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繪製圓餅圖

這篇教學會利用 Scratch 的畫筆功能,搭配簡單的「畫圓」數學式,根據清單的數值,在畫布裡快速繪製圓餅圖。

快速導覽:

圓形 ( 圓餅圖 ) 公式

圓餅圖其實是「圓形」圖案的變形版本,差別在於圓形要繪製一整圈 360 度,圓餅圖則只需繪製固定的角度,繪製圓形的公式如下:

  • 圓心:(x0,y0)
  • 半徑:r
  • 夾角:θ ( 角度 )
  • 圓周上每個點的 x = x0 + r × cos(θ)
  • 圓周上每個點的 y = y0 + r × sin(θ)

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 圓形 ( 圓餅圖 ) 公式

繪製圓形與扇形

首先使用「繪圖」工具建立一個「空白」的角色,空白的角色表示只有一個造型,且造型為空。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 建立一個「空白」的角色

根據公式撰寫程式,使用重複 360 次的方式 ( 圓周為 360 度 ),就能將角色定位在圓形圓周的每個點的座標上,運用畫筆就能畫出一個圓心 (0, 0) 半徑 100 的空心圓形。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 將角色定位在圓形圓周的每個點的座標上

由於 Scratch 的重複迴圈搭配定位積木,預設有 0.03 秒的等待時間,完成後點擊綠旗就會看見舞台上「逐漸顯示」圓形。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 舞台上「逐漸顯示」圓形

如果要將圓形改成扇形,則要從「圓心下筆」,下筆後將座標移動到圓形的圓周,等待前往指定的角度後,再將畫筆移動回圓心

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 將圓形改成扇形

完成後點擊綠旗就會看見舞台上「逐漸顯示」扇形。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 舞台上「逐漸顯示」扇形

使用函式,勾選執行完畢再更新畫面

為了避免 Scratch 預設的 0.03 秒延遲,造成緩慢的繪圖過程,可以新增一個名為「繪製圓形」的函式,勾選「執行完畢再更新畫面」,勾選後 Scratch 就會在函式裡取消預設的等待延遲

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 執行完畢再更新畫面

將剛剛繪製圓形的程式積木放到函式裡,執行函式後,舞台上就會立刻出現一個圓形。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 舞台上就會立刻出現一個圓形

為了讓函式更能夠「重複利用」,編輯「繪製圓形」函式,替函式加上 x、y、r 和 angle 四個參數與說明文字,如此一來就能單純改變參數,重複利用函式。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 替函式加上 x、y、r 和 angle 四個參數與說明文字

將函式的參數按照下圖放到指定的位置,並在繪圖結束後停筆。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 替函式加上 x、y、r 和 angle 四個參數與說明文字

完成後執行程式,舞台中就會立刻出現兩個圓 ( 因為執行不同參數的函式兩次 )。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 舞台中就會立刻出現兩個圓

下圖的程式碼執行後,會在舞台中畫出兩個扇形。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 在舞台中畫出兩個扇形

繪製圓餅圖

圓餅圖的原理就是「多個扇形的組合」,首先在原本的扇形程式碼裡,加入「返回圓心」的積木,執行後就會產生許多「密集的放射線」,這些放射線只要足夠密集,就能產生「實心」的扇形,以下圖為例,如果以每隔一度的方式繪製放射線,還是會看到一些背景顏色 ( 放射線越往外,彼此的間距就會變大 )。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 這些放射線只要足夠密集,就能產生「實心」的扇形

修改程式碼,將重複的次數增加 10 倍,每次重複改變的角度改為 1/10 倍,就能得到漂亮的實心圖案。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 得到漂亮的實心圖案

為了可以調整扇形的「起始角度」和「顏色」,按照下圖將「繪製圓形」函式改名成「繪製扇形」,並加入 deg1、deg2 和 color 參數 ( deg1 由 angle 參數修改而來 )。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 為了可以調整扇形的「起始角度」和「顏色」

修改函式內容,將 deg1、deg2 和 color 參數放入指定的位置,並增加 repeat 參數計算重複次數,因為在 deg2 大於 deg1 的正常狀態下,扇形會「逆時針」繪製,但如果 deg1 大於 deg2 就會變成順時針繪製,為了避免這個狀況,需要將 deg2 增加 360,才能正常的逆時針繪圖

此外將原本筆跡顏色積木,改成可以透過數字調整的「筆跡顏色設定」積木,並加入筆跡亮度 100 積木。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 增加 repeat 參數計算重複次數

多次執行函式,就能在舞台中畫出圓餅圖。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 在舞台中畫出圓餅圖

根據資料繪製圓餅圖

在點擊綠旗的時候,新增 data 清單和 total 總數,參考下圖,在清單裡加入 5~10 筆 100~1000 的隨機數,並計算清單數值的總和。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 新增 data 清單和 total 總數

新增名為「繪製圓餅圖」函式,勾選「執行完畢再更新畫面」。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 執行完畢再更新畫面

參考下圖編輯函式內容,讓函式可以根據資料和資料總和的關係,計算出起始角度和結束角度,並呼叫「繪製扇形」函式進行繪圖。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖 - 新增 data 清單和 total 總數

完成後,執行函式,就能夠根據資料,得到漂亮的圓餅圖。

Scratch 教學 - 繪製圓餅圖

範例解答

範例解答:Scratch 教學 - 繪製圓餅圖

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入門範例

鍵盤控制貓咪 指向中間的箭頭 水果音樂鋼琴 貓咪的影分身之術 貓咪的細胞分裂 螃蟹跑來跑去 吃水果 摸蝴蝶 小狗追棒球 魚兒水中游 小鳥往前飛 舞棍阿伯 小時鐘 搖骰子 轉動的眼球 抽獎輪盤 大樂透電腦選號 卡牌抽籤 ( 20 中 1 ) 移動到邊緣切換場景 人物依序跳舞 ( 廣播 ) 按鈕控制貓咪 ( 廣播 )

進階範例

貓咪跑步 ( 連續背景 ) 貓咪跑步 ( 超長背景 ) 大型數字 ( 圖形數字 ) 拖拉怪獸碰撞牆壁 鍵盤鋼琴 ( 記錄音符 ) 中文字逐字稿 英文字逐字稿 計算機 1 ( 顯示數字 ) 計算機 2 ( 加減乘除 ) 雲端聊天室 音樂播放器 推貓咪 ( 視訊偵測 ) 圍捕小魚 ( 視訊偵測 ) 戳泡泡 ( 視訊偵測 )

視覺特效範例

視差效果 水中吐泡泡 雪花隨風飄 鍵盤鋼琴 ( 音符動畫 ) 無限循環畫中畫 水底探照燈 狙擊望遠鏡 ( 兩倍變焦 ) 貓咪萬花筒 仙女棒 ( 光跡效果 ) 駭客任務背景特效 放煙火 1 ( 往上發射 ) 放煙火 2 ( 爆炸效果 )

繪圖範例

鏡射畫圖 ( 對稱圖形 ) 小畫家 ( 舞台上畫圖 ) 記錄畫圖軌跡 繪製圓形 繪製橢圓形 繪製立方體 ( 會動 ) 繪製正多邊形 繪製正多角星形 ( 單純 ) 繪製正多角星形 ( 多線 ) 繪製拋物線 繪製折線圖 繪製圓餅圖 繪製圓餅圖 ( 指示線 ) 蜘蛛結網 ( 八邊形網 ) 繪製舞台方格 繪製正弦波形 ( sin ) 正弦波毛毛蟲動畫 顯示聲波圖形

物理&模擬範例

鐘擺運動 簡單磁鐵效果 兩個磁鐵的磁力線 立體空間 ( 三度空間 ) 循跡移動 拋物線發射炮彈 地球繞著太陽轉 彈跳的籃球 電風扇 ( 控制強度 ) 拉不走的彈力球 慣性移動 ( 滑鼠 ) 慣性移動 ( 鍵盤 )

入門遊戲範例

猴子接香蕉 打地鼠 打地鼠 ( 體感視訊偵測 ) 刮刮樂 吹風機吹頭髮 太空狗閃躲隕石 九九乘法測驗 英文單字測驗 釣魚遊戲 拍西瓜 ( 儲存最高分 ) 寶可夢猜猜我是誰 ( 基本 ) 形狀配對拼圖 台灣地圖拼圖 英文打字機 英文打字機 ( 判斷大小寫 ) 射擊外星人 猜數字 ( 猜大小 ) 猜數字 ( 幾 A 幾 B ) 連連看 ( 產生器 ) 連連看

進階遊戲範例

青蛙過河 青蛙過馬路 反彈球 ( 乒乓球 ) 打磚塊 狙擊氣球 ( 兩倍變焦 ) Flappy Bird Flappy Bird ( 聲控版 ) 走迷宮 ( 基本 ) 大型迷宮 ( 鍵盤控制 ) 大型迷宮 ( 滑鼠控制 ) 翻卡記憶遊戲 翻卡記憶遊戲 ( 改良版 ) 井字棋 ( 圈圈叉叉 ) 九宮格拼圖 九宮格拼圖 ( 改良版 ) 音階記憶 貪吃蛇 ( 分身版 ) 貪吃蛇 ( 畫筆版 ) 小雞下樓梯 拉霸機

團康遊戲範例

搖骰子 ( 1~3 個 ) 比手畫腳 ( 猜動物 ) 音樂傳球遊戲 大聲公 ( 比賽誰的氣長 ) 抽籤 ( 可調整中籤數量 ) 轉盤指針 ( 指到誰就當鬼 ) 倒數計時器 ( 基本版 ) 倒數計時器 ( 大數字版 )

遊戲設計技巧

角色 ( 地上移動 ) 角色 ( 蹲下、左右轉 ) 角色 ( 跳耀、兩段跳 ) 角色 ( 牆壁、爬牆 ) 地圖 ( 清單轉換 ) 地圖 ( 二維陣列 ) 地圖 ( 控制移動 ) 地圖 ( 牆壁碰撞偵測 ) 地圖 ( 吃東西偵測 ) 俄羅斯方塊 ( 角色與背景 ) 俄羅斯方塊 ( 移動與碰撞 ) 俄羅斯方塊 ( 放置方塊 ) 俄羅斯方塊 ( 消除完成方塊 ) 俄羅斯方塊 ( 下個形狀 )