互动媒体技术也称多媒体互动技术，其关注的是计算机和外界环境的信息互动。科技馆展厅中常见的电子鱼缸、互动投影、虚拟翻书和4D影院等科普项目，正是典型的互动媒体作品，体现了科技和艺术相结合的神奇魅力。S4A是Scratch的修改版本，它提供了对Arduino和Andriod的支持。使用S4A，只要拖曳图标，就能编写出交互功能强大的媒体作品。通过本书，不仅可以学习到门槛极低的人机互动技术，还可以理解并体验智能家居和物联网等高新技术。

    本书适合对互动媒体技术或者互动装置艺术感兴趣的初学者，也适合对科技制作、硬件编程感兴趣的中小学生。

第1章互动媒体技术概述1

1.1互动媒体和互动媒体技术1

1.1.1什么是互动媒体1

1.1.2互动媒体和新媒体、数字媒体的关系2

1.1.3互动媒体和数码游戏、互动装置艺术的关系2

1.1.4互动媒体作品的运行流程分析3

1.1.5互动媒体技术4

1.2互动媒体作品欣赏4

1.2.1常见的互动媒体作品4

1.2.2经典互动媒体作品欣赏6

1.3互动媒体创作工具介绍9

1.3.1MakeyMakey9

1.3.2Scratch9

1.3.3Arduino10

1.3.4S4A11

1.3.5Processing11

1.3.6Flash11

1.3.7Kinect11

1.3.8Leap Motion12

1.3.9pcDuino13

第2章S4A编程基础15

2.1S4A的安装和运行15

2.1.1S4A的安装15

2.1.2S4A的运行19

2.2我的第一个互动程序21

2.2.1添加新角色21

2.2.2编写脚本22

2.2.3测试程序22  S4A和互动媒体技术〖2〗〖2〗 〖1〗 2.2.4保存和打开程序23

2.3用键盘控制角色23

2.3.1改变角色的坐标23

2.3.2方向和造型24

2.3.3键盘控制的优化25

2.4角色和角色的互动27

2.4.1条件判断27

2.4.2随机数的应用28

2.4.3角色的复制29

2.5侦测和广播30

2.5.1侦测信息30

2.5.2用广播传递信息31

2.6变量的应用32

第3章Arduino和电子积木36

3.1Arduino是什么36

3.2Arduino的购买和安装38

3.2.1购买Arduino38

3.2.2Arduino IDE安装39

3.3Arduino的输入设备41

3.3.1什么是传感器42

3.3.2传感器的分类42

3.3.3常见的传感器43

3.3.4传感器和Arduino的连接45

3.4Arduino的输出设备48

3.4.1Arduino的常见输出设备48

3.4.2Arduino和输出设备的连接51

3.5Arduino和计算机连接53

3.5.1通过USB线连接计算机53

3.5.2通过其他方式连接计算机56

第4章S4A和Arduino的互动59

4.1S4A和Arduino的连接59

4.1.1给Arduino写入固件59

4.1.2让S4A找到Arduino61

4.2传感器信息的获取62

4.2.1传感器信息的使用62

4.2.2传感器输入范例——阳光牧场63

4.2.3传感器输入范例——互动跷跷板65

4.3外部动作的输出67

4.3.1S4A的动作输出指令块67

4.3.2光效输出范例——流水灯68

4.3.3动作输出范例——智能起落杆70

4.4互动的奥秘72

4.4.1S4A和Arduino的通信原理72

4.4.2S4A的固件代码分析73

4.4.3固件代码中的更多秘密75

4.5综合创意设计77

4.5.1综合创意设计范例——手势控制的流水灯77

4.5.2综合创意设计78

第5章体验智能家居81

5.1智能家居81

5.1.1传统家居和智能家居81

5.1.2智能家居控制器82

5.2继电器和继电器模块83

5.2.1继电器83

5.2.2继电器模块83

5.3安全继电器插座85

5.4定时开关的实现86

5.5智能温控电风扇的实现88

5.6遥控台灯90

5.6.1遥控开关90

5.6.2遥控台灯的实现90

5.6.3让计算机遥控台灯92

5.7设计大型互动媒体作品93

第6章物联网初步知识95

6.1认识物联网技术95

6.2S4A和Arduino的无线连接97

6.2.1Arduino支持的无线连接技术97

6.2.2蓝牙模块和Arduino的连接98

6.3S4A的远程传感器102

6.3.1开启远程传感器功能102

6.3.2远程传感器互动协议介绍104

6.4S4A和浏览器的互动106

6.4.1控制页面的制作106

6.4.2S4A程序的编写107

6.4.3控制页面的优化107

6.4.4传递远程传感器信息110

6.5S4A和智能手机的互动115

6.5.1通过手机浏览器和S4A互动115

6.5.2通过手机APP和S4A互动118

6.5.3用手机控制流水灯119

6.6S4A和S4A的互动121

6.6.1S4A和S4A的连接121

6.6.2范例——远程协奏的钢琴121

6.6.3最简单的“云计算”模型124

第7章从S4A到Processing127

7.1Processing简介127

7.2下载与安装128

7.3Processing和Arduino的互动129

7.3.1范例——SimpleRead129

7.3.2范例——虚拟机械臂132

7.4Processing让S4A支持摄像头134

7.4.1Processing for S4A135

7.4.2编写和手势交互的程序138

附录A用App Inventor开发Sensors2S4A141

附录B本书涉及的硬件清单154

附录C硬件推荐及说明155

附录D可选硬件推荐及说明158

参考文献160

后记161

第一章机器人简介1

第一节什么是机器人1

第二节机器人的发展2

第三节机器人的结构5

一、 控制器5

二、 传感器6

三、 电源6

四、 反馈系统7

五、 实践与思考8

第二章乐高机器人组件和常用编程工具9

第一节乐高组件的基本尺寸10

第二节组件和种类11

第三节乐高机器人使用的编程软件15

一、 Bricx Command Center15

二、 ROBOLAB 2.916

三、 ROBOT C18

四、 LEGO MINDSTORMS Education NXT Programming18

五、 实践与思考29

第三章搭建技巧与常见的机械传动方式30

第一节乐高机器人搭建30

一、  结构与功能模块设计30

二、  结构与载重32

第二节机械传动方式33

一、 齿轮传动33

二、 链传动35

三、 滑轮和皮带传动35

四、 蜗轮蜗杆传动37  机器人结构与程序设计〖2〗〖2〗 〖1〗 五、 平面连杆传动37

六、 差动机构38

七、 实践与思考39

第三节机器人的行走方式40

一、 四轮驱动装置41

二、 万向轮41

三、 机器人转向方式41

四、  用腿行走43

五、  实践与思考44

第四节触角和传感器的安装45

一、 简单的触角45

二、 杠杆型触角45

三、 夹子和爪46

四、 实践与思考46

第四章乐高机器人常用传感器和输出设备49

第一节乐高机器人常用传感器49

一、 光传感器49

二、 触动传感器49

三、 声音传感器50

四、 超声波传感器50

五、 内置角度传感器50

六、 温度传感器51

第二节乐高机器人输出设备51

一、 驱动器 51

二、 LCD显示屏52

三、 蜂鸣器52

四、 灯光52

五、 实践与思考54

第五章为机器人编写程序55

第一节软件编程环境55

一、 软件菜单55

二、 软件面板介绍57

三、 数据中心和数据线62

四、 蓝牙通信的设置63

五、 下载与运行程序71

第二节输出模块71

一、 马达模块72

二、 行走模块74

三、 声音模块78

四、 显示模块80

五、 发送信息模块82

六、 灯光显示模块83

七、 实践与思考84

第三节结构模块86

一、 等待模块86

二、 循环模块93

三、 分支模块101

四、 终止模块105

五、 实践与思考105

第四节传感器模块123

一、  触动传感器模块123

二、 声音传感器模块124

三、 光传感器模块125

四、 超声波传感器模块126

五、 按钮模块127

六、 内置角度传感器模块128

七、 计时器模块129

八、 蓝牙接收模块131

九、 温度传感器模块132

十、 第三方传感器133

十一、 实践与思考135

第五节数据模块138

一、 比较模块139

二、 逻辑模块139

三、 运算模块140

四、 随机模块140

五、 范围模块141

六、 变量模块142

七、 子程序模块143

八、 实践与思考146

第六节高级模块162

一、 数字文本转换模块162

二、 文本模块165

三、 文件存取模块166

四、 校准模块172

五、 实践与思考173

第六章机器人在实验中的应用184

第一节数据采集的方法184

第二节数据采集在实验中的应用189

一、 利用蓝牙和超声波传感器测量距离189

二、 测量物体运动的速度192

三、 利用NXT验证牛顿第二定律测量194

四、 利用NXT进行声音速度测量195

五、 利用NXT测量重力加速度199

六、 利用NXT制作测量仪测量200

附录机器人构建图示204

参考文献及参考网站215