Tag: 스크래치

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Scratch 3.0 개발 환경 구축 (renew)

기존 Scratch 3.0 개발 환경 구축 (https://ahnbk.com/?p=366) 포스팅이 있는데, 이번 macOS 카탈리나에서 새로 개발 환경을 구축하면서 약간 달리지는 부분에 대해 새로 간단히 정리합니다.

  • Node.js 설치

macOS에선 기존과 마찬가지로 homebrew를 먼저 설치하고, 이를 이용하여 설치하는 것이 간편함. 현재 LTS 버전은 12.6.1이지만, scratch의 경우 여전히 10버전까지만 지원함. 따라서 다음과 같이 입력하여 설치.

$ brew install node@10
  • Scratch 소스 받아오기

개발에 사용될 임의의 디렉토리를 하나 만들고, Scratch 각 파트별로 소스 clone.

$ mkdir scratch_dev
$ cd scratch_dev
$ git clone https://github.com/LLK/scratch-gui.git
$ git clone https://github.com/LLK/scratch-vm.git
$ git clone https://github.com/LLK/scratch-l10n.git

사용자가 직접 Interaction 할 수 있는 GUI ( scratch-gui), Scratch의 실행 (Back-end)을 담당 (scratch-vm), 한글 관련 작업 (scratch-l10n).

  • 빌드하기

[scratch-l10n]

$ cd scratch-l10n
$ npm install
$ npm run-script build
$ npm link

[scratch-vm]

$ cd scratch-vm
$ npm install
$ nom link

[scratch-gui]

$ cd scratch-gui
$ npm install
$ npm link scratch-l10n scratch-vm

빌드 완료

  • 실행
$ cd scratch-gui
$ npm start

사파리를 띄우고, http://0.0.0.0:8601로 접속.

끝! 여전히 잘됨..^^

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Scratch 3.0 블로킹 블럭 만들기

확장블럭 중 블로킹 기능을 필요로 하는 블럭을 만들어야 할 필요가 있다. 예를 들면 로봇의 경우 setDistance, setRotation 등 특정 거리나 특정 각도까지 움직이고, 이때 동작이 완료될 때까지 기다려야 하는 블럭이 존재한다.

Scratch 3.0의 Extension의 경우 개발 언어는 Javascript이다. 따라서 일반 언어에서 사용하듯 while 문을 이용한 제어가 불가능하다. 만약 while 문을 사용하면 스크립트 실행 자체가 멈춰버리므로, 프로그램 자체가 멈춰버리고, 이게 길게되면 각종 브라우저에서 에러와 같이 인식한다.

이를 구현하기 위해서 Promise와 setInterval의 조합으로 해결이 가능하다. 로봇이 움직이고 있다는 신호는 로봇의 상태 정보를 통해 파악할 수 있고, 움직이는 명령을 보낸 후, 로봇의 상태 정보를 지속적으로 모니터링하여 로봇의 동작이 완료되었음을 의미하는 플래그가 셋되면 블럭의 동작을 완료하면 된다.

기존 setDistance() 함수는 다음과 같이 되어 있다.

setDistance (args) {
    const l_dist = parseInt(args.L_DIST);
    const r_dist = parseInt(args.R_DIST);

    this._peripheral.setDistance(l_dist, r_dist);
}

이제 여기에 플래그를 모니터링하고, 블럭의 동작을 완료하는 부분을 추가한다.

setDistance (args) {
    const l_dist = parseInt(args.L_DIST);
    const r_dist = parseInt(args.R_DIST);

    this._peripheral.setDistance(l_dist, r_dist);

    return new Promise(resolve => {
        var first_check = true;
        var ttt = setInterval(() => {
            if(this._peripheral.isRobotMoving == false && first_check == true) {
                first_check = false;
            }
            else if(this._peripheral.isRobotMoving == false && first_check == false) {
                resolve();
                clearInterval(ttt);
            }
        }, 100);
    });
}

이제 로봇의 연결하고 위 블럭을 실행해보면, 다음과 같이 동작이 완료될 때까지 대기함을 볼 수 있다.

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Scratch 3.0 업데이트

스크레치 3.0은 현재도 활발하게 업데이트가 진행 중이다. 이에 따라, 기존에 작성하였던 Extension들도 이에 맞추어 몇가지 수정해야 하는 상황이 발생한다.

scratch-gui

  • 확장카드의 이미지들의 위치가 한 디렉토리로 통일됨. 기존은 외부 연결에 사용되는 아이콘 그림의 경우 peripheral-connection에 넣었으나, 이젠 확장카드 이름의 디렉토리에 모두 넣어 사용하고 peripheral-connection 디렉토리는 사라짐.
  • 기존 외부링크로 되어 있던 리소스들이 로컬로 전환 중. 사운드, 이미지 등이 로컬 파일로 존재. 즉, 이제 인터넷 연결 없이도 원할히 사용 가능.
  • 확장카드 추가 – gdx, LEGO Boost 등

scratch-vm

  • 추가된 확장카드에 대한 소스들 추가.

scratch-l10n

  • 추가된 확장카드에 대한 언어 추가.
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Scratch 3.0 스크래치 링크 설치 및 사용

Scratch 3.0에서 외부 기기 및 서비스를 이용하기 위해선 Scratch Link를 사용해야 한다. 물론 확장 프로그램에서 직접 하드웨어에 접속하게 해도 되지만, Scratch 개발자들은 다양한 하드웨어를 같은 프로토콜로 연결하기 위해 Scratch Link를 외부에 실행하고, 이를 통해 하드웨어와 연결한다.

Scratch와 Scratch Link는 websocket을 이용하여 통신한다. 패킷 내용은 까보면 json으로 구성되어 있다. Scratch Link는 시리얼통신 (블루투스 시리얼 포함), Bluetooth LE를 이용해 외부 하드웨어와 연결한다. Linux, macOS의 경우 위 기능을 모두 지원하나, 윈도우의 경우 10버전에서만 Bluetooth LE를 지원한다.

Scratch Link는 아직 소스가 공개되어 있지 않으므로, 설치하기 위해선 다음의 링크를 이용한다.

위 링크에서 파일을 다운로드 한 다음 설치한다.

Scratch Link를 사용하기 위해선 hosts 파일의 수정이 필요하다. 이유는 모르겠지만 Scratch Link의 서버 주소가 Local에서 실행되고 있음에도 불구하고 device-manager.scratch.mit.edu로 되어 있기 때문에 그냥 사용하게 되면 연결이 되지 않는다. 따라서 위 주소를 Local로 접속하도록 만들어야 되는데, 이를 위해 hosts 파일을 수정한다.

macOS

macOS에서 hosts 수정은 아주 간단하다. 터미널을 열고

$ sudo vi /etc/hosts
##
# Host Database
#
# localhost is used to configure the loopback interface
# when the system is booting.  Do not change this entry.
##
127.0.0.1       localhost
127.0.0.1       device-manager.scratch.mit.edu
255.255.255.255 broadcasthost
::1             localhost

시스템 파일이기 때문에, 계정 암호가 필요하다. 위와 같이 수정하고 저장한다. 그 다음

$ ping device-manager.scratch.mit.edu
PING device-manager.scratch.mit.edu (127.0.0.1): 56 data bytes
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.045 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.053 ms
64 bytes from 127.0.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.107 ms
...

와 같이 나오면 성공.

Windows 10

윈도우의 hosts 파일은 C:\Windows\System32\drivers\etc에 위치한다. 하지만 직접 수정하는 것을 막아놨기 때문에, 탐색기로 위 위치로 이동한 후 hosts 파일을 임의의 위치로 복사한다.

Notepad나 기타 편집기를 이용하여, 다음과 같이 수정한다.

# For example:
#
#      102.54.94.97     rhino.acme.com          # source server
#       38.25.63.10     x.acme.com              # x client host

127.0.0.1	device-manager.scratch.mit.edu

그런 다음 수정된 파일을 C:\Windows\System32\drivers\etc에 복사해 넣는다.

와 같이 나오고, 덮어 씌우겠다고 선택하면,

와 같이 나오는데, Continue를 눌러 진행한다. 그런 다음 코맨드 창을 열고 ping을 테스트해보면,

와 같이 나오면 성공.

설치된 Scratch Link를 실행하면 websocket 서버가 백그라운드에서 실행된다.

이제 사용할 준비 끝.

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Scratch 3.0 개발 환경 구축

우선 Node.js를 설치하여야 한다. macOS의 경우 homebrew를 사용하면 쉽게 설치가 가능하다. 권장 버전은 Node 8이나 현재 LTS 버전은 Node 10이므로, 둘 중 아무거나 사용해도 무방하다. (테스트 해봤는데 별 이상은 없다.)

  • Update: BLE 통신을 위한 noble 모듈은 Node 10을 지원하지 않는다. 따라서 Node 8로 설치해야함.
  • Node10도 상관없음.

homebrew의 설치 방법은 https://brew.sh을 참조하면 된다. 명령 한줄로 쉽게 설치가 가능하다. 설치가 완료되면 Node 10을 설치한다. 

$ brew install node@8
or
$ brew install node@10

윈도우10의 경우, 설치파일을 이용하여 설치한다. 또 Git도 설치하여야 한다 (macOS에는 기본 포함). Git (https://git-scm.com/download/win), Node.js (https://nodejs.org/en/)를 설치한다.

Ubuntu or Linux의 경우, 해당되는 패키지 매니저를 사용하여 설치하도록 한다.

아래의 설명에서 디렉토리의 경로는 macOS를 기준으로 설명하나, 다른 OS에서도 유사하므로 감안하여 사용하도록 한다.

Scratch는 크게 세개의 파트로 구성되어 있다. 사용자가 직접 Interaction 할 수 있는 GUI를 제공하는 scratch-gui, Scratch의 실행 (Back-end)을 담당하는 scratch-vm, Scratch의 블럭 디자인 및 블럭간의 연결, 관리 등을 담당하는 scratch-blocks이다.

실제론 위 세개의 Repository를 자신의 Repository로 Fork하여 사용하는 것을 권장하고 있다. 위와 같이 공식 Repository를 Clone하여 사용하는 경우, 개발자가 수정한 다음 commit 및 push가 불가능 하므로 (승인없이는), github의 계정을 생성하고 위 Repository를 Fork하여 사용하도록 한다.

  • scratch-blocks는 사용자가 수정할만한 요소가 없다. 따라서 이 설치 과정에서 scratch-blocks는 건너뛰어도 됨.

이제 https://github.com/llk/scratch-gui, https://github.com/llk/scratch-vm, https://github.com/llk/scratch-blocks를 Fork 하여 자신의 Repository로 가져온다.

이제 Scratch의 소스를 받아온다. 임의의 디렉토리를 생성하고 (여기선 ~/Developer/scratch) 이동한 후 다음과 같이 입력한다.

$ mkdir -p ~/Developer/scratch
$ cd ~/Developer/scratch

$ git clone https://github.com/byeongkyu/scratch-gui
$ git clone https://github.com/byeongkyu/scratch-vm
$ git clone https://github.com/byeongkyu/scratch-blocks (안해도됨)

이제 각각의 프로젝트에 필요한 모듈을 설치한다. 

$ cd scratch-vm
$ npm install
$ npm link

--- 이과정은 무시 ---
$ cd ../scratch-blocks
$ npm install
$ npm link
--- 이과정은 무시 ---

$ cd ../scratch-gui
$ npm install
$ npm link scratch-vm

참고로 npm link 명령은 local (현재 PC)에 저장된 모듈을 사용하겠다는 의미이다. 따라서 scratch-gui에서 scratch-blocks와 scratch-vm은 온라인에서 받아오는게 아닌 우리가 받아서 저장한 것을 사용한다. 실제 위 명령을 실행하고 난 다음의 결과 메시지가 다음과 같이 보인다.

$ npm link scratch-vm scratch-blocks
/Users/byeongkyu/Developer/scratch/scratch-gui/node_modules/scratch-blocks -> /usr/local/lib/node_modules/scratch-blocks -> /Users/byeongkyu/Developer/scratch/scratch-blocks
/Users/byeongkyu/Developer/scratch/scratch-gui/node_modules/scratch-vm -> /usr/local/lib/node_modules/scratch-vm -> /Users/byeongkyu/Developer/scratch/scratch-vm

위까지 실행 완료하고 에러가 없다면, 다음과 같이 입력하여 실행해본다.

$ cd ~/Developer/scratch/scratch-gui
$ npm start

이제 사파리나 크롬 등을 실행하여 http://0.0.0.0:8601 으로 접속하면, 다음과 같은 실행 화면을 볼 수 있다.

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Scratch 3.0 소개

Scratch (https://scratch.mit.edu)는 전세계적으로 가장 널리 알려진 블럭 코딩 툴이다. 다른 거의 대부분의 블럭 코딩 도구들이 참조를 하고 있고, 거의 유사한 형태로 개발되고 있기도 하다.

MIT 미디어랩의  Lifelong Kindergarten Group에서 프로젝트로 개발되고 있고, 이전 버전은 사용해보지 않아서 모르겠지만 3.0은 오픈소스 형태로 개발중이며, 사용하고 있는 거의 모든 소스를 공개해 놓고 있다.

블럭 관련한 부분은 구글 Blockly를 가져와 디자인, 일부 동작 관련한 부분을 수정하여 사용하고 있으며, 나머지는 그룹에서 자체 개발 중인듯 하다.

사용하고 싶은 기업이나 개발자들은 자유롭게 복사해서 수정, 재배포 등이 가능하다. Scratch의 스크린샷을 책이나 발표자료에 사용하는 것도 가능하며, 브로셔 등에도 삽입이 가능하다. 다만 각 자료에 다음과 같은 내용을 담아주길 권고하고 있다.

“Scratch is a coding language and online community where you can create your own interactive stories, games, and animations — and share your creations with others around the world. As young people create and share Scratch projects, they learn to think creatively, reason systematically, and work collaboratively. Scratch is a project of the Scratch Foundation in collaboration with the Lifelong Kindergarten group at the MIT Media Lab. It is available for free at https://scratch.mit.edu“

Scratch를 사업화에 사용하려는 기업에서 소스를 가져와 수정하고 이를 상용화 하여도 문제가 없다. 자세한 라이센스 및 사용 관련한 내용은 https://scratch.mit.edu/info/faq 를 참조하면 된다.

실제 동작하는 데모 버전을 구경하고 싶다면 https://llk.github.io/scratch-gui/develop/ 에서 사용해볼 수 있다.