吳根興

基于Director的工程圖學(xué)習(xí)題解答系統(tǒng)的開發(fā)

吳根興

中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院 杭州 310018

Director能夠?qū)?D對象自由操作的特性非常適合于工程圖學(xué)習(xí)題解答系統(tǒng)。介紹基于Director的工程圖學(xué)習(xí)題解答系統(tǒng)的開發(fā)，包括系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)、素材的準(zhǔn)備、程序的編制、系統(tǒng)的打包和發(fā)布等。

Director；工程圖學(xué)；習(xí)題解答系統(tǒng)

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.031

作者：吳根興，講師，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形學(xué)。

Author’s addressDepartment of Modern Science and Technology, China Jiliang University,Hangzhou, China 310018

工程圖學(xué)習(xí)題解答系統(tǒng)不僅要能夠提供答案，還應(yīng)提供立體模型，以便給學(xué)生對照立體模型，輔助解釋答案。立體模型最好還要能夠隨心所欲地由用戶旋轉(zhuǎn)和縮放，像Auto-CAD那樣可以動態(tài)地觀察模型。基于以上工程圖學(xué)習(xí)題解答系統(tǒng)的特點(diǎn)，目前已開發(fā)出的習(xí)題解答系統(tǒng)有以下兩種類型。

1）基于AutoCAD的習(xí)題解答系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過調(diào)用AutoCAD軟件，打開三維模型，通過AutoCAD軟件的各種命令多角度地觀察模型。該系統(tǒng)能夠隨心所欲地旋轉(zhuǎn)或縮放立體模型。但缺點(diǎn)是需要安裝AutoCAD軟件，同時(shí)三維立體模型和二維圖形（習(xí)題答案）一般需要在不同的窗口中打開，兩者對照性稍差。

2）基于視頻的習(xí)題解答系統(tǒng)。該系統(tǒng)先通過對立體模型的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行視頻錄像或動畫錄制，保存成avi或其他格式，再通過Authorware等軟件集成到開發(fā)系統(tǒng)中，并提供播放、暫停等功能，以便用戶能隨時(shí)觀察模型。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是并不完全能隨心所欲地由用戶旋轉(zhuǎn)模型，而是事先設(shè)定的。

Director是結(jié)合了LINGO程序設(shè)計(jì)和多媒體制作的綜合性多媒體開發(fā)軟件，在當(dāng)今的多媒體開發(fā)軟件領(lǐng)域中處于絕對的領(lǐng)導(dǎo)地位。而且它具有無限縮放、旋轉(zhuǎn)3d素材等特性，因此可以提供從一般的交互性成品仿真演示到復(fù)雜的身臨其境的三維虛擬演示等開發(fā)功能。Director的這種特性對于工程圖學(xué)習(xí)題解答系統(tǒng)是非常適合的。

1 系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

1）總體架構(gòu)：按章分類，提供選題功能。先單擊章號，再單擊題號，跳轉(zhuǎn)到小題頁面。在小題頁面上單擊返回，則返回到總頁面——選題頁面，如圖1（a、b）所示。

2）每道題架構(gòu)：對于每道題，除了要能夠提供答案外，最好還要有解答過程和解答方法，不僅要讓學(xué)習(xí)者知其然，還要知其所以然。對于工程圖學(xué)習(xí)題，立體圖就是解答方法的一個(gè)說明。立體模型還要能夠由用戶隨心所欲地旋轉(zhuǎn)和縮放，也可最大化立體模型，以方便觀察模型。為了便于重新做題或獨(dú)立思考，模型需要顯示與隱藏，題目和答案要方便切換。對各種剖視圖，不僅要提供立體模型，還要提供剖切后的立體模型。對裝配圖，要提供裝配立體圖、裝配剖切圖、爆炸圖，以便詳細(xì)地了解裝配結(jié)構(gòu)。針對以上設(shè)想，系統(tǒng)分界面如圖1（c、d）所示設(shè)計(jì)。完整的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2。

2 素材的準(zhǔn)備

1）二維平面圖、三維立體圖的準(zhǔn)備：用AutoCAD繪制題目、答案等二維圖形，制作三維立體模型。

2）題目、答案等圖片的準(zhǔn)備：利用剪貼板和畫圖（mspaint）軟件，將CAD格式的二維圖形制作成tif格式的圖形文件。

3）3d素材的準(zhǔn)備：將CAD格式的三維立體模型導(dǎo)入到3ds Max，再導(dǎo)出成W3D格式，供Director調(diào)用。對于部件，如齒輪油泵、螺栓連接等，需要將各零件在3ds Max中組成組后再導(dǎo)出，這樣在Director導(dǎo)入該W3D文件后，可以整體旋轉(zhuǎn)或縮放立體模型。

4）解題過程等動畫的準(zhǔn)備：利用Flash，將解題過程制作成Flash動畫格式。

3 程序的編制（軟件的實(shí)現(xiàn)）

在Director中，將相關(guān)的文件（演員）導(dǎo)入系統(tǒng)，將演員拖放到合適的位置，完成界面的設(shè)計(jì)。演員（按鈕）的功能實(shí)現(xiàn)則利用LINGO語言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。

1）用LINGO實(shí)現(xiàn)選題：

3）3d素材的編輯。在Director將3d素材導(dǎo)入系統(tǒng)后，為了使3d素材更清晰漂亮，還需要進(jìn)行光源和相機(jī)的調(diào)節(jié)。①光源的設(shè)定：可設(shè)置光源的位置，如top center等；設(shè)置直射光（directional）、環(huán)境光（ambient）的顏色，如品紅等；設(shè)置背景光（background）的顏色，如白色、藍(lán)色等。②相機(jī)的調(diào)節(jié)：可通過Drag Model to Rotate（旋轉(zhuǎn)）、Dolly Camera（縮放）等命令按鈕調(diào)節(jié)相機(jī)或模型，以便更清楚地觀察模型。調(diào)節(jié)到位后，執(zhí)行Set camera transform命令按鈕完成相機(jī)的設(shè)置。

4）Director自由控制3d素材的實(shí)現(xiàn)。將Drag Model to Rotate（旋轉(zhuǎn)模型）、Mouse Left等2種行為依次拖曳至3d對象，在彈出的行為參數(shù)設(shè)置對話框中選擇拖曳左鍵時(shí)旋轉(zhuǎn)的角度（精度），實(shí)現(xiàn)利用左鍵自由旋轉(zhuǎn)模型的功能。將Dolly Camera（推拉相機(jī)，縮放模型）、Mouse Right、Mouse Right等3種行為依次拖曳至3d對象，在彈出的對話框中選擇每次單擊右鍵時(shí)縮放的百分比，并且設(shè)置右鍵放大、shift+右鍵縮小的功能。

5）Director控制Flash播放進(jìn)度。對于解題過程，在利用Flash制作成動畫后，為了能夠控制播放進(jìn)度，以方便用戶觀看與思考，需要通過Director編程來控制Flash的播放。其方法是跳轉(zhuǎn)到指定幀后再開始播放：

Flash的臨時(shí)中止則可設(shè)置停止按鈕或在Flash中設(shè)置斷點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。

4 系統(tǒng)的打包和發(fā)布

為了保護(hù)Director源文件，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，需將源文件轉(zhuǎn)換為格式為dxr的電影文件。方法：執(zhí)行下拉菜單Xtras/Update Movies命令。執(zhí)行時(shí)注意選擇備份源文件。由于主界面電影文件較大，啟動速度較慢，因此可以制作一啟動程序start來調(diào)用主界面文件main。啟動電影文件尺寸為1*1像素，并設(shè)置為invisible和disResizable，程序代碼為go to movie _movie.path & “main”，指跳轉(zhuǎn)到指定目錄下的main文件并播放。發(fā)布電影時(shí)，可選擇發(fā)布成exe或html網(wǎng)頁等文件格式。

打包時(shí)注意要將程序要用到的Director自帶的和第三方插件（如Font Ssset.x32、SWACnvrt.x32等）打包進(jìn)去，這樣才能正常播放電影。方法：執(zhí)行下拉菜單Modify/Movie/Xtras命令。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是立體模型和答案在同一界面上互相對照，且用戶可以自由觀察立體模型，符合工程圖學(xué)習(xí)題解答的特點(diǎn)。系統(tǒng)經(jīng)學(xué)生使用，反饋良好。

[1]何立鋒.Director11多媒體開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

[2]郭新房.Director11交互式多媒體開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

[3]丁峰.3ds Max 2010實(shí)用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

[4]譚小慧.Flash 8動畫基礎(chǔ)案例教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

Development of Engineering Graphics Exercise’s Answers System Based on Director

Wu Genxing

It is very suitable to the engineering graphics exercise’s answers system because of Director for 3D object free operation. The paper introduced the development of Engineering graphics exercise’s answers system based on Director, including the system architecture design,material preparation, programming, packing system and release, etc.

Director; engineering graphics; exercise’s answers system

TP315

B

1671-489X(2012)27-0031-03