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原文作者 | CG

原文標(biāo)題 |?用Scratch制作煙花

標(biāo)簽：難度中級(jí)；動(dòng)畫(huà)；變量；隨機(jī)數(shù)；克??；軌跡；畫(huà)筆；煙花；

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今天我們來(lái)介紹一些煙花的知識(shí)，并用Scratch編程制作煙花動(dòng)畫(huà)。先來(lái)看看動(dòng)畫(huà)效果吧：

上面的煙花動(dòng)畫(huà)其實(shí)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(guò)畫(huà)筆實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)的喲。

1.?????知識(shí)點(diǎn)

本文介紹的煙花制作方法使用了下面的知識(shí)點(diǎn)：

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(shí)是燃燒時(shí)不同的金屬離子（如鎂、鋁等）與氧分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)出的獨(dú)特顏色。所以煙花是有重量的。有重量的物體在大氣中運(yùn)動(dòng)都會(huì)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(guò)編程描述拋物線。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：

• 垂直方向下落速度會(huì)越來(lái)越快（有一個(gè)面向地心的固定的加速度）

• 水平方向速度不變

關(guān)于拋物線運(yùn)動(dòng)的更多知識(shí)可參考千里馬的這篇文章：從"憤怒的小鳥(niǎo)"學(xué)習(xí)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(gè)竅門和重點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)方法是：

-?????? 制作一個(gè)和屏幕一樣大的全黑角色：

-?????? 把該角色的虛像效果設(shè)成90（就是說(shuō)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(shí)現(xiàn)方法的原理如下圖所示：

• 畫(huà)筆畫(huà)出來(lái)的軌跡實(shí)際上是由一系列點(diǎn)組成的。如果畫(huà)筆是從左向右運(yùn)動(dòng)的，則左邊的點(diǎn)比右邊的點(diǎn)先在舞臺(tái)上出現(xiàn)。上圖五個(gè)橙色方格代表了畫(huà)筆的軌跡點(diǎn)，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(dāng)于上圖中標(biāo)記為A的黑色方塊。兩個(gè)A疊起來(lái)就形成B的效果（B比A稍微黑一點(diǎn)），三個(gè)A疊起來(lái)就形成C，四個(gè)A疊起來(lái)就形成全黑的D。這個(gè)疊起來(lái)的動(dòng)作就相當(dāng)于程序里的“圖章”。

• 把橙色方格和黑色方塊疊起來(lái)就是最終效果。沒(méi)有被黑色方塊蓋住的5號(hào)方格就是原來(lái)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(dòng)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(shí)?；镜?D知識(shí)請(qǐng)參考千里馬這一篇文章：用Scratch做一個(gè)3D引擎

當(dāng)然3D制作有點(diǎn)小復(fù)雜，也并不是制作煙花必需的。

好，下面可以開(kāi)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(kāi)始畫(huà)煙花軌跡之前，我們需要先建立兩個(gè)角色：一個(gè)是上面1.2章節(jié)講過(guò)的用來(lái)實(shí)現(xiàn)漸隱效果的黑色角色；另一個(gè)是聲音角色，用來(lái)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(gè)聲音角色就可以播放相對(duì)應(yīng)的聲音。

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聲音效果可以極大地增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感，所以請(qǐng)務(wù)必給動(dòng)畫(huà)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(shí)就是用畫(huà)筆畫(huà)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(kāi)

-?????? 接著，我們讓煙花在上升到最高點(diǎn)時(shí)爆炸散開(kāi)（vy=0時(shí)升到最高點(diǎn)，之后速度向下而下降）。散開(kāi)其實(shí)就是使用克隆來(lái)產(chǎn)生很多的子煙花軌跡。

-?????? 子煙花軌跡應(yīng)該比上升時(shí)的軌跡要小。

-?????? 為了使爆開(kāi)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(jī)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(lái)我們做下面這種閃閃的煙花效果：

-?????? 首先是用克隆的方法畫(huà)出很多條較細(xì)的煙花拋物線軌跡。同樣一束煙花的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該一樣。通過(guò)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(lái)做閃閃的亮點(diǎn)效果。首先是要改變角色的造型（變成一個(gè)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(diǎn)。由于章節(jié)1.2中提到的漸隱作用，圖章留下來(lái)的圓點(diǎn)會(huì)一閃而過(guò)消失在黑暗中。記得改變圓點(diǎn)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(lái)做煙花文字效果：?

-?????? 首先是用造型工具創(chuàng)建一個(gè)文字角色

-?????? 讓文字先隱藏，先做出煙花發(fā)射上升效果

-?????? 當(dāng)煙花上升到最高點(diǎn)時(shí)（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(guò)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(shí)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(shí)，請(qǐng)先參考此文《用Scratch做一個(gè)3D引擎》，設(shè)置好視點(diǎn)、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(kāi)的過(guò)程。首先也是要先發(fā)射一條在y方向做重力加速運(yùn)動(dòng)的煙花

-?????? 煙花上升到最高點(diǎn)后就爆炸散開(kāi)：

-?????? 為了使爆開(kāi)后的各條煙花軌跡呈一個(gè)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(jī)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(gè)效果：

原程序請(qǐng)參考：

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

3.?????小結(jié)

除了上面提到的知識(shí)點(diǎn)，做好煙花效果的一個(gè)重要竅門是：多使用隨機(jī)數(shù)來(lái)改變時(shí)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?yàn)樗鼈儧](méi)有固定的模式，變幻莫測(cè)。同學(xué)們請(qǐng)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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