基于JavaScript和Html語言機械制圖虛擬模型庫研發

張愛榮

（太原工業學院機械工程系，山西 太原030008）

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基于JavaScript和Html語言機械制圖虛擬模型庫研發

張愛榮

（太原工業學院機械工程系，山西 太原030008）

摘要：介紹了機械制圖虛擬模型庫的的特點、設計思想、結構和內容。論述了模型庫靜態網頁制作的關鍵技術和實現方法，指出了它們的特點和優勢。實踐證明，該模型庫在制圖課程教學中取得了良好的效果，能使學生加強對教學內容的感性認識，提高學習興趣，更好的理解和掌握教學內容。

關鍵詞：機械制圖；虛擬模型；計算機輔助教學

機械制圖是工科專業的重要專業基礎課，為了培養學生空間思維能力，需要大量使用教學模型，在課堂教學或課后作業中增加學生的感性認識。機械制圖教學模型作為制圖教學手段的重要組成部分，在幫助學生形象地理解教學內容的過程中，發揮著積極的輔助教學的作用。多年來我院在工程制圖和機械制圖的教學中一直采用傳統的教學模型進行課堂演示，但傳統的教學模型價高、易損、不便攜帶、不能修改、課堂傳遞信息量少，已經不能滿足現代制圖教學的需要。

利用現代高科技的計算機軟件結合多媒體技術設計制作一個機械制圖的虛擬模型庫，來克服傳統教具攜帶不便，課堂傳遞信息量有限的缺點，增大課堂信息量，縮短授課時間等，以解決了我院不斷壓縮課時引發的教學時間短缺，學生學習困難的矛盾具有重要的現實意義。

1　機械制圖虛擬模型庫的特點

與傳統教學模型相比，機械制圖三維虛擬模型庫有以下五方面的優點：

（1）模型庫所包含的模型均經過認真篩選，適合我院學時要求和教學大綱要求，所設計模型均圍繞教材建立，保持與教學資料的同步。同時還有大量模型用于擴展學生知識面，模型庫按教學大綱要求分為七個模塊，各模塊組織合理、分類明確、簡潔，便于學生理解。

（2）由于上課教室不能夠實時上網，所以動態網頁不能使用。為了方便教學，網站制作成靜態網頁，這種靜態頁面不需要后臺服務器的支持就可以使用，將模型刻在光盤上或導入優盤中使用，攜帶方便，對使用環境無特殊要求，提示信息明確，使用簡單、直觀。靈活，課堂演示方便快捷，大大方便了課堂教學的使用。如圖1所示。

圖1　機械制圖虛擬模型庫主頁

（3）虛擬模型庫只需要一張光盤或優盤就可以存放數千個模型。教師可以根據教學需要實時對模型庫進行修改、更新，滿足教學需要。虛擬模型庫可以降低購買實物模型的成本，減少了教學成本、提高了教學質量。還可以消除大量實體模型存放管理問題[1]。

（4）虛擬模型庫中模型視頻及裝配圖的虛擬裝配動畫（AVI格式）由Solid Works完成，模型精度高、形象逼真、色彩豐富，還可以觀察復雜物體的內外結構。動畫演示立體切割過程、相貫線的形成及形狀、物體剖切面的位置及剖切過程、裝配圖零件數量及拆裝順序。在課堂教學中，借助計算機虛擬模型的幫助，教師在授課中的一些重點問題如：截交體、相貫體、組合體、剖視圖等內容可以清晰、生動、形象地展示在學生面前，難點變得容易理解，有效的幫助學生培養空間想象能力和空間思維能力。增大了課堂的信息量[2]。如圖2所示。

圖2　嵌入式視頻播放動畫

（5）虛擬模型庫可以幫助學生根據自己的需要，在網上重復多次地進行三維模型的學習觀摩，提高空間想象能力及三維構型能力，為后續專業課程的學習奠定了基礎。

2　虛擬模型庫制作方法

2.1虛擬模型庫框架構建

機械制圖虛擬模型庫框架如圖3所示。三維模型庫分為七大類，包括基本體、截切體、相貫體、組合體、機件表達、典型零件、裝配體等。用Solid Works軟件構建三維模型，并將其轉換為二維圖形，用Auto－ CAD軟件調整后加入到二維視圖表達庫，同時將三維模型轉換為AVI格式，可對模型進行全方位動畫演示。

圖3　機械制圖虛擬模型庫框架

2.2靜態網頁設計方法

網頁制作主要使用JavaScript和Html語言的結合。通過Html技術展示網站內容，網站的界面設計由css實現。JavaScript監聽用戶的操作，將模型庫的數據提取出來動態的改變網頁的內容，實現網站快捷的內容切換。

機械制圖虛擬教學立體模型庫的研發利用現代三維造型技術，把實物三維立體模型轉化為虛擬三維模型，增加了立體模型的多方位可視性，優化了教學資源，體現了高校教育的先進性。還可以嵌入網頁與其他高等院校共享模型資源，實現校際間互通信息，為現代化教學提供更多的方便。

參考文獻：

[1]徐學平.機械制圖三維模型庫的開發及應用，考試周刊，2013，（15）：121.

[2]李虹.畫法幾何及機械制圖網絡CAI教學系統的研究與開發，工程圖學學報，2009，（6），164.

中圖分類號：TP391

文獻標識碼：A

文章編號：1672-545X（2016）04-0268-02

收稿日期：2016-01-09

作者簡介：張愛榮（1966-），女，山東寧陽人，講師，碩士，研究方向為機械工程。

Research and Practice of Mechanical Drawing Virtual Model Library

ZHANG Ai-rong
（Department of mechanical engineering，Taiyuan Institute of technology，Taiyuan Shanxi 030008，China）

Abstract:The characteristics，the design idea，the structure and contents of a virtual model library for Engineering Drawing are introduced.The key techniques and implementation methods of model library static web are described in detail．The practical application of this virtual model library indicates that it can enhance students’perceptual cognition to the teaching contents，can increase their learning interests，and can master the teaching contents more quickly.

Key words:engineering graphics；virtual model library；CAI