通過反編譯AndroidAPK實(shí)現(xiàn)ScratchJr角色個(gè)性化定制

曹瑩瑩 張金勇

【摘 要】本文基于Windows系統(tǒng)環(huán)境，以置入“小美”和“小德”卡通形象為例，介紹了通過反編譯AndroidAPK實(shí)現(xiàn)ScratchJr角色個(gè)性化定制的全過程。

【關(guān)鍵詞】反編譯Android APK;ScratchJr角色個(gè)性化定制

【中圖分類號】TP311.5 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）11-0263-01

【問題】

ScratchJr是Scratch的姊妹版，是MIT媒體實(shí)驗(yàn)室的Scratch團(tuán)隊(duì)專為5-7歲兒童設(shè)計(jì)的圖形化編程工具，可以讓孩子像搭積木一樣“堆疊”創(chuàng)造帶交互性的故事、動畫、游戲、音樂等，是小學(xué)低年級開展STEAM編程啟蒙教育的不二選擇。

筆者在進(jìn)行《基于ScratchJr的小學(xué)低年級STEAM編程課程構(gòu)建研究》課題研究過程中，發(fā)現(xiàn)ScratchJr不允許導(dǎo)入外部圖像資源擴(kuò)充角色，只能選擇資源庫的有限角色使用，無法實(shí)現(xiàn)角色的隨意個(gè)性化定制。雖然ScratchJr允許通過內(nèi)置的繪圖編輯器創(chuàng)造個(gè)性化角色，對于小學(xué)低年級學(xué)生來說，可以進(jìn)行簡單個(gè)性化角色的創(chuàng)造，但仍然不能滿足低年級學(xué)生對于個(gè)性化角色的使用需求。

因此，筆者通過多次實(shí)踐，通過反編譯Android APK實(shí)現(xiàn)了外部圖像資源的導(dǎo)入，從而實(shí)現(xiàn)了ScratchJr角色的任意個(gè)性化定制，大大提升了教學(xué)過程中的場景搭建能力。

通過上述方式，筆者的課題實(shí)現(xiàn)了以青島崇德小學(xué)“小美”和“小德”卡通形象作為故事主人公，采用STEAM項(xiàng)目式案例教學(xué)，共有“預(yù)備”、“動畫”和“故事”和“游戲”四個(gè)階段性專題和10個(gè)案例項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都以【創(chuàng)設(shè)情境】、【項(xiàng)目探究】、【極限挑戰(zhàn)】和【創(chuàng)意激發(fā)】四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，對人文、數(shù)學(xué)、科學(xué)、信息等多個(gè)領(lǐng)域核心素養(yǎng)教育進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和有機(jī)整合，形成了一門充滿校園文化承載的編程教育啟蒙課程。

【工具】

1.APK文件逆向工程工具軟件：apktool

https：//ibotpeaches.github.io/Apktool

2.JDK內(nèi)置APK簽名工具：jarsigner

3.JOSN編輯器：

https：//www.bejson.com/jsoneditoronline/

4.PNG圖片轉(zhuǎn)SVG工具：

https：//www.bejson.com/convert/image_to_svg

5.圖像處理工具：Photoshop

【步驟】

1.下載ScratchJr APK文件。

ScratchJr目前最新版本是1.2.4，可以通過百度搜索或訪問ScratchJr官方網(wǎng)站（http：//www.scratchjr.org）下載。

〖XC23.JPG;%22%22〗

2.訪問Oracle網(wǎng)站，下載安裝Java SDK，下一步我們會用到其內(nèi)置的APK文件簽名工具jarsigner。

3.使用apktool反編譯APK文件。

訪問github網(wǎng)站，下載 apktool.bat與apktool.jar 文件，并將它們放在同一目錄下。

通過CMD運(yùn)行指令 apktool d scratchjr1.2.4.apk，將 apk 文件解包，默認(rèn)解包到當(dāng)前目錄下的同名文件夾下。

4.添加角色圖片資源。

筆者所在的青島崇德小學(xué)非常注重校園美德文化建設(shè)，設(shè)計(jì)打造的“小美”和“小德”卡通形象受到學(xué)生們的熱烈歡迎，成為推廣實(shí)施美德教育的有效載體。

〖XC24.JPG;%22%22〗

〖XC25.JPG;%22%22〗

通過反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)，ScratchJr在兒童美學(xué)方面下了很大功夫，內(nèi)置的角色資源在篩選預(yù)覽時(shí)使用PNG格式，最終舞臺呈現(xiàn)時(shí)使用SVG格式，做到了舞臺背景透明而且放大不失真的最佳效果。PNG和SVG角色圖片資源分別存放在assets＼＼HTML5目錄pnglibrary和svglibrary文件夾內(nèi)，通過media.json文件進(jìn)行資源數(shù)據(jù)規(guī)格描述。

（1）使用Photoshop軟件裁剪切割得到PNG格式的角色資源包，使用PNG圖片轉(zhuǎn)SVG工具得到SVG格式的角色資源包。將準(zhǔn)備好的PNG角色圖片資源放置到pnglibrary文件夾下，SVG角色圖片資源放置到svglibrary文件夾下。

（2）通過在線JOSN編輯器修改并替換數(shù)據(jù)描述文件media.json。JSON（JavaScript Object Notation， JS 對象簡譜） 是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，采用完全獨(dú)立于編程語言的文本格式來存儲和表示數(shù)據(jù)，層次結(jié)構(gòu)簡潔清晰，易于人閱讀和編寫，同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成，并有效地提升網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。

注意以下事項(xiàng)：角色資源圖片的寬、高尺寸務(wù)必精確，否則會導(dǎo)致在ScratchJr使用時(shí)比例失調(diào);不能破壞JSON數(shù)據(jù)文件的格式，可以仿照已有的角色資源描述格式逐個(gè)添加，否則會導(dǎo)致ScratchJr無法讀取角色資源;可以格式化JSON數(shù)據(jù)以方便進(jìn)行編輯處理，但最終存儲要使用壓縮JSON格式，清除所有空白字符。

〖XC26.JPG;%29%28〗

5.通過CMD運(yùn)行指令apktool b app -o other.apk（app 指需要打包的文件夾，-o other.apk 表示生產(chǎn)新文件），重新打包apk。

〖XC27.JPG;%29%28〗

6.剛剛打包生成的scratchjr1.2.5.apk無法進(jìn)行正常安裝，必須進(jìn)行重新簽名。

（1）利用JDK下的keytool工具生成簽名證書keystore。通過CMD運(yùn)行指令：keytool -genkey -alias abc.keystore -keyalg RSA -validity 20000 -keystore abc.keystore，填寫相關(guān)信息，記好秘鑰口令。

（2）利用生成的簽名證書abc.keystore對scratchjr1.2.5.apk進(jìn)行簽名。通過CMD運(yùn)行指令：jarsigner -verbose -keystore abc.keystore -signedjar scratchjr1.2.5_cyy.apkscratchjr1.2.5.apk abc.keystore

7.在安卓平板或手機(jī)安裝scratchjr1.2.5_cyy.apk，此時(shí)角色庫里就有了“小美”和“小德”卡通形象，可以在舞臺中隨意添加使用了。到此大功告成！

【總結(jié)】

通過反編譯手段實(shí)現(xiàn)ScratchJr角色個(gè)性化定制，從而實(shí)現(xiàn)了教學(xué)場景搭建的多樣化需求，為STEAM編程啟蒙教育賦予了更多的可能性，對于滿足低年級學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求具有重大意義。

最后，強(qiáng)調(diào)說明以下事項(xiàng)：（1）本文反編譯方法不僅可以實(shí)現(xiàn)ScratchJr中角色的個(gè)性化訂制，舞臺背景、聲音資源等都可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化訂制。（2）受限于蘋果iOS系統(tǒng)的封閉性，本文反編譯方法僅適用Android安卓系統(tǒng)。（3）本文反編譯方法僅限于編程教育教師本人用于課堂教學(xué)過程，工具和方法僅供學(xué)習(xí)交流，不可用作它途。（4）“小美”和“小德”卡通形象版權(quán)歸青島崇德小學(xué)所有，未經(jīng)允許不可私自用于其它商業(yè)用途。