.sb3 文件格式 - OpenTeens' Blog

摄影 | 大帝

众所周知，Scratch 是图形化编程的鼻祖。

但是“图形化”也就意味着它不像传统编程一样使用代码来保存程序。那么 Scratch 是怎么保存我的程序的呢？

所有玩过 Scratch 的人都知道，如果你点保存，电脑上就会多出一个.sb3文件（Scratch 3.0）。

不过什么是.sb3文件？它又是什么原理呢？

打开一个 .sb3 文件#

我们不妨写一个最简单的 Scratch 项目，方便我们的研究：

好啦！这个项目只有一个角色，一段程序。那么接下来，我们就可以把它“拆开”了。

虽然 Scratch 项目的文件后缀是.sb3，但是它的格式却是zip格式。不信的话，你把文件名改成project.zip试试？

改完后缀再一解压，我们发现在这个 zip 包中有下面几个名称很诡异的文件：

不过，通过他们的文件后缀和图标，我们可以知道：

前两个是音频文件（.wav）
中间三个是图象文件（.svg）
最后一个是json格式的文件

前五个都是资源文件，那我们的程序存储在哪里呢？很明显，我们的程序就存储在project.json中。

“project.json”#

打开我们的project.json （懒得动手点这个：https://jsonhero.io/j/aLa9Pdplt8O8），我们发现这个 json 文件的第一级只有四个字段：

中间两个是空的，最后一个是meta，存放的是版本信息。所以我们的程序一定存储在targets里面。

targets很关键。它存储着每一个 Scratch 角色的信息。包括那个 “形似糖葫芦” 的角色、我们写的程序，甚至还包括舞台。（嗯，在 Scratch 中，舞台其实也是一个角色）

那么targets有两项也就不难理解了：一个是那个“糖葫芦”，另一个是舞台。

targets中的每一个角色都包含一堆属性，看名字都能猜出什么意思。比如：isStage是不是舞台；name角色的名称；volume音量等等。有兴趣的可以自己看看。

那么我们的代码究竟在哪？#

请看我选中的blocks字段。~~（可算完了）~~

我们都知道，在 Scratch 中，你可以拖动一个一个的 “积木” 来给角色编程，比如移动10步、右转15度。这些 “积木” 的英文就叫做block。

你每拖动一个block，其实就是把这个 block 和它相关的参数添加到blocks这个列表中。

所以通过查看 blocks 这个列表，我们就能知道这个程序的逻辑。

blocks#

打开 blocks 一看，里面分别有 a, b, c三个东西。这分别对应我们程序的三个 block。而 a, b, c 则分别是这三个 block 的 id（唯一标识符）。以id为索引是有用处的。我们接下来讲到这一点，你就会感叹设计者的神奇脑回路。

我们先来看看a长什么样：

{
    "opcode": "motion_movesteps",
    "next": "c",
    "parent": "b",
    "inputs": {
        "STEPS": [
            1,
            [
                4,
                "10"
            ]
        ]
    },
    "fields": {},
    "shadow": false,
    "topLevel": false
}

原来a也有一堆属性：

opcode(指令)：这个积木是干啥的？移动还是旋转？opcode能告诉你答案。比如说这个”motion_movesteps”就是移动n步这个积木。
next：下一个积木是什么？这里的 “c” 是 c 积木的 id。因为blocks的索引是 “积木 id”，所以通过 “c” 就能很快速地找到下一个积木。
parent：这个积木的 “父对象” 是什么？~~是妈妈~~

一般情况下，一个积木的 “父对象” 就是它上面那个积木，与 “next” 相反。
但是如果一个积木 “嵌入” 在诸如if之类的语句中，那么它的父对象就是if。

inputs & fields：这俩是你的输入。比如说 “移动10步”，我们通过opcode能知道具体是哪个积木——“移动n步”。但是移动几步呢？ Scratch 有一个输入框：“移动__步” 。你可以输入任意步数，那么你输入的数字就在inputs里面。（如果是一个下拉菜单，那么就会存在fields里面，本质上他俩都是输入）
shadow：这个积木需不需要默认值？你如果不填那个 “移动__步” 的输入框，程序还想正常运行，怎么办？ Scratch 会为每个参数设置默认值。当你不填的时候，shadow就会被激活，你不填的那个参数就会自动变成默认值。
topLevel：这个积木的上方有没有连接积木？Scratch 的积木有几种形状：

绿旗这类 “触发器积木” 上面不能加其他积木，他们的topLevel一定是 true。
“移动” 这类积木，上下都可以连接其他积木。那么只有在他们上面不连接积木时，其topLevel才会是 true。他们的topLevel 不一定是 true。

特别地，当一个积木是topLevel时，他还会有x和y两个参数，用于标记这一列积木到底在哪个位置。这样你每次重新打开的时候，积木就总会在同一个位置。

看晕了吗？Scratch 的核心就这些东西，难度肯定是有的。不过你看懂之后就无敌了。

奇怪的 inputs#

慢着，上面的 inputs怎么这么奇怪？

    "inputs": {
        "STEPS": [
            1,
            [
                4,
                "10"
            ]
        ]
    },

这是个啥啊，丑死了！

别着急，我们一点一点往下看。

首先是这个 "STEPS"。刚刚我们说了，inputs 里面是你填的参数：移动几步、旋转几度…… 那么 "STEPS" 很容易理解，就是关于到底移动几步的参数。

STEPS 是一个列表，第一项是 1 ，第二项又是一个列表。

其中关于1这个位置的数字有特殊含义，稍后会讲到。先给出对照表：

数字	意思
1	这是一个有 shadow（默认值）的 “填空题”
2	该参数没有默认值
3	“填空题”。但是填了一个积木，而不是输入

1、2、3 分别对应如图所示的几种 Scratch Block：

ok 这是一个填空题。那下边一个列表又是什么意思呢？

我们看到了 “10”。很明显，这就是我填的东西。

请注意，"10" 是一个字符串，但是 “移动10步” 中的参数 10 显然应该是一个 数字。

问题就来了：一个填空题，它可以填文字、数字、日期，甚至还能填变量。有些东西 json 提供了，比如说 String和Number，但是有些东西 json 没提供，比如说 Scratch 变量。

所以我就需要自己创造一个统一的格式，能够表示 Scratch 中的所有数据类型。

不知道你是怎么想的，反正 Scratch 选择了列表。

刚刚那个 1，现在的4，都是 Scratch 自己的统一格式，用来告诉你接下来的东西是哪种类型的数据：文字、数字、变量或者更多。

这是有一个表的，记录了这种神奇数字和 Scratch 所有数据类型的对应关系：

以后遇到这种数字，查个表就知道了。

完了#

完了？完了。

只是说，如果你想要看更详细的有关.sb3文件格式的内容，可以去这个网站：https://en.scratch-wiki.info/wiki/Scratch_File_Format

祝你们在探索 Scratch 的路上 ~~一路走好~~ 一帆风顺~