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原文作者 | CG

原文標題 |?用Scratch制作煙花

標簽：難度中級；動畫；變量；隨機數(shù)；克隆；軌跡；畫筆；煙花；

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今天我們來介紹一些煙花的知識，并用Scratch編程制作煙花動畫。先來看看動畫效果吧：

上面的煙花動畫其實是由四種不同類型的煙花特效組成的。它們可是全部都是通過畫筆實時計算出來的喲。

1.?????知識點

本文介紹的煙花制作方法使用了下面的知識點：

1.1?重力加速度（拋物線）

煙花是是由火藥和金屬粉末組成的，五彩繽紛的顏色其實是燃燒時不同的金屬離子（如鎂、鋁等）與氧分子發(fā)生化學反應而發(fā)出的獨特顏色。所以煙花是有重量的。有重量的物體在大氣中運動都會受到地球引力的作用，呈現(xiàn)出拋物線軌跡。所以要制作好煙花效果首先要知道如何通過編程描述拋物線。簡單來說就是：

• 垂直方向下落速度會越來越快（有一個面向地心的固定的加速度）

• 水平方向速度不變

關于拋物線運動的更多知識可參考千里馬的這篇文章：從"憤怒的小鳥"學習用編程展示物理規(guī)律

1.2?漸隱效果（彗星效果）

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這是做煙花軌跡的一個竅門和重點。我們希望看到的煙花線條軌跡是頭部較亮，尾部較暗，呈漸隱效果，如下圖：

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這種效果的實現(xiàn)方法是：

-?????? 制作一個和屏幕一樣大的全黑角色：

-?????? 把該角色的虛像效果設成90（就是說它的透明度變成10%）

-?????? 然后不停地使用圖章讓它覆蓋屏幕：

這種實現(xiàn)方法的原理如下圖所示：

• 畫筆畫出來的軌跡實際上是由一系列點組成的。如果畫筆是從左向右運動的，則左邊的點比右邊的點先在舞臺上出現(xiàn)。上圖五個橙色方格代表了畫筆的軌跡點，1最先出現(xiàn)，5最晚出現(xiàn)。

• 上面程序里虛像效果90的黑色角色相當于上圖中標記為A的黑色方塊。兩個A疊起來就形成B的效果（B比A稍微黑一點），三個A疊起來就形成C，四個A疊起來就形成全黑的D。這個疊起來的動作就相當于程序里的“圖章”。

• 把橙色方格和黑色方塊疊起來就是最終效果。沒有被黑色方塊蓋住的5號方格就是原來的顏色，4-3-2-1依次變暗，1或者更早之前出現(xiàn)的方格就完全看不到了。

動圖效果如下：?

1.3?3D效果

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有立體感的3D煙花更加好看，制作3D效果需要了解一定的3D知識。基本的3D知識請參考千里馬這一篇文章：用Scratch做一個3D引擎

當然3D制作有點小復雜，也并不是制作煙花必需的。

好，下面可以開始制作了。

2.?????制作方法

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2.0 輔助角色

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在開始畫煙花軌跡之前，我們需要先建立兩個角色：一個是上面1.2章節(jié)講過的用來實現(xiàn)漸隱效果的黑色角色；另一個是聲音角色，用來集中控制聲音的播放。這樣在其它角色里只需要廣播播放某種聲音的消息，這個聲音角色就可以播放相對應的聲音。

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聲音效果可以極大地增強現(xiàn)實感，所以請務必給動畫配上聲音。

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2.1 煙花發(fā)射

首先，我們做出煙花發(fā)射上升的效果，其實就是用畫筆畫一條有重力加速度的從下往上升的曲線，再配上音效。

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效果如下：

2.2 爆炸散開

-?????? 接著，我們讓煙花在上升到最高點時爆炸散開（vy=0時升到最高點，之后速度向下而下降）。散開其實就是使用克隆來產(chǎn)生很多的子煙花軌跡。

-?????? 子煙花軌跡應該比上升時的軌跡要小。

-?????? 為了使爆開后的各條煙花軌跡呈圓形，我們控制水平方向和垂直方向的速度，使得vx=2*cosA和vy=2*sinA（A是隨機變化的角度值，代表速度的方向；2代表速度的值。這樣使得每條子煙花的速度方向發(fā)生變化，但速度的值不變，形成圓形）。原理如下圖所示：

?克隆體的程序：

第一種煙花效果做好了：

2.3 閃閃的煙花

接下來我們做下面這種閃閃的煙花效果：

-?????? 首先是用克隆的方法畫出很多條較細的煙花拋物線軌跡。同樣一束煙花的出發(fā)點應該一樣。通過改變它們的初始水平速度和垂直速度、以及線條顏色和大小，形成不同的煙花線條：?

效果：?

-?????? 接下來做閃閃的亮點效果。首先是要改變角色的造型（變成一個純色的圓形）；然后在克隆體的程序中，在煙花線條消失之前，使用圖章留下圓點。由于章節(jié)1.2中提到的漸隱作用，圖章留下來的圓點會一閃而過消失在黑暗中。記得改變圓點的大小和顏色哦。

第二種煙花效果也做好了：

2.4 煙花文字

接下來做煙花文字效果：?

-?????? 首先是用造型工具創(chuàng)建一個文字角色

-?????? 讓文字先隱藏，先做出煙花發(fā)射上升效果

-?????? 當煙花上升到最高點時（vy=0）即爆炸，然后文字出現(xiàn)，并使用像素化讓其模糊。

-?????? 之后文字做重力加速下落。

-?????? 在下落過程中不停使用圖章留下軌跡，并配合章節(jié)1.2中提到的漸隱作用。

-?????? 再使用虛像使得文字逐漸消失

-?????? 最后用同樣方法做出其它的文字煙花，改變顏色、位置及發(fā)射時間，效果如下：

2.5 3D煙花

-?????? 制作3D煙花效果需要了解3D特效的知識，請先參考此文《用Scratch做一個3D引擎》，設置好視點、投射面、旋轉(zhuǎn)角度等：

-?????? 3D煙花和2.1-2.2節(jié)介紹的2D煙花一樣，也是包括發(fā)射上升-爆炸散開的過程。首先也是要先發(fā)射一條在y方向做重力加速運動的煙花

-?????? 煙花上升到最高點后就爆炸散開：

-?????? 為了使爆開后的各條煙花軌跡呈一個球體，我們控制x,y,z方向的速度，使得vy=2*sinA, vx=2*cosA*cosB，vz=2*cosA*sinB（A、B是隨機變化的角度值，它們控制速度的方向；2代表速度的值。這樣使得每條子煙花的速度方向發(fā)生變化，但速度的值不變，形成球體）。原理如下圖所示：

克隆體程序：

3D煙花的效果：

最后我們把各種不同的煙花組合在一起，就是這個效果：

原程序請參考：

https://scratch.mit.edu/projects/284146235/

3.?????小結

除了上面提到的知識點，做好煙花效果的一個重要竅門是：多使用隨機數(shù)來改變時間、大小、顏色、速度等各種變量，做出各種不同的效果。煙花之所以吸引人，正是因為它們沒有固定的模式，變幻莫測。同學們請盡情發(fā)揮自己的想象力，用編程做出更多更炫的煙花效果。

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