授權(quán)轉(zhuǎn)載?|?Scratch格物堂?scratchGeWuTang

原文作者 |?小阿斌

原文標(biāo)題 |?淺談Scratch的舞臺刷新機(jī)制 Part 2——在常規(guī)積木中的應(yīng)用

標(biāo)簽：難度中級；技術(shù)；運(yùn)行時(shí)不刷新屏幕；舞臺刷新機(jī)制；

“?簡單來說，我們之所以能從各種屏幕上看到畫面的動態(tài)變化，都是由于屏幕在進(jìn)行不斷地刷新——不斷地快速切換靜態(tài)的畫面，由于視覺暫留效應(yīng)，給人產(chǎn)生畫面動態(tài)變化的“錯(cuò)覺”。在Scratch中，可以通過舞臺觀察到角色的運(yùn)動等動態(tài)效果，那么，Scratch的舞臺是否也可以看做是一個(gè)小屏幕呢？本文將對于Scratch舞臺的刷新機(jī)制進(jìn)行討論。”

在淺談Scratch的舞臺刷新機(jī)制 Part 1——自制積木的不刷新屏幕功能一文中，介紹了“運(yùn)行時(shí)不刷新屏幕”功能的原理及其應(yīng)用。此外，關(guān)于舞臺的刷新機(jī)制，在一般積木中也有涉及，本文將會討論舞臺的刷新機(jī)制在一般積木中的應(yīng)用及其實(shí)現(xiàn)原理。

01

案例演示

舞臺通過不斷刷新，才能讓用戶看到角色的變化，不論是運(yùn)動也好，造型也罷，可以說舞臺刷新是Scratch重要的底層功能。那么除了“在運(yùn)行時(shí)不刷新屏幕”還有哪些地方可以利用舞臺的刷新機(jī)制呢？或者說，關(guān)于舞臺的刷新機(jī)制還有哪些tips呢？別急，我們對于舞臺的刷新機(jī)制還不夠了解，先來思考一個(gè)問題。

為什么【重復(fù)執(zhí)行】配合【移動()步】積木可以實(shí)現(xiàn)角色在舞臺上移動的效果呢？為什么我們可以看到角色移動的過程呢？為什么角色不是“嗖”一下就從舞臺左側(cè)閃到舞臺右側(cè)呢？也許初學(xué)者會被這樣告知，是因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行有一個(gè)延遲時(shí)間，每次移動都會延遲一小會兒，這樣就能看到移動的過程了。那么這種說法是否正確呢？再來看兩段代碼吧

右轉(zhuǎn)90度，循環(huán)4次

右轉(zhuǎn)90度，順序執(zhí)行

兩段代碼在邏輯上可以說是一樣的，他們的運(yùn)行結(jié)果也是一樣的，那展示它們到底意義何在？

循環(huán)結(jié)構(gòu)效果

順序結(jié)構(gòu)效果

盡管兩段代碼在邏輯上幾乎一致，結(jié)果也一模一樣，但是他們的運(yùn)行過程有著天壤之別。在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，可以看到角色旋轉(zhuǎn)的過程，而在順序結(jié)構(gòu)中，程序像是沒有執(zhí)行。

02

解釋

結(jié)合上一篇中關(guān)于“運(yùn)行時(shí)不刷新屏幕”功能的講解，對于這個(gè)現(xiàn)象應(yīng)該并不陌生，也很好解釋，其實(shí)程序是執(zhí)行了的，只是在執(zhí)行時(shí)沒有刷新屏幕罷了，依次右轉(zhuǎn)四次，剛好是一周，又回到了原來的位置，盡管執(zhí)行完畢后舞臺進(jìn)行了一次刷新，但是“為時(shí)已晚”，看起來程序像是未曾運(yùn)行過一般。

基于這兩種不同的現(xiàn)象，我的推論是，順序結(jié)構(gòu)的代碼，在執(zhí)行過程中，都不會刷新舞臺，只有在執(zhí)行完最后一塊積木后，才會進(jìn)行刷新；而循環(huán)結(jié)構(gòu)的代碼，每一輪循環(huán)都會刷新一次舞臺，如循環(huán)結(jié)構(gòu)中角色的旋轉(zhuǎn)效果，每執(zhí)行完一次右轉(zhuǎn)的代碼，當(dāng)輪循環(huán)結(jié)束，舞臺刷新一次，如此我們就會看到角色旋轉(zhuǎn)的過程了。循環(huán)結(jié)構(gòu)不能單獨(dú)存在，循環(huán)結(jié)構(gòu)中必然包含順序結(jié)構(gòu)，所以本質(zhì)還是順序結(jié)構(gòu)執(zhí)行完后對舞臺進(jìn)行刷新。

03

延伸

在順序結(jié)構(gòu)中，程序必然是只有執(zhí)行完最后一塊積木才會刷新舞臺嗎？這種說法，可以說對，也可以說不對。

【等待()秒】積木對于順序結(jié)構(gòu)中舞臺刷新的影響

即使是在順序結(jié)構(gòu)中，代碼也不總是只有執(zhí)行完最后一塊積木才刷新舞臺的，【等待()秒】積木可以打破這種順序結(jié)構(gòu)中不刷新屏幕的默契，強(qiáng)行使其刷新，類似地，其他還有【等待()】（條件成立）積木、【說()()秒】積木、【思考()()秒】積木，凡是會使程序進(jìn)入“阻塞”狀態(tài)的積木，都會使屏幕刷新。寫到這里我忽然恍然大悟，對于舞臺刷新的認(rèn)識，更加證實(shí)了我之前對于【等待()】（條件成立）積木的認(rèn)識，也就是在2.0中我們熟悉的【在()之前一直等待】積木。篇幅有限，亦不是主題，直接上結(jié)論：【等待()】（條件成立）積木的本質(zhì)就是【重復(fù)執(zhí)行直到()】積木的變形。

【等待】的本質(zhì)是循環(huán)執(zhí)行一段空的代碼，直到條件成立，跳出循環(huán)

如圖所示兩段代碼首先在效果上是完全等價(jià)的，其次表現(xiàn)也是完全一樣的。在Scratch中，只有正在執(zhí)行的代碼才出現(xiàn)高亮黃色邊緣，三種循環(huán)如此，各種等待積木亦是如此。因此【等待】積木的本質(zhì)是循環(huán)執(zhí)行一段空的代碼，直到條件成立，跳出循環(huán)。現(xiàn)在又多了一條理由：循環(huán)結(jié)構(gòu)的代碼才會在程序執(zhí)行過程中不斷刷新屏幕，【等待】積木會在順序結(jié)構(gòu)中強(qiáng)制刷新屏幕，因此【等待】的本質(zhì)就是循環(huán)。還可以推斷出如下結(jié)論：

【等待()秒】的本質(zhì)也是等待條件成立，只不過在這里條件是時(shí)間

【等待()秒】也可以看做是一種循環(huán)

回到我們的主題——舞臺刷新，為何那些使程序進(jìn)入阻塞狀態(tài)的積木，如等待()秒，也可以使舞臺刷新，現(xiàn)在看來似乎是理所應(yīng)當(dāng)?shù)牧耍驗(yàn)樗麄兊谋举|(zhì)都是循環(huán)。

至于【重復(fù)執(zhí)行】配合【移動()步】積木可以讓用戶看到角色在舞臺上移動的過程，其原因確實(shí)是由于循環(huán)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，每移動一次，完成一輪循環(huán)，舞臺就刷新一次，周而復(fù)始，用戶就可以觀察到角色移動的過程了。

04

辟謠

至于延遲時(shí)間的說法，其實(shí)是由于在循環(huán)時(shí)，舞臺會被刷新，刷新舞臺才能看出移動的過程。而在刷新舞臺的過程中，有一個(gè)附贈品——時(shí)間的消耗，刷新舞臺需要消耗一定的計(jì)算資源，計(jì)算機(jī)在執(zhí)行更底層的舞臺重繪時(shí)需要花費(fèi)一定的時(shí)間。這僅僅是舞臺刷新的一個(gè)附贈品，而舞臺刷新的真正任務(wù)是使用戶觀測到角色的運(yùn)動過程，因此那些關(guān)于積木內(nèi)部延遲時(shí)間的討論并無意義，其實(shí)測算出來的是舞臺刷新所需的時(shí)間。就如A直接產(chǎn)生B現(xiàn)象，A又順帶產(chǎn)生了C現(xiàn)象，人們觀測到了C現(xiàn)象，就直接下定論說是C導(dǎo)致B。這是一種人們在探索未知領(lǐng)域中常犯的錯(cuò)誤，也許本文所討論的、得出的結(jié)論亦是一種類似這樣的錯(cuò)誤也說不定呢？

05

應(yīng)用1

總結(jié)了這么多看似沒有實(shí)際用處的推論，總該寫一些具有使用價(jià)值的東西了吧？

污漬擦除

抹布角色帶有一個(gè)和背景顏色相同的純色塊造型

根據(jù)上文得出的結(jié)論，順序結(jié)構(gòu)不刷新舞臺，因此切換成純色塊造型時(shí)，舞臺是沒有刷新的，用戶也是看不到效果的。在執(zhí)行完移到鼠標(biāo)時(shí)針和圖章的代碼后，舞臺依舊沒有刷新，最后切換回抹布造型，這時(shí)候順序結(jié)構(gòu)執(zhí)行完畢，刷新舞臺，用戶只能看到最終的造型——抹布，而看不到之前的造型切換過程。而在執(zhí)行圖章代碼時(shí)，在舞臺中留下的“印記”是“當(dāng)前”造型，也就是純色塊，因此抹布能將純色涂抹在舞臺中，實(shí)現(xiàn)遮蓋住污漬的效果，而自身造型看起來不發(fā)生改變。

06

應(yīng)用2

接下來介紹另一個(gè)關(guān)于舞臺刷新的應(yīng)用技巧——碰撞塊

在制作案例時(shí)，尤其是一些游戲類的案例，常常會用到碰撞偵測，在角色碰到其他對象時(shí)，通過后續(xù)代碼控制其相應(yīng)的行為。而角色往往又不是一些常規(guī)的幾何圖形，邊緣不光整，所以在碰撞偵測時(shí)會產(chǎn)生穿墻BUG，面對這種情況，我們可以使用一種我稱之為碰撞塊的技巧。以坦克對戰(zhàn)為例：

在控制坦克移動時(shí)，一旦碰到墻壁，則后退一定距離，但是由于坦克是個(gè)不規(guī)則圖形，往往在實(shí)際操作中會倒退進(jìn)墻壁內(nèi)部從而產(chǎn)生穿墻BUG

解決方法是給坦克創(chuàng)建一個(gè)邊緣規(guī)則的“碰撞塊”造型

在執(zhí)行碰撞偵測等代碼之前，先切換成碰撞塊造型，在最后將造型切換回坦克造型即可。此時(shí)在用戶眼前呈現(xiàn)的始終是坦克的造型，而在執(zhí)行中間的代碼時(shí)卻是以碰撞塊造型去進(jìn)行碰撞偵測的，不會產(chǎn)生穿墻BUG

在了解了舞臺刷新機(jī)制及其應(yīng)用技巧后，別忘記額外的小收獲：Scratch中所有的“等待”，也許其實(shí)都是由循環(huán)模擬出來的。

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