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这篇文章介绍使用分形技术绘制一棵圣诞树的方法。分形图是一种具有自相似特性的图案,它的每一部分都是整体缩小后的形状。分形图展示了数学之美,颇有老子“道生一,一生二,二生三,三生万物”的哲学意味。分形图使用简单的基本图案构成,通常利用递归技术编程实现。Scratch是面向青少年的图形化编程语言,与Python语言等高级语言相比,虽然只是个玩具,但是Scratch的递归是作了专门优化、简化,反倒使得递归调用的效率大大提高了,特别适合用来绘制分形图。
下面将介绍在Scratch中使用递归技术绘制圣诞树分形图,并在其基础上演化出几种其他类型的分形树。
圣诞树效果
画圣诞树程序
下面对画圣诞树的程序脚本进行简单讲解。
第一步:画树干
树干从最初的30个单位开始,每次以0.9的比率缩减。画笔大小设定为每段树干长度的0.2。
第二步:画左侧的树枝在上面的”旋转”模块中,使用“右转…度”指令设置画笔角度,所以这里设置负值,可在树干左侧画出树枝。设置-120度,每次以0.55的缩减比率画出左侧的树枝。
这里为了演示,将递归结束条件设置为“长度<5”,可以看到树枝的脉络。小海豚科学馆提示,实际的效果是树枝会不断的变短变小,并在小于某个阈值时把将画笔颜色设为绿色,就能画出树叶效果。变化过程如下图所示。
第三步:画右侧的树枝
同理,设置旋转角度为120度,画出右侧的树枝。为了增加变化,让右侧的树枝与左侧的树枝错开一下,避免左右对称。这里以每段树枝长度的0.2作为偏移量。
第四步:画礼物
使用画笔大小设置为5,在树枝末梢随机画出彩色的圆点,给圣诞树挂上许多礼物。
这样利用分形技术绘制出了一棵圣诞树。为了让树枝有一些变化,在设置旋转角度时,设置为从100到120之间随机选一个数作为角度。
可以自行调整这个角度,让树枝以不同的角度画出,或向下,右向上,最终使整棵树具有不同的外观。小小的声音提示您,这就像是一棵刚买回来的“圣诞树”,慢慢调整各个树枝的角度,把树冠调整到合适状态。当然,你可以随心所欲地调整,只要你喜欢就好。
挑战一下
这两个模块的脚本,自己实现吧,就是设置画树时的画笔大小、颜色,以及画礼物的画笔大小和颜色。
速云少儿编程致力于 4 - 18 岁,山东少儿无人机编程教育机构,速云网络研发软件工程师授课少儿编程,教给孩子们不光要学习编程,还要结合编程知识给我们无人机写程序,实现我们无人机的自动启飞、人脸识别、智能跟随,包括更加高级的编程玩法,就是无人机编舞。可能家长想了!四岁孩子能学习无人机编程吗?那我们看个四岁的小同学吧,你自己看看能不能学习吧!
我们来看一看四岁小朋友的学习视频吧!
家长担心孩子们真的能听懂课程吗?在每节课即将结束的时候我们都会进行课程汇报展示,来看一下小童鞋的汇报成果吧!
这个时候家长可能说了,我们四岁的孩子,年龄辣么小,又不认字,那该如何学习呢?
其实四岁、五岁的孩子不认字怎么学习?只要孩子识别颜色就可以学习。通过颜色识别具体编程积木,比如:蓝色是运动、紫色是外观、黄色是事件等等,通过颜色识别文字,根据颜色先实现出程序做出卡通的效果,以激发孩子兴趣,使孩子产生兴趣后开始具体学习每个积木的作用,再学习积木上面的文字。如下图:
这个时候你还认为编程难吗?其实针对4岁起,就已经可以学习编程了。通过搭积木的方式让孩子学习编程。
当然,比如我们下面的无人机编程视频吧!
无人机能六架一起起飞?没错!那他又和数学有什么关系呢?
小云说啦!这是根据我们数学中的坐标轴的 x轴 y轴 初始化无人机位置,无人机与无人机之间的距离、架数的多少,全部需要通过精密的计算,否则无法编排出理想的造型。
现在作为家长的你!还在纠结无人机编程是否对孩子有帮助吗?
无人机编程能做什么?人脸识别?智能跟随?自动飞行?还有吗?
答案:有!那就是"无人机编舞"!不知道无人机如何编舞?快看下面我们速云小童鞋的无人机编舞吧!!
无人机编程都学习哪些内容呢?
让无人机与编程结合?
没错!就是要让孩子“动手”+“编程”实现无人机起飞。
重点培养孩子逻辑思维能力与动手操作能力,让孩子在编写无人机程序的时,无形的锻炼孩子的逻辑思维能力和前沿科技的运用能力,在飞行学习中,孩子们需了解飞机的机械结构,练习手眼协同能力,甚至自己组装飞行器;在编程中,无人机可以在三维空间中,用摄像头完成巡线、人脸识别等人工智能任务。
例如:人脸识别,智能跟随,红外线定稿,光流定位、无人机编舞等。
看我们小童鞋们上课视频吧
坦克编程都学习哪些内容呢?
动手组装”+“编写程序”
通过编程将抽象理论与实践操作合二为一,让孩子重新理解知识,体验人工智能,培养独立思考的习惯和动手解决问题的能力。
课程涉及机器人拼装、力学等数理知识,运用六类人工智能模块,编写专属的自动驾驶算法程序,让孩子更加深入理解人工智能技术。
例如:人脸识别、智能跟随等前沿技术。