客振亞，黃連忠，李 偉

(大連海事大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧 大連 116026)

隨著世界液化氣船隊(duì)規(guī)模迅速擴(kuò)大，為滿足液貨船航運(yùn)人才培養(yǎng)需求，相關(guān)海事院校已為航海類專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)了液化氣船相關(guān)課程，一些培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也開(kāi)展了液化氣船船員適任證書(shū)的培訓(xùn)工作。但由于液化氣船相關(guān)系統(tǒng)和營(yíng)運(yùn)流程等內(nèi)容的復(fù)雜性和特殊性，該類課程的理論教學(xué)和培訓(xùn)存在一定的難度，如何改善相關(guān)課程的教學(xué)或培訓(xùn)效果成為亟待解決的問(wèn)題。

一、液化氣船營(yíng)運(yùn)流程教學(xué)存在的問(wèn)題及解決思路

液化氣船營(yíng)運(yùn)流程包括干燥、惰化、驅(qū)氣、預(yù)冷、裝貨、載貨航行、卸貨等10 個(gè)方面，涉及的設(shè)備有再液化裝置、液化石油氣蒸發(fā)器、蒸汽壓縮機(jī)、液化石油氣加熱器、惰性氣體發(fā)生裝置、液貨艙等以及布置復(fù)雜的管路，其營(yíng)運(yùn)流程如圖1。通過(guò)建造實(shí)驗(yàn)室來(lái)進(jìn)行教學(xué)無(wú)疑需要高昂的資金，而且流體流動(dòng)在封閉的管路和設(shè)備中，即使通過(guò)實(shí)物也不能形象地展示出來(lái)。以往的教學(xué)往往是通過(guò)平面靜態(tài)系統(tǒng)圖，結(jié)合復(fù)雜的文字?jǐn)⑹鰜?lái)描述液化氣船營(yíng)運(yùn)的各個(gè)流程，其相互的動(dòng)態(tài)關(guān)系不明顯，無(wú)法形象地表達(dá)其工作過(guò)程。

圖1 液化氣船營(yíng)運(yùn)流程

如果將靜止、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?dòng)、形象的知識(shí)，不但方便教學(xué)，而且更能夠加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容理解和掌握。利用FLASH 軟件呈現(xiàn)出液化氣船的液貨艙及相關(guān)管路、設(shè)備的示意圖，通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬營(yíng)運(yùn)流程各環(huán)節(jié)相關(guān)管路中液、氣流向以及液貨艙環(huán)境所發(fā)生的變化，從而將液化氣船營(yíng)運(yùn)流程形象地展示出來(lái)。同時(shí)，在液化氣船液貨艙界面上添加“干燥”、“惰化”等操作按鈕，點(diǎn)擊按鈕后，可對(duì)任一環(huán)節(jié)單獨(dú)進(jìn)行演示，大大改善了教學(xué)效果。

二、液化氣船營(yíng)運(yùn)流程模擬動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)與制作

Flash 是基于矢量圖形的交互式多媒體創(chuàng)作軟件，其特點(diǎn)能夠滿足液化氣船營(yíng)運(yùn)流程模擬動(dòng)畫(huà)的制作要求。

1．動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)

筆者把整個(gè)液化氣船營(yíng)運(yùn)流程的動(dòng)畫(huà)演示分為兩個(gè)部分:第一部分是單純的動(dòng)畫(huà)短片，第二部分是人機(jī)交互動(dòng)畫(huà)。

單純動(dòng)畫(huà)短片部分的制作遵循由動(dòng)到靜、由遠(yuǎn)及近、由整體到局部的原則。動(dòng)畫(huà)短片內(nèi)容是一艘典型液化氣船由海上航行狀態(tài)漸變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)，之后該船船由遠(yuǎn)及近，液貨艙出現(xiàn)再由小變大，逐漸顯現(xiàn)出液貨艙的管路圖，再轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的操作圖。

交互動(dòng)畫(huà)部分通過(guò)按鈕的設(shè)計(jì)以及對(duì)其設(shè)置腳本實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。該部分設(shè)置一個(gè)主操作界面，主操作頁(yè)面上包括系統(tǒng)圖及按鍵框，按鍵對(duì)應(yīng)液化氣船營(yíng)運(yùn)流程中的每個(gè)作業(yè)步驟。單擊按鍵即可進(jìn)入相應(yīng)的單獨(dú)操作環(huán)節(jié)，每個(gè)單獨(dú)操作頁(yè)面上設(shè)置“開(kāi)始”和“返回”按鍵，點(diǎn)擊“開(kāi)始”可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)作業(yè)的單獨(dú)演示，點(diǎn)擊“返回”即返回主操作頁(yè)面。如圖2、圖3 所示。

2．動(dòng)畫(huà)制作中的難點(diǎn)與解決方案

圖2 主操作頁(yè)面

圖3 液貨預(yù)冷作業(yè)頁(yè)面

(1)液化氣船在海上航行時(shí)動(dòng)畫(huà)效果的制作。Flash 軟件的開(kāi)發(fā)針對(duì)的是二維動(dòng)畫(huà)的制作，軟件中沒(méi)有像3D Max 軟件那樣自帶的造波效果。運(yùn)用傳統(tǒng)的形狀漸變動(dòng)畫(huà)和移動(dòng)漸變動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)液化氣船在海上航行這樣復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)較為困難，需要把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解。對(duì)此，筆者把船舶海上航行運(yùn)動(dòng)分解為水波的流動(dòng)以及船舶的晃動(dòng)。水波由線條組成，運(yùn)用影片剪輯的嵌套制作可形成水波的流動(dòng)效果，而且可在主場(chǎng)景中連續(xù)播放。船的晃動(dòng)是路徑動(dòng)畫(huà)和影片剪輯的組合，把船的路徑動(dòng)畫(huà)制作成影片剪輯，實(shí)現(xiàn)船舶的連續(xù)晃動(dòng)。為了避免動(dòng)畫(huà)跳躍性播放需把水波流動(dòng)影片剪輯的播放幀數(shù)和船晃動(dòng)影片剪輯的播放幀數(shù)設(shè)置成倍數(shù)關(guān)系。

(2)液化氣船由遠(yuǎn)及近過(guò)程中立體效果的實(shí)現(xiàn)。液化氣船由遠(yuǎn)及近的動(dòng)畫(huà)制作比較簡(jiǎn)單，由形變動(dòng)畫(huà)即可實(shí)現(xiàn)，但為了突出三維效果，在過(guò)程中需要加入與液貨船同步運(yùn)動(dòng)的倒影。倒影的制作需要把船轉(zhuǎn)換為元件，再改變其不透明度來(lái)實(shí)現(xiàn)，但轉(zhuǎn)換為元件后就不能實(shí)現(xiàn)形變動(dòng)畫(huà)。為此，筆者把元件的屬性運(yùn)用到遮罩層上，即制作影子時(shí)不是把船轉(zhuǎn)換為元件而是在其上方設(shè)置遮罩層，把遮罩層轉(zhuǎn)換為元件并更改其透明度也可實(shí)現(xiàn)影子動(dòng)畫(huà)的制作。

(3)模擬流體在管路中的流動(dòng)。在該動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)中，模擬流體在管路中流動(dòng)是由一系列圓沿管路平移來(lái)實(shí)現(xiàn)。制作中用不同顏色的圓分別來(lái)代表不同的流體(空氣、惰氣、液貨等)，制作該流動(dòng)動(dòng)畫(huà)較為簡(jiǎn)單的方法就是利用位移動(dòng)畫(huà)，即在兩關(guān)鍵幀處設(shè)置好圖形，直接創(chuàng)建傳統(tǒng)補(bǔ)間。這種方法適合直線管路和單次播放，對(duì)于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜管路中的液體流動(dòng)較為困難，而且會(huì)出現(xiàn)動(dòng)畫(huà)播放不連續(xù)(跳躍性播放)的情況。

用路徑動(dòng)畫(huà)可實(shí)現(xiàn)液體沿復(fù)雜管路的流動(dòng)，但只能實(shí)現(xiàn)單個(gè)圓點(diǎn)沿管路流動(dòng)。筆者把單個(gè)圓點(diǎn)的路徑動(dòng)畫(huà)制作成影片剪輯，用duplicateMovieClip()函數(shù)對(duì)此影片剪輯反復(fù)復(fù)制(兩個(gè)關(guān)鍵幀之間反復(fù)跳轉(zhuǎn))可實(shí)現(xiàn)多個(gè)圓點(diǎn)的連續(xù)流動(dòng)。

duplicateMovieClip()函數(shù)的應(yīng)用可以很好地實(shí)現(xiàn)圓點(diǎn)沿一段復(fù)雜管路的連續(xù)流動(dòng)，但每個(gè)單獨(dú)演示動(dòng)畫(huà)中都是包含進(jìn)、出艙室的兩段或者三段管路，因此需要對(duì)duplicateMovieClip()函數(shù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試得出了能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期效果的程序代碼:“duplicateMovieClip(this．zhj，“a”+i，

i);i+ +;duplicateMovieClip(this．zhc，“b”+i，i);i+ +”(以兩段管路為例，其中“zhj”、“a”、“zhc”、“b”為可變參數(shù)，可由自己命名)，此函數(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)影片剪輯的同時(shí)復(fù)制。如果想控制影片剪輯的播放時(shí)間(例如等到一種流體進(jìn)入艙室之后另一種流體緊接著流出艙室)可通過(guò)設(shè)置影片剪輯第一個(gè)關(guān)鍵幀的位置實(shí)現(xiàn)，例如第一種流體進(jìn)入艙室是120幀，則可把出艙室流體影片剪輯的第一個(gè)關(guān)鍵幀放在121 幀，其效果如圖4 所示。

圖4 貨艙通空氣演示動(dòng)畫(huà)

(4)管路內(nèi)流體的隱藏。通過(guò)(3)中的方法，可以制作出流體沿復(fù)雜管路連續(xù)流動(dòng)的動(dòng)畫(huà)，但當(dāng)單擊“返回”按鍵切換場(chǎng)景時(shí)duplicateMovieClip()函數(shù)復(fù)制的影片剪輯不會(huì)被隱藏掉，會(huì)繼續(xù)保播放直到每個(gè)影片剪輯播放完畢，如圖5 所示。

圖5 未播放完動(dòng)畫(huà)遺留在主操作頁(yè)面

分析發(fā)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)制作方法上還需改進(jìn)，開(kāi)始的制作方法是在每個(gè)單獨(dú)演示動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景的時(shí)間軸上建立代碼層，從時(shí)間軸第二幀開(kāi)始播放單個(gè)圓點(diǎn)流動(dòng)的影片剪輯，播放到第五幀對(duì)影片剪輯進(jìn)行復(fù)制，播放到第八幀時(shí)再跳轉(zhuǎn)到第五幀，如此反復(fù)復(fù)制得到連續(xù)播放的流體。在主時(shí)間軸上duplicate-MovieClip()函數(shù)復(fù)制的影片剪輯會(huì)放在主場(chǎng)景中播放，不會(huì)因不同場(chǎng)景之間的切換而被隱藏掉，所以在返回主操作頁(yè)面時(shí)，上個(gè)場(chǎng)景沒(méi)播放完的動(dòng)畫(huà)會(huì)遺留在上面。為解決此問(wèn)題，筆者在單獨(dú)播放動(dòng)畫(huà)的場(chǎng)景中建立一個(gè)單獨(dú)影片剪輯，把在場(chǎng)景中復(fù)制單個(gè)圓流動(dòng)影片剪輯的方法移植到新建的影片剪輯中，然后在“返回”按鍵的代碼對(duì)話框中添加代碼“this．e．visible=false (e 為新建影片剪輯的命名)”，切換場(chǎng)景時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫(huà)的隱藏。

三、結(jié) 語(yǔ)

利用Flash 動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)與制作技術(shù)，可將液化氣船的營(yíng)運(yùn)流程以動(dòng)畫(huà)的形式表現(xiàn)出來(lái)，可以使本來(lái)難懂的結(jié)構(gòu)、原理及流程變得具體，使抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動(dòng)、形象的知識(shí)，并利用按鍵控制動(dòng)畫(huà)播放，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

［1］李文華．液化氣船舶設(shè)備與安全管理［M］．大連: 大連海事大學(xué)出版社，2009．