試軟件，從常用的單片機(jī)串口調(diào)試助手演變而來(lái)，主要適用于各種輪式和履帶式移動(dòng)機(jī)器人，軟件集成遠(yuǎn)程目標(biāo)管理、數(shù)據(jù)通信監(jiān)視、視頻窗口、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航和自定義功能設(shè)置區(qū)，通過(guò)這款軟件讀者可以很輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人的無(wú)線(xiàn)操控，目前網(wǎng)上可以下載到最常用的版本是2.2（還在不定期更新）。

結(jié)語(yǔ)

縱觀(guān)編程語(yǔ)言，從機(jī)器碼、匯編、C語(yǔ)言、面相對(duì)象的編程語(yǔ)言，其門(mén)檻越來(lái)越低，抽象程度越來(lái)越高。以前從事編程工作需要堅(jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，如今小學(xué)生就可以操作門(mén)檻很低、抽象程度更高的Scratch進(jìn)行編程。說(shuō)明科技社會(huì)在不斷進(jìn)步，簡(jiǎn)單易用已成為軟件工具開(kāi)發(fā)的核心。另一方面，豐富的類(lèi)庫(kù)、開(kāi)源的軟件，也能讓更多的用戶(hù)參與其中。有沒(méi)有哪款軟件符合你的胃口呢？由于文章篇幅所限，各種軟件下載地址，筆者已在奧松機(jī)器人創(chuàng)客社區(qū)論壇中發(fā)帖，大家可以去查找，或者掃描下面的二維碼查看！

長(zhǎng)按二維碼或掃描二維碼，進(jìn)入創(chuàng)客入門(mén)必備軟件工具網(wǎng)址大全

相關(guān)文章：

【應(yīng)用軟件】介紹幾個(gè)創(chuàng)客入門(mén)必備的免費(fèi)軟件

【應(yīng)用軟件】適合maker初學(xué)者使用的免費(fèi)軟件

【應(yīng)用軟件】少兒編程項(xiàng)目知多少？

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
奧松機(jī)器人官網(wǎng)：www.robotbase.cn 
微信號(hào)：搜索公眾號(hào)“奧松機(jī)器人”

QQ群： 271230889（討論，解惑）
微博：@奧松機(jī)器人基地
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
溫馨提示：予人玫瑰，手留余香；如果你喜歡這篇文章，不妨轉(zhuǎn)發(fā)推薦給你身邊的朋友！