Scratch增强计划


There are many ways to live your life. That’s may be the most important thing you can realize in your life is that every aspect of your life is a choice…
You can choose to accept the world as it is but you don’t have to.
If there is something in the world you feel the wrong and you have a vision for what a better world could be, you can find your guiding principle and you can fight for a cause.
So after the talk I’d like you to take a little time and think about what matters to you?what you believe in? what you might fight for? – Bret Victor《Inventing on Principle》

前言

上周六,我一直在看Bret Victor的博客,他的工作给我极大的震撼,几乎是叹为观止。

看了他的演讲和文章,夜里和朋友聊了很久,他让我们觉得自己生活在原始时代,刀耕火种,难以忍受。周日下午走街串巷,漫无目的的徒步,一直在想Bret Victor说的一些东西,下午的阳光很好,走在广州的老街道,树木盈抱,墙面斑驳,傍晚时候,一切看起来都像90年代,从Bret Victor的演讲回到现实,好像穿越到了过去,周围的一切都显得那么原始。

关于什么是好的编程环境,什么是好的创造工具,我从前对此一无所知,觉得目前手头的工具基本够用。Bret Victor使我相信,我完全不懂编程是什么。

Smalltalk

一直没有痛下决心将Smalltalk作为我的主要语言。此前玩了段时间squeak(Smalltalk的一个方言),在上边很轻松写出了scratch的原型,scratch的第一代就是用squeak写的,scratch与创造有关的核心设计似乎都来自squeak。正如scratch之父所言scratch的主要创造是社区。这是很中肯的描述。

之后又玩了段时间Etoys

最近有一搭没一搭地使用PharoPharo是现代Smalltalk方言。

Bret Victor给了我最后一根稻草,让我确信切换到Smalltalk是极为重要的一件事,它是绝佳的创造工具。

New Scratch3.0 Virtual Machine

我准备在Pharo中实现Scratch3.0 Virtual Machine,把scratch重新带回Smalltalk。它既作为我驱动自己学习Pharo的项目,又作为探索scratch未来可能性的尝试。尽管最终可能实现出JavaScript版本(考虑到对用户友好),但正如Bret Victor所言,JavaScript和processing都不是好的语言,它并不适合用于探索。今天有许多公司,用JavaScript(Blockly)去重新抄一遍scratch,除了换一个UI,源代码更为草率,扩展性更糟之外,在编程和创造性这件事上,几乎没有任何改进(事实上基本都是倒退)。有那么多有意思的事情值得做,换一个皮肤的事,竟吸引了那么多公司动则千万的投入。

一旦在Pharo中实现了Scratch的解释器,我们就可以轻松使用Bret Victor的创造原则去增强它。

我希望让新的vm(Virtual Machine)能够解释运行sb3文件。sb3文件结构的设计是很优秀的,我在Scratch3技术分析之项目内部数据(第6篇)做了阐述。

副产品

在实现这个目标的途中可能会顺便得到一些有趣的副产品,有些可能是目前Scratch3.0的用户和开发者所关心的,我大致列一些,目前能想到的一些有趣副产品包括:

1.将scratch项目导出为本地应用

scratch社区的用户似乎一直有一个需求: 将scratch项目导出为本地应用(exe/app). 要做到这点,按目前scratch3.0的架构也能做到,诸如直接导出一个electron应用,不过这实在有点笨重。

新的解释器接受sb3文件作为输入,然后解释运行它,所以我们可以做得非常精简。

2.离线运行scratch3.0项目

Scratch3.0目前运行在浏览器中,总是需要GUI支持,如果导出的程序并不是视觉动画,例如程序用来将家庭自动化(我在这里展示了很多例子),我们能否让它离线运行,不用总开着浏览器,让它跑在云端,或跑在没有屏幕的树莓派上。

3.评估用户的计算思维(computational thinking)

做新的解释器过程中,我们需要深入到scratch程序的所有细节里,这就逼着我们做出类似静态分析器的东西,我们自然会理解用户用到的所有程序元素,我们可以据此评估他在程序中展现的计算思维(computational thinking)。评估的教育框架会采用Scratch之父(Mitchel Resnick)早年的论文。

4.一些通用的sb3文件处理工具

由于需要解析sb3文件,所以会顺手打造一些通用的小工具。

今天就简单写了一个脚本, 允许用户解压sb3文件,本地编辑之后,再重新生成sb3,之后在scratch3.0编辑器中依然能加载它. 这有什么用呢?还挺有用的,比如说我目前的一个用例: 之前保存的一些sb3项目在新的scratch3.0编辑器中打不开了(可能是新的平台不存在旧的extension),我通过移除sb3中对应的extension block就可以重新加载项目。

脚本源码和使用方法在这里:sb3_compress.py

关于codelab-adapter

新的虚拟机依然能够与codelab-adapter通信,我目前计划采用ZeroMQ来实现。事实上codelab-adapter会采用越来越多Bret Victor建议的设计原则。

进展与笔记

近期,我刚开始着手做这件事,对项目数据的分析已经完成了。将项目保存为本地文件(sb3)由以下代码驱动:

    /**
     * @returns {string} Project in a Scratch 3.0 JSON representation.
     */
    saveProjectSb3 () {
        const soundDescs = serializeSounds(this.runtime);
        const costumeDescs = serializeCostumes(this.runtime);
        const projectJson = this.toJSON();

        // TODO want to eventually move zip creation out of here, and perhaps
        // into scratch-storage
        const zip = new JSZip();

        // Put everything in a zip file
        zip.file('project.json', projectJson);
        this._addFileDescsToZip(soundDescs.concat(costumeDescs), zip);

        return zip.generateAsync({
            type: 'blob',
            compression: 'DEFLATE',
            compressionOptions: {
                level: 6 // Tradeoff between best speed (1) and best compression (9)
            }
        });
    }

    _addFileDescsToZip (fileDescs, zip) {
        for (let i = 0; i < fileDescs.length; i++) {
            const currFileDesc = fileDescs[i];
            zip.file(currFileDesc.fileName, currFileDesc.fileContent);
        }
    }

由此可以看出项目的数据是扁平的。这个分析帮助我们构建了小工具:sb3_compress.py

春节假期将近,在假期里与家人朋友小聚之余,如果能抽出时间,我就到阳台晒晒太阳,熟悉熟悉Pharo,并顺手构建早期的原型。

参考

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