创客入门必备工具——软件类（下）

Scratch for Arduino（S4A）

S4A打通了Scratch和Arduino之间的通道，我们可以使用S4A编写Arduino程序。S4A基于Scratch 1.4开发，是最早的将Scratch应用于Arduino的软件之一，目前已经处于停止更新的状态。下图是一个很简单的L灯闪烁程序：

运行S4A，首先需要在Arduino控制器中下载一个S4A提供的固件，通过这个固件S4A便可以和Arduino进行通信。同类型的软件还有S2A（Scratch to Arduino，需要Python支持，功能强大，但是几乎已经停止更新）、ScratchX（可以实现硬件和网络扩展，也可以使用网站中他人分享的扩展，如Arduino、EV3、Leapmotion、littleBits、Scratch3D等）、Snap4Arduino（将强大的Snap!与Arduino结合，由原S4A团队开发，比较小众）等。

ArduBlock

ArduBlock由上海新车间的李大维创作，国内外使用的人群很广泛。它非常适用于教育目的，笔者也曾在培训中使用该软件进行教学。下图是程序截图：

图中的程序将水位传感器的信息不断报告给Arduino的串口监视器。那么它与之前的S4A有什么不同呢？在逻辑上它们类似，都是通过积木进行Arduino的编程，但是ArduBlock本质上是Arduino IDE的“翻译器”，它会将积木程序转换为代码，再通过Arduino IDE上传至Arduino控制器，并不需要和Arduino一直保持连接的状态。同时ArduBlock的修改也非常简单，源代码中有大量的外部配置文件。如图中的“奥松机器人”模块便是笔者添加上去的，你也可以添加自己想实现的模块。

App Inventor 2

App Inventor 2（简称AI2，由MIT开发）实现了安卓软件的快速开发。AI2是基于事件驱动的浏览器程序（国内最新的地址是广州电教馆服务器），我们只需要将要用的控件拖拽至界面，调整好布局和基本的属性后进行编程即可。下图是一个简单的Screen：

笔者设计了一个简单的短信发送界面，然后进入编程界面：

代码浅显易懂，我们通过AI Companion（AI伴侣）即可在线完成动态调试。所谓动态是指，当手机和电脑处于同一个局域网时（如连接到同一个WIFI上），网页上的任何改动可以实时地反映在手机上，非常便于调试，最终还可以打包成apk。我们来看看手机端的软件：

我先“选择联系人”再选择13***105（联系人名称为欠费测试，笔者手机的第二张卡），使用18***442（笔者手机的第一张卡）发送“测试 测试”。稍等片刻就可以收到第一张卡发给第二张卡的信息。其实这就是一个最简单的短信发送界面。整个软件从开始编写、调试到打包安装，笔者只用了半个小时就实现了，由此可见AI2开发的速度之快。

AI2可以使用安卓手机的许多传感器，如相机（拍照应用）、加速度传感器（类似于微信摇一摇的功能）、GPS（获取精度、纬度、高度信息）、方向传感器（计步器）、蓝牙（实现与Arduino通信），甚至还能实现了乐高NXT的接口，这意味着AI2程序可以和NXT主控器通信。AI2还实现了很多“软”的功能，如扫描条形码、语音识别、网络/本地数据库等。AI2在国内外还有很多赛事，有兴趣的读者可以自行留意。

123D Design

123D Design由Autodesk发布（它还推出过著名的AutoCAD），是一款免费的三维 CAD 软件，使用它可以快速将构思成型。其社区非常活跃，下面的截图的模型便是从社区下载来的：

123D还有一系列有趣的软件，如123D Catch可以从多张平面图片中生成三维模型(然后使用3D打印机就能得到模型）；123D Make将三维模型转换为二维切割图形；123D Sculpt+结合纹理、绘画甚至个人照片生成模型，并可运行在IOS和安卓设备上；Tinkerplay提供了许多3D模型；Tinkercad自称最简单的3D建模软件，运行在网页上，并有浅显易懂的操作教程。与123D Design类似的软件还有SketchUp。

SolidWorks

SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，并且功能非常强大，组件繁多，但是并非免费软件。下图是使用SolidWorks构建的AS-2WD轮式机器人装配体模型：

3ds MAX

3ds MAX主要应用于建筑、影视、游戏、动画方面，可以创建专业品质三维动画、渲染和模型。下图是使用3ds MAX设计小型人性机器人外观时的工作界面，更多复杂功能需要读者自行研究：

Kodu

Kodu可以制作3D游戏，操作简单，很有吸引力，小学生也能很快上手。它有点类似于《我的世界》（Minecraft），都是由操作者构建整个世界，不同的是Kodu已经内置了许多地形，而且可以进行简易地编程，实现角色的逻辑。下图是Kodu官方网站中由用户上传的Kodu世界，由上传时间可以看出这是一个非常活跃的社区：

Stencyl

Stencyl是一个非常专业的2D游戏引擎，因为它内置了重力效果，定义了各种表面的摩擦力，组间碰撞测试等。它的编程和Scratch类似，也是通过积木块的堆叠实现功能。但是其积木块数量众多，而且和Scratch的角色不同的是，Stencyl制作的是实例化到场景中的角色模板。虽然是积木式图形化编程，但其编程思想已经和面向对象、模板非常接近，对于初学者来说这个软件并不太容易上手。

付费版Stencyl有一个优势，它几乎支持任何平台：IOS、安卓、Flash、Windows、Mac、Linux。下图分别是Stencyl的场景编辑器和编程界面：

机器人调试助手

这是一款非常实用的机器人开发调试软件，从常用的单片机串口调试助手演变而来，主要适用于各种轮式和履带式移动机器人，软件集成远程目标管理、数据通信监视、视频窗口、运动导航和自定义功能设置区，通过这款软件读者可以很轻松实现机器人移动机器人的无线操控，目前网上可以下载到最常用的版本是2.2（还在不定期更新）。

结语

纵观编程语言，从机器码、汇编、C语言、面相对象的编程语言，其门槛越来越低，抽象程度越来越高。以前从事编程工作需要坚实的计算机基础，如今小学生就可以操作门槛很低、抽象程度更高的Scratch进行编程。说明科技社会在不断进步，简单易用已成为软件工具开发的核心。另一方面，丰富的类库、开源的软件，也能让更多的用户参与其中。有没有哪款软件符合你的胃口呢？由于文章篇幅所限，各种软件下载地址，笔者已在奥松机器人创客社区论坛中发帖，大家可以去查找，或者扫描下面的二维码查看！

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