Quick Draw McPaws: научите компьютерного котенка рисовать фигуры Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript. Если вы оставите JavaScript отключенным, вы получите доступ только к части контента, который мы предоставляем. Вот как.

Области науки	Информатика
Сложность
Время, необходимое	Короткие (2-5 дней)
Доступность материалов	Компьютер с доступом в интернет
Стоимость	Очень Низкая (до $ 20)
Безопасность	Нет проблем

Аннотация

Вы когда-нибудь играли в компьютерную игру, в которой мультипликационный персонаж, такой как собака или кошка, двигается или поворачивается, когда вы нажимаете на нее? Задумывались ли вы, как персонажи знают, как далеко двигаться или как далеко повернуть? В этом компьютерном научном проекте вы узнаете, как с помощью простой (и бесплатной) программы под названием Scratch, , которая позволит вам написать собственную компьютерную программу, которая расскажет мультипликационному котенку, как рисовать фигуры.

Цель

Чтобы определить, как рисовать различные двумерные фигуры, используя компьютерный язык Scratch.

Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

Планируете ли вы сделать проект от друзей науки?

Вернитесь и расскажите нам о своем проекте, используя ссылку «Я сделал этот проект» для выбранного вами проекта.

На каждом сайте проекта «Друзья по науке» вы найдете ссылку «Я сделал этот проект», поэтому не забудьте поделиться своей историей!

Кредиты

Кристин Стронг, Наука Друзья

Цитировать эту страницу Общая информация о цитировании предоставляется здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая использование заглавных букв, для метода, который вы используете, и при необходимости обновите цитату.

MLA Style

Штат научных друзей. «Quick Draw McPaws: научите компьютерного котенка рисовать фигуры». друзья науки , 23 июня 2020 года, https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/CompSci_p035/computer-science/program-a-computer-kitty-to-draw-shapes. Доступ 15 июля 2020 г.

APA Style

Штат научных друзей. (2020, 23 июня). Quick Draw McPaws: научите компьютерного котенка рисовать фигуры. Полученное из https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/CompSci_p035/computer-science/program-a-computer-kitty-to-draw-shapes

Дата последнего редактирования: 2020-06-23

Введение

Какие ваши любимые вещи для рисования? Домашние питомцы? Деревья? Цветы? Радуги? Один из приемов, который используют художники при планировании нового рисунка, — разбивать объекты на более мелкие части и формы. Поэтому уши кошки разбиваются на треугольники.Или клюв на птице распадается на конус. Формы, такие как круги, овалы, квадраты, треугольники, шестиугольники, восьмиугольники, цилиндры и конусы, являются основными строительными блоками любого рисунка.

Рисунок 1. На этом рисунке кота вы можете найти множество фигур, таких как треугольники в ушах, носу и ковре; круги в голове и воротнике; полукруги в глазах; овал в теле; и прямоугольник в ковре.

Если вы посмотрите на простейшие двумерные (плоские) фигуры, показанные ниже, вы увидите, что некоторые из них имеют угол . Угол, где линия делает крутой поворот. Вы можете измерить, насколько крутой поворот, используя инструмент под названием транспортир . Транспортир имеет небольшие отметки, как линейка, но вместо измерения в дюймах или сантиметрах транспортир измеряет угла в градусах.

Рисунок 2. Это простые двумерные фигуры: круг, квадрат, треугольник, шестиугольник, восьмиугольник и линия.

Рисунок 3. Это математический инструмент, называемый транспортиром, который используется для измерения углов в двухмерных формах. Транспортир в этом примере измеряет 35 градусов.

Притворись, что хочешь научить друга рисовать квадрат. Вы решаете пройти по квадратной дорожке на полу, чтобы показать подруге, что она должна делать. Ниже вы можете видеть, что для того, чтобы нарисовать квадрат, вы должны начать ходить в точке A, двигаться в точку B, а затем повернуть (или повернуть) на 90 градусов, чтобы достичь точки C.Затем вы поворачиваете на 90 градусов снова, чтобы добраться до точки D. Наконец, вы идете еще немного, пока не вернетесь к точке A.

Теперь предположим, что ваша подруга говорит вам, что она хочет научиться рисовать треугольник, поэтому вы также показываете ей этот путь. Чтобы нарисовать треугольник, вы начинаете с точки A, путешествуете до точки B, а затем должны повернуть на очень далеко на — на 120 градусов, чтобы вы могли продолжить путь к точке C. Затем вам снова нужно повернуть на 120 градусов, так что вы можете вернуться в пункт А.

Теперь предположим, что ваша подруга говорит вам, что она хочет научиться рисовать треугольник, поэтому вы также показываете ей этот путь. Чтобы нарисовать треугольник, вы начинаете с точки A, путешествуете до точки B, а затем должны повернуть на очень далеко на — на 120 градусов, чтобы вы могли продолжить путь к точке C. Затем вам снова нужно повернуть на 120 градусов, так что вы можете вернуться к точке А.

В этом компьютерном научном проекте вы научите котенка рисованию.Китти — мультипликационный персонаж, который только начинающий художник. Она даже не знает, как рисовать фигуры, например, треугольник. Вы поможете ей, написав простую компьютерную программу — набор инструкций для компьютера. Компьютерная программа расскажет ей, как двигаться, чтобы она могла нарисовать свои первые фигуры и начать становиться великим художником!

Термины и понятия

• Угол
• Транспортир
• Степень
• Компьютерная программа

Вопросы

• Что в первую очередь делает художник, когда хочет что-то нарисовать?
• Что измеряет транспортир?
• Если вы хотите нарисовать ногами большую фигуру на песке или на снегу, как бы вы двигали своим телом, чтобы это сделать?
• Зачем мультипликационным персонажам на компьютере компьютерная программа?

Библиография

Посмотрите это видео, чтобы узнать об углах и использовании транспортира:

Эти ресурсы познакомят вас с нуля:

Лента новостей на эту тему

Примечание: Компьютеризированный алгоритм сопоставления предлагает вышеупомянутые статьи.Он не такой умный, как вы, и иногда может давать юмористические, смешные или даже раздражающие результаты! Узнайте больше о новостной ленте

Материалы и оборудование

• Компьютер с доступом в Интернет и установленной Царапиной. См. Процедуру для инструкций по установке Scratch.
• Помощник для взрослых
• Транспортир
• Лабораторный блокнот

Экспериментальная процедура

Скретч-проект Примечание

Эта идея проекта была написана с использованием Scratch версии 1.4, который доступен на странице загрузки Scratch 1.4. Учебное пособие по науке для Scratch 1.4 доступно на нашем сайте. Руководство пользователя Scratch и дополнительные учебники доступны на странице загрузки. Проект можно модифицировать для работы с другими версиями Scratch. Информация о самой последней версии Scratch доступна на веб-сайте MIT Scratch.

Установка и начало работы с нуля

1. Чтобы начать этот научный выставочный проект, перейдите на страницу загрузки Scratch на MIT Scratch 1.4 веб-сайт и есть взрослый помочь вам следовать инструкциям, чтобы загрузить и установить Scratch бесплатно. Если вам нужна помощь в его установке, прочитайте страницу Science Buddies Установка и начало работы с нуля. Это краткое руководство познакомит вас с нуля.
2. Если вы впервые пользуетесь Scratch или вам требуется переподготовка, прочитайте Руководство пользователя Scratch Science Buddies.
3. Когда вы в первый раз запустите Scratch, вы увидите, как ваш кот художника появляется на экране. Мяу! Пришло время запрограммировать Китти, чтобы она могла рисовать фигуры.
4. Если вы хотите изменить внешний вид Китти, прежде чем начать, прочитайте раздел «Вариации» под «Экспериментальной процедурой», чтобы узнать, как это сделать.

Инструкции по написанию для Китти

1. Первое, что Китти должна выучить, это , когда , чтобы начать рисовать. Это немного похоже на то, когда вы запускаете гонку, и кто-то говорит: «1, 2, 3 … иди!» Вы должны сказать Китти, когда идти. Найдите символ с зеленым флагом (подумайте о том, как зеленые светофоры означают и ) в категории «Управление» и перетащите его на центральную панель (примечание: в «Царапине 2»).0 этот блок был перемещен в категорию «События»).
   
2. Теперь Китти должна стереть все предыдущие рисунки, чтобы она могла начать с новой страницы. Это похоже на получение свежего листа бумаги без следов на нем. Перейдите в категорию «Перо», возьмите элемент «Очистить» и закрепите его на флаге. Элемент Clear очищает страницу.
   
3. Следующее, что вам нужно сказать Кити, это , где , чтобы начать рисовать ее фигуры.Центр экрана, где будет рисовать Кити, имеет координаты , x = 0 и y = 0. Это хорошее место, чтобы начать рисовать, но если вы хотите сказать ей, чтобы выбрать другое место, не стесняйтесь сделать это, используя инструкции ниже.
   

   Чтобы сказать Китти, чтобы она пошла в начальную точку (обозначена зеленым кружком) и начала рисовать, вам нужно найти инструкцию «Перейти к» в категории «Движение», которая выглядит следующим образом:

   Перетащите этот элемент Go To на центральную панель и закрепите его на элементе «Очистить».Обязательно введите 0 для x и 0 для y, если этих чисел еще нет и если это те координаты, с которых вы хотите, чтобы Китти начала.

4. Пришло время выбрать цвет для ручки Китти. Перейдите в категорию «Перо» и найдите элемент с надписью «Установить цвет пера …», за которым следует цветной блок (, а не , за которым следует пробел для числа, которое нужно набрать). Перетащите его на центральную панель и прикрепите к элементу «Перейти к x: __ y: __».Нажмите на цвет, который вы хотите для ручки Китти.
5. Теперь у Китти есть симпатичная ручка, но вы должны сказать ей, чтобы она использовалась! Перейдите в категорию «Перо», найдите элемент «Pen Down» и закрепите его в нижней части растущей цепочки команд языка программирования (называемых блоками ). Это скажет Кити, чтобы она положила ручку на страницу.
6. Теперь это становится захватывающим.Пора Кити научиться рисовать свои первые фигуры. Помните из введения, как вы учили своего друга рисовать квадрат и треугольник, используя шаги и углы? Перейдите в категорию Motion и посмотрите на элементы, которые начинаются с «Move» и «Turn».

   Это в точности , что вы делали, когда шли по пути по квадрату и треугольнику — вы двигались и поворачивались, двигались и поворачивались, двигались и поворачивались снова и снова, пока вы не завершили форму.Итак, вы знаете, что вам понадобятся эти два элемента в вашем списке инструкций.

   • Переместите элементы «Перемещение» и «Поворот» на центральную панель и введите несколько начальных значений, например, 60 шагов и 90 градусов, чтобы начать. Вы измените эти значения во время тестирования.

   Но как заставить Китти делать что-то снова и снова? Вот где категория Control может вам помочь. Посмотрите на элемент «Повторить». Любые инструкции, которые вы положили внутри повторяющегося элемента, будут повторяться снова и снова!

   • Переместите элемент «Повторить» на центральную панель и введите начальное значение 20 (указывает на повторение 20 раз).Вы измените это значение во время тестирования.

   Расположите элементы «Переместить», «Повернуть» и «Повторить» так, как вы думаете, заставит Китти рисовать фигуры. Подсказка: Обратите внимание на пробел между золотой формой элемента «Повторить». Как вы думаете, это поможет вам использовать этот блок? Вы можете поместить туда столько блоков, сколько захотите, и все они будут повторяться столько раз, сколько вы установили.

7. Пока не время тестировать.Во-первых, вам нужно заставить Китти убрать ручку и убраться с дороги после того, как она закончит рисовать, чтобы вы могли видеть, какую форму она сделала. Вернитесь в категорию «Перо» и перетащите элемент Pen Up, что означает «Сними ручку с бумаги, Китти!»
8. Чтобы заставить ее уйти с дороги, вы хотите переместить ее к координате, которая отличается от ее рисунка, например, красный круг, показанный на графике несколькими шагами выше.Снова используйте элемент «Перейти к x: __ y: __» в категории «Движение», чтобы заставить ее уйти с дороги.

   Введите -150 для x-координаты и 0 для y-координаты. Не стесняйтесь выбирать другое конечное местоположение.

9. Наконец, вы хотите, чтобы Китти посмотрела на свой шедевр, а не на небо или на землю. Выберите элемент «Точка в направлении …» из категории «Движение», чтобы заставить ее выглядеть правильно. Оставьте число как есть, читая 90 (что означает 90 градусов).

Тестирование вашей компьютерной программы

1. Теперь, когда ваша программа написана, вам нужно протестировать ее и настроить, чтобы Китти рисовала определенные фигуры. Время экспериментировать. Чтобы запустить программу, просто нажмите зеленый флажок над белым экраном, где вы видите Китти.
2. Что случилось? Она нарисовала форму? Какой оно формы? Поэкспериментируйте со значениями в элементах «Переместить», «Поворот» и «Повторить», чтобы увидеть, какие фигуры вы можете заставить ее нарисовать.Создайте таблицу данных в своей лабораторной записной книжке, как показано ниже, чтобы вы могли помнить, что различные значения делают в вашей программе. Если вам нужна помощь с вашей программой, прочитайте страницу «Научные друзья, устранение неполадок с программой на пустом месте».

Таблица данных по царапинам

Количество повторений	Количество ступеней	Поворот в градусах	Форма Китти Дрю	Комментарии к форме, такие как ее размер, или она ушла со страницы
20	60	90

3. Попросите Китти нарисовать все основные фигуры, такие как линия, треугольник, квадрат, шестиугольник, восьмиугольник и круг.Круг — интересная задача, потому что углов нет, поэтому вам придется делать очень маленькие повороты и получить форму, которая приближается к кругу. После того, как вы завершили это, вы бы сказали, что это очень хорошее приближение? Для тебя это выглядит как круг?
   1. Используйте транспортир для измерения количества оборотов, необходимых для рисования каждой фигуры. Например, чтобы нарисовать квадрат, нужно повернуть на 90 градусов. Чтобы нарисовать треугольник, вы можете попробовать повернуть Китти на 120 градусов.Это значения для тестирования (по одному) в вашей компьютерной программе. Если вы не знаете, как использовать транспортир, см. Ссылку на инструкции в Библиографии.
   2. Можете ли вы заставить Китти рисовать фигуры разных размеров, такие как маленький треугольник, треугольник среднего размера и большой треугольник?
   3. Можете ли вы заставить Китти рисовать медленно и быстро?
   4. Как элемент «Повторить» влияет на то, как долго рисует Китти?
   5. Как элемент «Шаги» влияет на размер фигуры?
   6. Как элемент «Поворот» влияет на тип фигуры?

,

Если вам нравится этот проект, вам может понравиться исследовать эти связанные профессии:

Программист

Компьютеры являются важными инструментами в современном мире: они управляют всем, начиная от управления движением, сварки автомобилей, анимации фильмов, доставки, проектирования самолетов и социальных сетей до издания книг, управления бизнесом, микширования музыки, здравоохранения, сельского хозяйства и онлайн-покупок.Программисты — это люди, которые пишут инструкции, которые говорят компьютерам, что делать. Читать далее

математик

Математики являются частью древней традиции поиска закономерностей, предположения и выяснения истин на основе строгого вывода.Некоторые математики сосредотачиваются на чисто теоретических проблемах, не имеющих очевидных или непосредственных применений, кроме как для углубления нашего понимания математики, в то время как другие фокусируются на прикладной математике, где они пытаются решать проблемы в области экономики, бизнеса, науки, физики или техники. Читать далее

Вариации

• Хотите изменить то, как выглядит Китти? Нажмите на категорию Looks для всех видов забавных вещей, чтобы попробовать.
  • Существуют два элемента: «Изменить цветовой эффект на …» и «Установить цветовой эффект на …». Поэкспериментируйте с ними, чтобы увидеть, что происходит с Китти. Можете ли вы заставить Китти стать розовой с одним из этих блоков?
  • Примечание: Когда вы экспериментируете с тем, как что-то выглядит, лучше всего добавить элемент «Очистить графические эффекты» в верхней части цепочки блоков, чтобы при каждом нажатии вы могли начинать с нового, нового вида на зеленом флаге.
  • Как только вы поймете, что эти блоки делают для слова Цвет, нажмите на слово «Цвет» в каждом элементе, и вы сможете увидеть еще более интересные вещи, которые можно попробовать, например, изменить «Рыбий глаз», «Вихрь», «Пикселат», «Мозаика», «Яркость» и «Призрак». Поэкспериментируйте еще раз, чтобы увидеть, что делает каждый из них. Есть ли один, который вам нравится больше всего? Есть ли блок, способный превратить одного котенка во многих котят?
  • Еще один способ изменить внешний вид Китти — с помощью элемента «Переключиться на костюм».Сначала вам нужно перейти на центральную панель и нажать на вкладку «Костюм». Затем либо нарисуйте что-нибудь своими инструментами там, либо импортируйте (принесите) что-то, на что вы хотите превратить Китти, например, щенка или рыбу из одной из папок, которые вы видите, например, папки «Животные» или «Фэнтези».
  • И, просто для забавы, ты всегда можешь заставить Китти сказать что-нибудь в конце своего рисунка, например «Та Да!» или «Куда ушла Китти?» (если она превратилась в другое животное).Элементы «Скажи» позволяют Китти говорить все, что вы пожелаете.
• Если вы можете научить Кити рисовать равносторонние фигуры (фигуры, у которых стороны одинаковой длины), можете ли вы научить ее рисовать фигуры со сторонами разной длины, например, прямоугольником?
• Когда вы тестировали свою программу, Китти нарисовала какие-то необычные фигуры, похожие на цветы? Или красивое кружево? Можете ли вы сделать цвет Китти в цветах, изменив размер пера? Можете ли вы заставить Китти нарисовать целый цветник? Убедитесь, что она нарисует себе кошачью мяту!

Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

Задайте вопрос эксперту

Форум «Спросите эксперта» предназначен для того, чтобы студенты могли найти ответы на научные вопросы, которые они не смогли найти с помощью других ресурсов. Если у вас есть конкретные вопросы о вашем научном проекте или научной ярмарке, наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают работу за вас, но они сделают предложения, предложат рекомендации и помогут вам устранить неполадки.

Задайте вопрос эксперту

Ссылки по теме

Лента новостей на эту тему

Примечание: Компьютеризированный алгоритм сопоставления предлагает вышеупомянутые статьи.Он не такой умный, как вы, и иногда может давать юмористические, смешные или даже раздражающие результаты! Узнайте больше о новостной ленте

Ищете больше науки веселья?

Попробуйте одно из наших научных мероприятий для быстрого и в любое время научного исследования. Идеальная вещь, чтобы оживить дождливый день, школьные каникулы или момент скуки.

Найти деятельность

Изучите наши научные видео

Подъемный лед с пряжей STEM активность

Яйцо сырое или приготовленное? STEM активность

Создание гигрометра для измерения влажности — STEM деятельность

Спасибо за ваш отзыв!

,