張克宇

摘要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在電力仿真培訓(xùn)領(lǐng)域，企業(yè)和工作人員希望通過電力仿真培訓(xùn)軟件獲取所需仿真培訓(xùn)服務(wù)的需求日益突出。近年來，在以高層體系結(jié)構(gòu)（ HLA）為代表的分布式仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也存在一些講解控制不便的問題，如何使得培訓(xùn)軟件在手機(jī)端和平板端支持控制講解的問題日益突出。本文以電力仿真培訓(xùn)應(yīng)用為前提，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，介紹了一種基于Android端并應(yīng)用于變電運(yùn)行維護(hù)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)備講解控制方法。對(duì)控制講解實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行詳細(xì)的介紹，該方法實(shí)現(xiàn)了仿真動(dòng)畫動(dòng)作、字幕和語音協(xié)調(diào)配合。最大限度發(fā)揮企業(yè)培訓(xùn)資源建設(shè)的效益。

關(guān)鍵詞：電力;仿真培訓(xùn);軟件;控制;講解

中圖分類號(hào)：TM711 -4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（2018）12 - 0006 - 01

引言：在電力培訓(xùn)仿真中，系統(tǒng)培訓(xùn)軟件以增強(qiáng)操作人員的體驗(yàn)感，使操作人員對(duì)所學(xué)內(nèi)容融會(huì)貫通為目的。目前，在我國電力培訓(xùn)系統(tǒng)的操作是在基于PC端為操作工具進(jìn)行的，但需要不斷移動(dòng)或點(diǎn)擊鼠標(biāo)。在2010年，微軟公司于推出了Kinect體感設(shè)備，該設(shè)備被媒體譽(yù)為繼鼠標(biāo)和多點(diǎn)觸控技術(shù)之后的“第三次人機(jī)交互革命”。此后，基于手機(jī)端、平板端的操作系統(tǒng)在不斷的研發(fā)和問世，基于Kinect技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用到包含電力仿真培訓(xùn)的各個(gè)領(lǐng)域。本文在成熟的三維建模引擎Python基礎(chǔ)上構(gòu)建三維互動(dòng)的視圖，通過建立可視化動(dòng)畫曲線來控制語音播放、字幕切換、視角變換、突出顯示所講的零部件物體是設(shè)備講解功能的特點(diǎn)。通過該方法，使得在虛擬仿真的環(huán)境中，字幕和語音的插入點(diǎn)控制和等待時(shí)間控制更為方便，且所講設(shè)備零部件與語音對(duì)應(yīng)的更為精準(zhǔn)。

1 講解控制方法

本文所要探討解決的問題是在電力仿真培訓(xùn)軟件中，基于在Android系統(tǒng)或者Ios系統(tǒng)的電力檢修仿真開發(fā)環(huán)境下，通過建立一條可視化動(dòng)畫控制曲線，控制設(shè)備講解語音播放、字幕切換、視角變換、突出顯示所講零部件物體的方法，從而發(fā)揮手機(jī)或者平板的操作便捷、易于攜帶的優(yōu)點(diǎn)。這種方法采用可視化的動(dòng)畫曲線控制所有語音段與對(duì)應(yīng)字幕的播放與切換，在電力檢修仿真系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境下制作設(shè)備講解內(nèi)容時(shí)，動(dòng)畫曲線還驅(qū)動(dòng)視角變化以及突出顯示指定零部件，使得講解語音與被講解設(shè)備的零部件對(duì)應(yīng)更為準(zhǔn)確直觀，設(shè)備講解更為清楚;且該方法在程序算法上簡(jiǎn)單，不容易出錯(cuò)。同時(shí)，使得語音和對(duì)應(yīng)字幕的插入點(diǎn)控制和等待時(shí)間控制更為直觀方便，調(diào)試更加簡(jiǎn)單。

2 軟件的講解控制方法的實(shí)現(xiàn)

2.1 講解控制方法流程。首先將手機(jī)或者平板端的培訓(xùn)軟件以及電力設(shè)備的講解文字配音成若干段語音，并形成語音與對(duì)應(yīng)字幕的列表文件，然后建立每段語音所對(duì)應(yīng)的視角位置和方向物體以及配置需要突出顯示的物體，最后建立一條語音控制動(dòng)畫曲線。變電檢修仿真系統(tǒng)采用Python開發(fā)環(huán)境開發(fā)，動(dòng)畫曲線通過Python開發(fā)環(huán)境的動(dòng)畫編輯器建立，在動(dòng)畫編輯器中，可以針對(duì)某個(gè)參數(shù)值用插入關(guān)鍵幀的方式建立任意曲線，并存儲(chǔ)為動(dòng)畫形式。當(dāng)動(dòng)畫開始播放時(shí)，隨著x時(shí)間軸的推移，y軸值會(huì)隨著曲線的變化而變化。一篇設(shè)備講解文字對(duì)應(yīng)一條語音控制動(dòng)畫曲線，一條語音控制動(dòng)畫曲線控制多段講解語音和對(duì)應(yīng)字幕的播放與切換。

2.2 講解控制方法實(shí)現(xiàn)過程。對(duì)于在手持端設(shè)備上的電力仿真培訓(xùn)軟件，其對(duì)于電力系統(tǒng)設(shè)備的控制講解方法主要有3個(gè)步驟。

第一步：初始化，記錄突出顯示物體的初始顏色、讀入講解語音以及對(duì)應(yīng)字幕。

（1）記錄突出顯示物體的初始顏色。記錄突出顯示物體的初始顏色目的是當(dāng)播放完某段語音后，用于恢復(fù)物體顏色到初始狀態(tài)。攝像CTL類中保存默認(rèn)顏色方法用于在初始化時(shí)記錄突出顯示物體的“初始顏色”。

（2）建立數(shù)據(jù)初始化類數(shù)據(jù)。首先建立初始化類數(shù)據(jù)庫，在該類中定義的變量和方法如下：定義數(shù)組的類型變量，用于裝載外部配置文件讀取結(jié)果;定義數(shù)組類型序列，用于裝載解析出來的語音;定義下載文件方法用于讀取外部配置文件，其返回值為數(shù)組序列類型。

（3）讀入講解語音和對(duì)應(yīng)字幕在下載文件方法中利用數(shù)據(jù)流讀取文件方式，從配置文件中逐行讀取信息，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)序列容器中。然后將容器中的語音信息解析出來，存儲(chǔ)在聲音序列容器中，為后期播放做準(zhǔn)備。

第二步：建立設(shè)備講解語音和對(duì)應(yīng)字幕、語音控制動(dòng)畫曲線、視角位置與方向控制物體以及配置突出顯示物體。

（1）建立位置與方向控制物體和配置突出顯示物體。

a）建立視點(diǎn)位置和方向控制類攝像CTL。

h）建立虛擬攝像機(jī)，并將攝像CTL類手動(dòng)添加到“我的攝像機(jī)”上。

c）針對(duì)每段語音建立其對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)位置和方向的虛擬物體。

c1）針對(duì)每段語音，將要突出顯示的三維物體添加到“閃爍對(duì)象”數(shù)組中。

e）將已經(jīng)建立好的虛擬攝像機(jī)手動(dòng)賦值給“屏幕攝像”變量。

（2）建立設(shè)備講解語音和對(duì)應(yīng)字幕

根據(jù)一個(gè)設(shè)備講解文字腳本，利用人工配音的方式將其配成語音格式，其特征在于：給待配音的一篇文字分段配音;建立語音段和字幕的配置文件。

（3）建立語音控制動(dòng)畫曲線

a）建立語音控制類目。

h）建立空物體控制目標(biāo)，將語音控制類目手動(dòng)添加到控制目標(biāo)上。

c）對(duì)控制目標(biāo)對(duì)象建立語音控制動(dòng)畫曲線。

d）將建立好的語音控制動(dòng)畫手動(dòng)賦值給類中語音控制類的參數(shù)。

最后，將建立好的SF6VoiveAndTitleCTL.anim動(dòng)畫用手動(dòng)拖拽賦值的方式賦值給控制目標(biāo)物體語音控制類屬性中類的控制參數(shù)，以便后期調(diào)取。

第三步：播放語音控制動(dòng)畫曲線，進(jìn)行語音和字幕播放與切換處理，同時(shí)進(jìn)行視角變化與突出顯示零部件處理。在語音控制類目類中建立控制方法。當(dāng)播放語音控制動(dòng)畫時(shí)，控制者參數(shù)即發(fā)生變化，隨著控制者參數(shù)的逐漸升高，按照順序逐一觸發(fā)每一條講解語音和對(duì)應(yīng)字幕，實(shí)現(xiàn)講解語音和對(duì)應(yīng)字幕的播放與切換。同時(shí)視角自動(dòng)移動(dòng)至每一條語音對(duì)應(yīng)的視角位置，且突出顯示語音對(duì)應(yīng)的設(shè)備零部件三維物體。

3 結(jié)語

通過上述電力仿真培訓(xùn)軟件對(duì)電力設(shè)備的控制講解方法介紹，操作人員可以方便地利用仿真軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)地仿真，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提高培訓(xùn)效果，提高實(shí)際電力檢修效率并對(duì)電力培訓(xùn)工作地有效開展具有重要意義。

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