Scratch

Scratch — это визуальный язык программирования для детей. Он в игровой форме учит создавать программы в виде наборов цветных блоков, где каждый блок что-то делает. С помощью языка можно создавать анимации и простые игры.

Среда программирования Scratch состоит из визуального редактора и окна, где отображаются нарисованные картинки и анимации. Человек может добавить в визуальный редактор блок, отредактировать его или соединить с другим. Когда блоки объединяются, получается последовательность действий — алгоритм.

Scratch бесплатен и доступен онлайн, хотя можно установить и локальную версию для компьютера. Изначально среда на английском, но существуют и переводы на русский язык. По-русски название читается как «скретч» или «скрэтч», а пользователей языка называют скрэтчерами.

Для чего нужен Scratch

Изначально язык предназначался для обучения детей программированию. Он не требует писать код вручную: действия уже «упакованы» в яркие визуальные блоки, которые нужно просто соединять или вкладывать друг в друга. Некоторые блоки можно модифицировать, например добавить в блок цикла количество шагов.

Со временем Scratch и онлайн-сообщество вокруг него набирали популярность. Языком стали интересоваться подростки и молодые люди, на нем начали создавать все более сложные проекты. Например:

• копии реальных игр вроде тетриса или Super Mario;
• многопользовательские игры, которые стало можно реализовать благодаря облачным переменным;
• работающую копию редактора Scratch, написанную на Scratch.

Основное назначение языка не изменилось — он нужен для обучения в игровой форме, а пользуются им, как правило, дети. Но сейчас Scratch входит в топ-20 самых популярных языков по рейтингу TIOBE, а его коммьюнити считается одним из наиболее развитых в мире.

Что есть в среде программирования Scratch

Визуальный редактор. В окне Scratch есть рабочее поле, окно анимаций и библиотека — из нее можно добавлять в программу новые блоки и другие элементы. Блоки можно перемещать по полю, группировать, вкладывать друг в друга и таким образом создавать алгоритмы.

Окно анимаций. В окне отображаются спрайты и фоны — картинки, из которых будет состоять анимация или игра. Когда программа не запущена, окно показывает начальное состояние анимации. Если нажать на зеленый флажок над окном анимации, программа запустится, и картинки придут в движение согласно инструкциям из блоков.

Блоки. Блоки — основа всего программирования на Scratch. Каждый блок что-то делает: например, заставляет спрайт двигаться или реагировать на касание. Блоки разделяются на группы:

• движение — двигают спрайты, например перемещают в точку X или заставляют повернуться на 90°;
• внешний вид — меняют изображения, например фоны или картинки спрайтов, и отвечают за всплывающие облачка мыслей и реплик;
• звуки — отвечают за проигрывание мелодий, фоновых звуков и реплик;
• события — включают реакции на какое-то событие, например нажатие кнопки «Запуск» или проигрывание сообщения;
• управление — содержат управляющие конструкции, например циклы или условия;
• сенсоры — включают реакции на соприкосновения, например курсора со спрайтом или одного цвета с другим;
• операторы — содержат математические и логические конструкции, например сложение и вычитание, сравнение, логические AND и OR;
• переменные — создают, показывают, меняют и выключают переменные, которые есть в программе;
• другие блоки — кастомные, то есть созданные самими скрэтчерами.

Спрайты. Это второй основной элемент Scratch. Спрайт — объект, которым можно управлять с помощью блоков. Эти объекты отображаются в окне анимаций. Их может быть несколько, и каждому из них скрэтчер может задать определенное поведение: менять внешность, двигаться, реагировать на нажатие, касание или соприкосновение с другим спрайтом. В Scratch большая библиотека спрайтов: можно выбрать и добавить в игру разнообразные предметы, персонажей, даже героев мемов. Еще можно создать спрайт с нуля.

Еще у спрайтов есть «костюмы» — варианты внешнего вида, наборы картинок, которые закреплены за спрайтом. У одного спрайта может быть несколько костюмов, и их можно менять в ответ на какое-то событие или просто по ходу игры. Например, раз в секунду спрайт птички может менять костюм «сложенные крылья» на костюм «раскрытые крылья» — так создается анимация полета. Костюмы можно дорисовывать самостоятельно, загружать из библиотеки или закачивать с компьютера.

Звуки и фоны. В игру или анимацию можно добавить звук с компьютера или из библиотеки, которая доступна прямо из редактора. Кроме того, можно записывать собственные звуки, можно модифицировать их, например ускорять или замедлять. Также есть фоны — они отображаются на заднем плане за спрайтами, и их тоже можно выбрать из библиотеки. 

Расширения. Возможности Scratch серьезно расширились благодаря активному комьюнити. Пользователи создают собственные блоки, инструменты и даже дополнения к языку. Например, существуют кастомные блоки для создания музыки — там можно задавать темп, ритм и звучание. Или инструменты, которые позволяют с помощью Scratch управлять реальным роботом. Поэтому чем дольше существует язык, тем больше всего можно сделать с его помощью.

Преимущества языка программирования Scratch

Игровая форма обучения. Язык предназначен для детей, поэтому построен так, что ребенок не просто программирует — он играет. Он создает историю, управляет персонажами, продумывает игровые механики, а потом делится своими творениями с другими скрэтчерами. Это увлекательно и затягивает, поэтому учиться программированию с помощью Scratch не скучно.

Развитое комьюнити. У Scratch самое крупное сообщество среди всех детских языков программирования. Это одна из причин его популярности — на официальном сайте можно публиковать свои проекты, просматривать, лайкать и играть в чужие. Поэтому скрэтчерам удобно и весело делиться проектами с другими, а еще это растит мотивацию для обучения: ведь кто-то смог сделать такое, значит, получится и у меня. Скрэтчеры поддерживают друг друга на форумах, пишут гайды и туториалы. При этом средний возраст начинающего пользователя Scratch — 13 лет.

Экосистема сервисов. Scratch доступен в веб-версии даже без регистрации — она нужна только для сохранения и публикации проекта. Кроме того, у него есть локальные версии для Windows, Linux и macOS и упрощенное приложение для планшетов, которым могут пользоваться даже маленькие дети до 7 лет. И это не всё: в Scratch есть поддержка REST API, благодаря которой к нему можно подключать сторонние инструменты, например TurboWarp для перевода Scratch-проектов на JavaScript. Получается настоящая экосистема — можно найти инструмент даже под амбициозные задачи.

Гибкость и функциональность. Благодаря кастомным блокам и расширениям, поддержке API и вспомогательным сервисам на Scratch стало возможно создавать даже довольно сложные проекты. Некоторые из них уже не ограничиваются анимациями и играми. Бывали проекты по созданию на Scratch онлайн-переводчика или простого графического редактора.

Недостатки Scratch

Ограниченная сфера применения. Scratch — учебный язык, который не используется в реальных проектах. С его помощью можно создавать игры, анимации, некоторые виды программ. Но, например, для веб-программирования или других профессиональных сфер он не подойдет. Впрочем, взрослый человек со знаниями Scratch может устроиться преподавателем Scratch и обучать детей основам алгоритмов.

Ориентированность на детей. Язык изначально детский, и большая часть его комьюнити состоит из детей и подростков. Вероятно, взрослому человеку будет непривычно или некомфортно работать со Scratch или общаться с сообществом. Но если вы хотите обучить программированию ребенка, Scratch может стать отличным выбором.

Медленная работа. Проекты на Scratch работают довольно медленно, с большими задержками. Оптимизацией языка пожертвовали ради простой визуальной формы восприятия, которую смогут осмыслить дети. Правда, существуют сторонние проекты вроде того же TurboWarp для ускорения программ на Scratch — они переводят их в другой язык.

Кому стоит изучать Scratch

В первую очередь этот язык предназначен для детей и подростков, которые хотят учиться программированию. Но взрослые тоже могут использовать Scratch — например, он хорошо подходит в качестве учебного языка, если человек до того вообще никогда не программировал.

В реальных проектах Scratch использовать почти невозможно. Исключения бывают, но это редкость. Поэтому в основном язык стоит учить ради того, чтобы разобраться, как работают алгоритмы, познакомиться с основными механиками или быстро сделать что-то простое и работающее. Если вы уже имели дело с языками программирования, возможно, будет лучше начать не со Scratch, а с чего-то более продвинутого.