基于Director的工程圖學習題解答系統的開發

吳根興

基于Director的工程圖學習題解答系統的開發

吳根興

中國計量學院現代科技學院 杭州 310018

Director能夠對3D對象自由操作的特性非常適合于工程圖學習題解答系統。介紹基于Director的工程圖學習題解答系統的開發，包括系統架構的設計、素材的準備、程序的編制、系統的打包和發布等。

Director；工程圖學；習題解答系統

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

作者：吳根興，講師，碩士，研究方向為計算機圖形學。

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

工程圖學習題解答系統不僅要能夠提供答案，還應提供立體模型，以便給學生對照立體模型，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和縮放，像Auto-CAD那樣可以動態地觀察模型。基于以上工程圖學習題解答系統的特點，目前已開發出的習題解答系統有以下兩種類型。

1）基于AutoCAD的習題解答系統。該系統通過調用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。該系統能夠隨心所欲地旋轉或縮放立體模型。但缺點是需要安裝AutoCAD軟件，同時三維立體模型和二維圖形（習題答案）一般需要在不同的窗口中打開，兩者對照性稍差。

2）基于視頻的習題解答系統。該系統先通過對立體模型的旋轉進行視頻錄像或動畫錄制，保存成avi或其他格式，再通過Authorware等軟件集成到開發系統中，并提供播放、暫停等功能，以便用戶能隨時觀察模型。該系統的缺點是并不完全能隨心所欲地由用戶旋轉模型，而是事先設定的。

Director是結合了LINGO程序設計和多媒體制作的綜合性多媒體開發軟件，在當今的多媒體開發軟件領域中處于絕對的領導地位。而且它具有無限縮放、旋轉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雜的身臨其境的三維虛擬演示等開發功能。Director的這種特性對于工程圖學習題解答系統是非常適合的。

1 系統架構的設計

1）總體架構：按章分類，提供選題功能。先單擊章號，再單擊題號，跳轉到小題頁面。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：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，不僅要讓學習者知其然，還要知其所以然。對于工程圖學習題，立體圖就是解答方法的一個說明。立體模型還要能夠由用戶隨心所欲地旋轉和縮放，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，以便詳細地了解裝配結構。針對以上設想，系統分界面如圖1（c、d）所示設計。完整的系統架構如圖2。

2 素材的準備

1）二維平面圖、三維立體圖的準備：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素材的準備：將CAD格式的三維立體模型導入到3ds Max，再導出成W3D格式，供Director調用。對于部件，如齒輪油泵、螺栓連接等，需要將各零件在3ds Max中組成組后再導出，這樣在Director導入該W3D文件后，可以整體旋轉或縮放立體模型。

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

3 程序的編制（軟件的實現）

在Director中，將相關的文件（演員）導入系統，將演員拖放到合適的位置，完成界面的設計。演員（按鈕）的功能實現則利用LINGO語言進行編程設計。

1）用LINGO實現選題：

3）3d素材的編輯。在Director將3d素材導入系統后，為了使3d素材更清晰漂亮，還需要進行光源和相機的調節。①光源的設定：可設置光源的位置，如top center等；設置直射光（directional）、環境光（ambient）的顏色，如品紅等；設置背景光（background）的顏色，如白色、藍色等。②相機的調節：可通過Drag Model to Rotate（旋轉）、Dolly Camera（縮放）等命令按鈕調節相機或模型，以便更清楚地觀察模型。調節到位后，執行Set camera transform命令按鈕完成相機的設置。

4）Director自由控制3d素材的實現。將Drag Model to Rotate（旋轉模型）、Mouse Left等2種行為依次拖曳至3d對象，在彈出的行為參數設置對話框中選擇拖曳左鍵時旋轉的角度（精度），實現利用左鍵自由旋轉模型的功能。將Dolly Camera（推拉相機，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縮放的百分比，并且設置右鍵放大、shift+右鍵縮小的功能。

5）Director控制Flash播放進度。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。其方法是跳轉到指定幀后再開始播放：

Flash的臨時中止則可設置停止按鈕或在Flash中設置斷點來實現。

4 系統的打包和發布

為了保護Director源文件，保護知識產權，需將源文件轉換為格式為dxr的電影文件。方法：執行下拉菜單Xtras/Update Movies命令。執行時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來調用主界面文件main。啟動電影文件尺寸為1*1像素，并設置為invisible和disResizable，程序代碼為go to movie _movie.path & “main”，指跳轉到指定目錄下的main文件并播放。發布電影時，可選擇發布成exe或html網頁等文件格式。

打包時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）打包進去，這樣才能正常播放電影。方法：執行下拉菜單Modify/Movie/Xtras命令。

5 結論

本系統的最大特點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，符合工程圖學習題解答的特點。系統經學生使用，反饋良好。

[1]何立鋒.Director11多媒體開發基礎與實戰[M].北京:清華大學出版社,2009.

[2]郭新房.Director11交互式多媒體開發標準教程[M].北京:清華大學出版社,2009.

[3]丁峰.3ds Max 2010實用教程[M].北京:電子工業出版社,2010.

[4]譚小慧.Flash 8動畫基礎案例教程[M].北京:清華大學出版社,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