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标题: 【分享帖】创客小白入门不可错过的工具大全——软件类 [打印本页]
作者: 机械狗 时间: 2015-12-8 13:18
标题: 【分享帖】创客小白入门不可错过的工具大全——软件类
作为一枚小白，看到高大上的硬件产品总想自己也弄个装装逼；作为一枚创客，看到别人演示的神奇技术总想自己验证一番；作为一枚硬件创业者，脑袋里的奇思妙想总想动手试试看可否成为创业方向。大家都有动手制作的欲望，奈何硬件产品是一门非常复杂的技艺...
And，工欲善其事，必先利其器，做为一位创客（or小白），这些工具可以让你的梦想如虎添翼，事半功倍的提高实现效率。本文搜集了一些常用创客工具，提供参考。（此处应有掌声）
Arduino IDEArduino IDE（集成开发环境）是针对Arduino硬件进行编程的工具。Arduino不仅在硬件上使用USB上传程序，而且在软件中提供了丰富的库加以支持，这使得Arduino的门槛非常低，因此使用它进行创作的人也越来越多。Arduino IDE使用C/C++语法，并将程序抽象为setup和loop两个部分：程序一开始执行且仅执行一次setup函数，它通常负责初始化操作，随后程序不断地执行loop函数。
此外Arduino IDE还把输入输出封装为函数，屏蔽了底层寄存器的修改，如pinMode、digitalRead、digitalWrite、analogRead、digitalWrite等，同时还提供了Serial、SPI.h、Wire.h（即I2C）等通讯协议的库函数。
我们只需要很简单的三行代码就能实现LED一闪一灭的效果：
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ProcessingProcessing是一种具有革命前瞻性的新兴计算机语言，它的概念是在电子艺术的环境下介绍程序语言，并将电子艺术的概念介绍给程序设计师。它使用Java语言进行开发，是Arduino IDE的前身。其官方网站中提供了大量的类库，涉及串行通信、网络、视频与可视化、声音、GUI、3D、动画等各个方面。
下图是Processing 3.0中Topics/Drawing/Pattern的示例程序，除去注释只需要12行代码，就实现了跟随鼠标绘制正圆，并随着鼠标移动速度改变大小的效果：
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随着JavaScript、Python以及Ruby的流行，Processing也逐渐支持这三种编程语言，即p5.js、Processing.py以及ruby-processing。这使得它已不仅仅是一门编程语言，而更像是一门面相艺术学习方式，使得我们可以通过编程学习、教学，甚至制作互动装置。下图页面的动态3D方格背景（http://p5js.org/，使用p5.js制作）可以随着鼠标移动而变化： [attach]5286[/attach]
此外，由于Processing可以使用串行通信，因此它也可以和Arduino通过串口通信。因为Arduino自带的串口监视器比较简单，仅支持文本输入输出，因此我们可以将Processing与Arduino结合，使Arduino程序更加具有交互艺术性。
FritzingFritzing将电子产品作为每一个人的创意素材。它同样是开源软件，让每个人记录其产品原型并与他人分享。Fritzing也常作为课堂上学习电子学的工具，甚至还可以制作PCB。下图是一个简单的使用案例：
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AUTODESK 123D CIRCUITSAutodesk的123D Circuits也是一个不错的工具，除了与大家分享自己的作品、定制PCB之外，其Electronics Lab还可以进行一些模拟仿真：
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Scratch 2.0目前Scratch是由麻省理工学院（MIT）媒体实验室所开发的一款面向青少年的图形化简易编程软件。使用者只需将色彩丰富的指令方块组合，便可创作出多媒体程序、互动游戏、动画故事等作品。最常用的版本有1.4（已经停止更新）和2.0。Scratch将一百多块积木分为十大类，通过积木的组合我们就能实现出各种效果。下图程序脚本询问了用户出生年份，然后展示计算结果：
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Scratch适合各个年龄阶段的人群学习编程，国内已有许多小学和中学开始教授Scratch。它可以实现计算机科学中的许多概念，例如递归、字符串操作、查找、排序等。下面展示的案例出自于《动手玩转Scratch2.0编程》：
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Scratch不仅可以制作纯软件项目，也支持与硬件的互动。官方标准Scratch支持PicoBoard和LEGO WeDo，但是这远远不能满足广大爱好者的需求。由于Scratch是开源软件，因此越来越多的机器人厂家和创客空间修改出更具特色的版本。与Scratch同类型的软件还有Snap!（也称为BYOB），它的编程功能更加强大，如支持局部变量、获取HTTP数据、字符串解析、执行JavaScript脚本等。
Scratch还有一个适合于更小的孩子（5-7岁）学习编程的版本ScratchJr，有安卓和IOS两个版本。它能让孩子们创作交互式故事和游戏，通过积木的简单卡合就能实现角色的跑动、跳跃、跳舞和唱歌等效果。下图是ScratchJr的程序截图：
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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：
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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。
ArduBlockArduBlock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：
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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 2App 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：
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笔者设计了一个简单的短信发送界面，然后进入编程界面：
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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。
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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 Design123D 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。
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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。
SolidWorksSolidWorks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。
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3ds MAX3ds 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！
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KoduKodu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。
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StencylStencyl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：
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作为新手，排版心好累
作者: Tony_Stark 时间: 2015-12-8 19:50
赞一个
~~
作者: 而后，淡默安然 时间: 2015-12-8 20:51
顶！d=====(￣▽￣*)b
作者: 而后，淡默安然 时间: 2015-12-8 20:53
新手排版会了么？是全部字打好，然后图片做附件，0金币么？？
作者: 984605267 时间: 2015-12-8 22:19
好炫酷啊
作者: Jellyfish 时间: 2015-12-9 19:53
哇，收藏了！
作者: 而后，淡默安然 时间: 2015-12-9 21:04
啊累累~~快点告诉我是怎么排的
作者: 而后，淡默安然 时间: 2015-12-11 23:07
嘤嘤嘤~~快点告诉我是怎么排的
作者: fin 时间: 2015-12-30 19:32
感谢楼主分享
作者: 无血九痕 时间: 2016-5-4 16:41
哇哦 好多的都不懂呢 受教了
作者: alexc01 时间: 2016-9-5 22:23
收藏了 謝謝
作者: madeira2811 时间: 2016-10-3 09:59
还蛮有意思的呢，赞一个
作者: 惊龙啸雨 时间: 2017-9-30 13:13
6666666666666666666666666
作者: Hao Her 时间: 2017-10-13 23:37
我爱水群。。
作者: 木 木跶 时间: 2017-10-14 14:46
看得小白我眼睛都花了。。。。。。哎，安慰自己慢慢来，加油。谢谢楼主
作者: 滑稽的麻瓜 时间: 2017-11-1 23:15
总感觉每个帖子都应该有我的身影
作者: 超越 时间: 2017-11-21 11:46
66666666666666666666
作者: 啊扬 时间: 2017-12-7 20:05
666666666666666
作者: jiliny 时间: 2017-12-9 16:28
学习了，谢谢
作者: x1318926557 时间: 2018-1-3 18:43
那仿真有点6
作者: xzf1078538061 时间: 2018-1-20 14:13
wawawawawawawawawawaw
作者: song 时间: 2018-2-25 13:29
感谢楼主分享
作者: whl970831 时间: 2018-11-14 16:47
一下子打开了新世界的大门
作者: x1318926557 时间: 2019-2-19 13:55
学习了学习了
作者: 地平线上的黎明 时间: 2020-10-21 14:31
感谢楼主分享
作者: 白白净净 时间: 2020-11-20 23:46
有意思.......
作者: 日月照三石 时间: 2022-11-30 11:06
厉害，写的不错。。。。。
作者: SCW 时间: 2023-10-10 14:54
感谢！太帅了
作者: J99Swei 时间: 2023-12-28 21:24
asdsa啊飒飒飒飒飒飒撒大苏打
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