设计制作的方法及分析用计算机对一个动态过程进行真实感模拟,过程的原理和性质的不同为计算机表达和描述方法提供了依据,同时,随着计算机软硬件技术的日益更新,使得过程演示可视化程度也越来越高。如对上述顺序动作回路实验动作过程,为达到实验目的,模拟演示过程及操作应完全符合实验过程的真实情况。我们在设计过程中,充分利用计算机多媒体技术的优势,便于学生不仅能直观地认识整个实验及操作过程,同时还可对回路中的每个液压元件的结构及工作原理作放大、拆开、动态观察并与液压符号对照,这是过去实物示教模板力所不及的,并且学生在任何时候可以在计算机屏幕前反复重复。虽然如此,但不能认为就可以完全取代在实验室做实验。以学生做为演示对象,我们进行了如下的制作:对液压传动基本回路实验的计算机模拟动态演示课件制作的思路根据顺序动作回路实验原理来制作。动手制作之前,预期到*终效果,应考虑到许多相关的因素,有教学心理学方面、专业方面,也有制作和*终演示时的软硬件环境因素。如对主演示面板的设计,考虑到设计在目前大多数微机显示器图象用在解析度为800@600象素情况下,将回路中所有的液压元件收入并布置在主演示面板之中,由于液压元件本身内部构造较为复杂,在此解析度下,从主面板上是难于分辨出液压元件的许多细部,因此对某些部分要作必要的夸大和示意表达,同时设计制作时考虑到对每一液压元件的结构工作过程能进行放大演示。
三维模型的建立作为演示过程中的基本素材,三维实体模型的建立是一关键环节,对回路中的所有液压元件,分别在AutoCAD系统中完全按照其真实的形态及尺寸作出三维实体模型(如示),对每个液压元件,在建模过程中各零件分别放在不同的层上(建模方法如文献<1>所述)。对有些元件作剖开处理以便能观察到内部,如液压缸。
部分液压元件三维模型。3虚拟真实感显示与动画设计将完成的三维实体模型输入3DStudioMAX场景中,编辑出与真实元件接近的材质感来,但对一些零件作一定的透明处理使观察者能看清内部。
三维动画的设计分为两个部分,一部分为每个独立的液压元件结构及工作过程动画,用于演示从主面板上放大后单一元件的工作过程及结构,使学生能清楚地看到细节,这一部分由于相对独立,运动件的运动规律多为平移和旋转显得不太复杂,在3DStudioMAX下完成较为容易;另一部分为主演示面板动画设计,从前述实验原理及过程分析可看出其中的动力元件、控制元件、执行元件,相互之间运动关系及工作顺序,从时间上分析看出多个元件的运动有些同时发生、有些用控制元件控制顺序发生,控制这些动画的发生要在动画的后期制作中完成。由于各元件运动的相关性,在时间上又非常严格,因此,对于整个实验在动画时间上将它们精确地划分开来,按时间划分来作出主演示板三维动画的分镜头。
后期制作动画分镜头完成后,还需完成其它素材,如:界面、字幕等。录制声音素材,进行拟音,如声音,我们录制了电动剃刀的声音后的工具进行加工处理,效果不错。将前期制作好的AVI文件格式的分镜头、WAV格式的声音文件以及BMP图片文件等作剪辑合成,其中控制时间及关键帧需花时间完成,有些需要逐格来做。合成后的剪辑,需要控制播放,在MacromediaAuthorware下制作液压传动基本回路实验的计算机模拟动态演示主演示面板,播放控制按钮模拟回路中真实的开关及控制键原型,如电源红色按钮、电磁换向阀按钮等,以控制播放来演示实验过程,同时可通过鼠标将箭头移入回路中各液压元件通过热区响应提示出对应的液压符号,单击某一元件时放大演示这一元件的工作过程及构造,*后,打包完成。目前多媒体后期制作及效果工具软件非常多,这为我们今后制作更多更好多媒体教程提供了方便。