【花雕动手做】基于 Kitronik 开发板之布雷森纳姆圆环

Kitronik ARCADE 是一款由英国教育科技公司 Kitronik 精心打造的可编程游戏机开发板，专为编程教学与创客实践而设计。该设备原生支持微软的 MakeCode Arcade 平台，用户可通过图形化或 JavaScript 编程方式，轻松创建、下载并运行复古风格的街机游戏。

它集成了彩色 LCD 显示屏、方向控制键、功能按键、蜂鸣器和震动马达等交互组件，提供完整的游戏输入输出体验。无论是初学者进行编程启蒙，还是创客群体开发交互式作品，Kitronik ARCADE 都能作为理想的硬件载体，助力创意实现。

凭借其开源友好、易于上手、兼容性强等特点，该开发板广泛应用于中小学编程课程、创客工作坊、游戏开发教学以及个人项目原型设计，深受教育者与技术爱好者的喜爱。

作为学习、练习与尝试，这里创建一个布雷森纳姆圆环的小游戏。
打开网页版：https://arcade.makecode.com/，设置项目名称：布雷森纳姆圆环



MicroPython实验代码

y = 0
x = 0
radius = 0
d = 0
cx = 31
cy = 31
grow = True
circle = image.create(64, 64)
circleSprite = sprites.create(circle, 0)

def on_forever():
    global d, x, y, radius, grow
    circle.fill(6)
    d = 3 - 2 * radius
    x = 0
    y = radius
    while x <= y:
        circle.set_pixel(cx + x, cy + y, 4)
        circle.set_pixel(cx + x, cx - y, 4)
        circle.set_pixel(cx - x, cx + y, 4)
        circle.set_pixel(cx - x, cy - y, 4)
        circle.set_pixel(cx + y, cy + x, 4)
        circle.set_pixel(cx + y, cy - x, 4)
        circle.set_pixel(cx - y, cy + x, 4)
        circle.set_pixel(cx - y, cy - x, 4)
        if d <= 0:
            d += 4 * x + 6
        else:
            y += -1
            d += 4 * (x - y) + 10
        x += 1
    if grow:
        radius += 1
    else:
        radius += 0 - 1
    if radius > 31:
        grow = False
    elif radius < 1:
        grow = True
    pause(100)
forever(on_forever)
复制代码

这段代码是用 MakeCode Arcade 编写的一个图形演示程序，利用 布雷森纳姆圆算法（Bresenham Circle Algorithm） 在屏幕上绘制一个动态变化的圆环。它展示了如何在像素图像中高效绘制圆形，并通过半径的增减实现“呼吸式”动画效果。解读如下：

一、布雷森纳姆圆算法简介
布雷森纳姆算法是一种用于在栅格图像中绘制圆形的经典算法。它通过整数运算和对称性，避免使用浮点计算，从而高效地确定哪些像素应被填充。



由于圆具有八向对称性，只需计算一个八分之一圆的点，然后复制到其他七个区域。

二、代码结构解析
1、初始化变量
python

y = 0
x = 0
radius = 0
d = 0
cx = 31
cy = 31
grow = True
circle = image.create(64, 64)
circleSprite = sprites.create(circle, 0)
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cx, cy：圆心坐标（图像中心）

radius：当前圆半径

d：决策参数，用于判断下一个像素位置

circle：创建一个 64×64 的图像作为绘图画布

circleSprite：将图像作为精灵显示在屏幕上

2、主循环逻辑
python

def on_forever():
    ...
forever(on_forever)
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每 100 毫秒执行一次，绘制一个新的圆形

圆的半径在 1 到 31 之间循环变化，形成“呼吸”动画

3、圆形绘制核心
python

d = 3 - 2 * radius
x = 0
y = radius
while x <= y:
    circle.set_pixel(cx + x, cy + y, 4)
    ...
    if d <= 0:
        d += 4 * x + 6
    else:
        y -= 1
        d += 4 * (x - y) + 10
    x += 1
复制代码

使用布雷森纳姆算法计算圆的边缘像素位置

利用对称性绘制八个方向的点

set_pixel(x, y, 4) 将像素设为颜色编号 4（通常是红色）

4、半径动态变化
python

if grow:
    radius += 1
else:
    radius -= 1
if radius > 31:
    grow = False
elif radius < 1:
    grow = True
复制代码

控制圆的半径在 1 到 31 之间来回变化

实现动态扩张与收缩的视觉效果。

图形编程参考实验程序

通过模拟器，调试与模拟运行



实验场景记录