多媒体技术在《液压传动与控制》教学软件设计中的应用实例(之一)

多媒体技术在《液压传动与控制》教学软件设计中的应用实例(之一)
陈淑梅,陈元贵,陈　明
(福州大学机械工程系,350002,E-mail:zjsmchen@)摘要:随着计算机技术的不断发展和教学方法与手段的不断更新,多媒体技术在教学软件设计中得到日益广泛的应用,同时也使计算机、多媒体技术在虚拟专业知识现实方面表现出特有的魅力。

本文将介绍近年来在进行的《液压传动与控制》多媒体教学软件设计实践中的一些体会。

关键词:多媒体技术;液压传动与控制;教学软件
1　多媒体教学的意义
因为计算机系统便于“控制信号”的产生、放大、调制和转换,是机器的神经系统,又叫“电脑系统”。

液压技术单位质量输出的功率大,可输出大的功率,对“控制信号”反映灵敏、动作迅速、它与机械系统结合起来可形成各种复杂的机械运动,便于控制工作机构的动作方式、运动速度和输出的力,可把它看成机器的“筋肉系统”。

因此目前液压传动技术与计算机技术相结合广泛地应用于工业生产过程中的各个领域,据资料统计,在发达国家,有90%以上的各种工程机械、数控加工中心和自动生产线都采用了液压传动。

实践证明:生产实际迫切需要大量掌握液压传动技术的人才,因而高校机械类专业均把液压传动与控制作为一门专业基础课来开设。

随着教学改革的不断深入,各专业知识内容的不断更新,相继出现的是知识信息量的不断膨胀,这与课程教学时数的减少成鲜明的对比,在多年的“教”与“学”实践过程中,老师与同学们都感到对液压基本元件的内部结构的讲解与理解十分困难,学生更不用说对复杂的液压系统回路的理解与设计;显然传统的教学手段和模式得到了严峻的挑战,而前几年由于计算机多媒体软件技术还不很成熟,特别是三维动画效果的表现还很难实现,因此使所开发的多媒体软件基本上是电子课本的形式,无法达到生动的效果。

因此我们课题组教师近来在科研与教学并举同时展开了形式多样的《液压传动与控制》多媒体教学软件的开发与设计,其中设计了:(1)多媒体《液压传动与控制》教学单机版,它可供老师上课时使用;(2)多媒体《液压传动与控制》教学网络版,并具有网上自学/自测和答疑系统等综合型软件,通过该综合型软件可将教学的范围扩大到校内外,使边远地区渴望求学的学生也能享受在校的学习生活。

本文主要以单机版为例介绍开发中的一些实践体会。

2　多媒体技术在《液压传动与控制》教学软件设计中的应用
(1)《液压传动与控制》课程的特点及对多媒体表现形式的要求
液压传动与控制是以流体为工作介质进行能量传递与控制的一种传动形式。

它是通过各种元件组成不同功能的基本回路,再由若干基本回路有机地组合成
具有一定控制功能的传动系统。

多媒体技术手段用于《液压传动与控制》教学的主要特点应该抓住如何灵活地将视频和音频表现手法进行有机结合,这点正是专业多媒体课件与其它形式(如产品、广告介绍)多媒体课件的主要区别。

特别是结合液压传动系统回路,利用二维图形和三维图形、静态图形和动态图形、间断图形和连续图形以及文本和超文本、媒体与超媒体等图表、解说旁白、背景音效、片头动画等具有强烈感官刺激作用的效果将液压油这个关键介质在各种液压元件及各种控制回路中的流动形式充分的表现好,透彻地剖析各种液压元件的结构特征和工作原理以及各种复杂液压回路的实现;从而充分地表现整个液压传动与控制中实现“液体压力”与“流体运动速度”传递的两个重要特征。

这种栩栩如生的虚拟专业知识现实的多媒体软件让学生在轻松的学习环境中掌握了复杂、抽象的液压技术知识。

(2)开发多媒体软件平台的选择
要编制一套成功的教学软件,除了有新颖的策划方案、周密的编导脚本、丰富的媒体手段外,合适的开发平台是十分必要的。

到目前为止,要开发一个多媒体软件有两种途径:一种是利用编程语言,从底层支持进行开发,如用Visual Basic作为开发平台。

另一种是利用现成的多媒体开发工具为平台直接进行开发,如使用Authorware。

下面我们就以Visual Basic与Au2 thorware这两个代表来说明这两种方法的特点:
Visual Basic的特点:Visual Basic是一种面向对象的编程语言,在多媒体制作方面,Visual Basic也是一种很好的制作软件,它所制作出来的多媒体软件,能在各种平台中使用,兼容性好。

但是利用它来制作多媒体时,则要求要从多媒体的底层开始制作,但这对于非计算机专业或对多媒体不清楚的使用者来说,确实很难,通过VB语言编写程序使开发软件时间长,这是它的不足之处。

然而,根据我们的使用经验,Macromedia公司出品的Authorware是一套功能十分强大的多媒体系统开发工具软件。

它具有如下特点:
①面向对象的创作。

Auth orware提供了直观的图标(Icon)控制界面,利用人机对话的界面对各种图标的逻辑结构进行有机的布局来实现整个应用系统的制作,从而取代了复杂的编程语言,这对非计算机专业人员制作多
媒体课件提供了很大的方便,非计算机专业人员只要具备一点计算机基础知识就可以很自如地利用Auth orware 软件进行各自专业领域的多媒体教学软件的设计。

②丰富的交互式与变量、函数功能。

Authorware 提供了极为丰富的人机交互方式,对多媒体系统,尤其是对交互式教学系统,人机交互是评估整个系统的重要方面,不仅如此,Authorware 提供丰富的函数与变量能对数据进行采集、存储与分析的各种方法。

这就为我们提供了在Auth orware 平台下的整个软件系统的控制与管理。

③多媒体集成环境。

Authorware 的功能可以将文本、图形、声音、动画和视像结合于一体,这就为教学软件的编制提供了强有力的多媒体集成工具。

④应用程序脱离来访环境运行。

Authorware 开发的应用程序在开发环境下经过调试和运行后,可以打包作为Wind ows 系统的可执行应用程序脱离开发环境独立运行,这就为所开发的软件的使用提供了方便。

⑤最新推出的Auth orware 5Attain 强化了在网络上发行的多媒体软件的制作功能,加入了新的流式传输技术和知识对象功能,还支持Flash 功能、Quick T ime 310格式、Alpha 通道、anti -aliasing 文本、V ox ware 译码器、链接媒体内置打包等;Authorware 应用程序能保持适当的运行效果,也使得多媒体制作人员能够在最短的时间内,创建最实用、最优秀的应用软件。

总之以Auth orware 工具作为开发平台,再配合3D Studio 、Ph otosh op 和音频(C ool Edit Pro )、视频等制作软件进行各种媒体素材的加工制作,再利用Authorware 的强大的集成功能就可将大量的动画、声音、图形、图像等媒体信息进行有机的结合成一个生动的交互式教学系统。

利用Auth orware 作为多媒体开发平台的开发结构如图1所示。

图1　Authorware 开发平台的结构
(3)Auth orware 在《液压传动与控制》多媒体教学
软件设计中的应用实例
①技术路线。

本软件共分为: a.片头设计:作为开场,片头的设计主要应具有新颖的效果,能吸引使用者进入《液压传动与控制》课程的学习环境; b.片
尾设计:片尾主要是介绍本软件制作单位和设计人员;c.软件“主控界面”的设计,“主控界面”包括了各个章节的标题及图标,为了使场景轻松,还应加入一些小动画,本软件的创作实例如图2所示; d.各个章节的素材制作及其素材的集成。

图2　《液压传动与控制》多媒体教学软件主控界面
下面将以“主控界面”为例介绍本软件制作中所采用的技术手段与实现方法和使用技巧。

图3　主控界面程序流程图
②“主控界面”设计。

主控界面是由“主标题”、“主菜单”、“各个章节标题”、“章节图标”和“小动画”以及背景音效和旁白解说等组成。

每一部分的播放设计可通过相应的“图标”的设置实现,其“主控界面”程序流程如图3所示,但是背景音乐的播放实现就得花点时间,下面就谈谈我们制作的体会。

A.背景音乐(midi )的播放技巧
柔和的midi 音乐作为背景音乐往往会给本是枯燥的专业知识的教学场面带来轻松的气氛。

但遗憾的是一般的Authorware 本身并不支持midi 音乐的播放。

得去找播放midi 的外部UCD 函数库,然后通过外部函数的调用来实现midi 的播放,经过几天的函数寻找和探索、使用后终于解决了这个问题,其步骤如下:
a.在Authorware 的主菜单的“Window ”下拉菜单的“Functions ”对话窗中“load ”按钮载入UCD 中的“a3wmme.u32”函数组;
b.利用Authorware 所提供的“=”计算图标,再从“a3wmme.u32”函数组中找到“MI DI play ”函数后
将其函数“粘贴”到“=”计算图标的设计对话框中,参数的设计如图4所示,关闭图4的对话框即可完成midi 的播放设计。

图4　背景音乐的设计
B.主控界面的形成
a.利用Ph otosh op 制作“主菜单”界面,包括背
景图和各个章节标题的词的效果处理,然后利用如图
3所示的“display ”图形显示图标将其插入显示;
b.“主标题”进入的实现。

为了使该课件的“主
标题”能突出显示,设置了“主标题”的从左到右的
进入,设计程序如图5所示。

图5　主标题运动设计程序
c.“小动物”飞入的实现。

小动物飞入是靠设置
该图标的过渡效果来实现的。

其操作为:选中该图标,
然后按下Ctrl +T ,出现的对话框设置如图6所示
:
图6　小动物飞入的设计程序
d.各个章节内容的进入与跳转的实现(见图7)
e.章节图标显示实现。

先设置一个热区响应如图8所示,其响应内容如图9所示,实现了章节图标显
示。

3　结论
本文主要介绍了多媒体软件———Authorware 在《液
压传动与控制》多媒体教学软件设计中的具体应用和
图7　
各章节内容的进入与跳转的实现
图8　
章节图标热区响应的设计程序
图9　热区响应的结果显示
使用中的一些技巧与体会。

实践证明Authorware 软件
作为交互式多媒体教学软件开发平台,由于其强大的集成功能———再配合3D Studio 、Photoshop 和音频(C ool Edit Pro )、视频等制作软件进行各种媒体素材的加工制作,就可将大量的动画、声音、图形、图像等媒体信息进行有机的集成一个生动的交互式教学系统。

同时也使计算机、多媒体技术在虚拟专业知识现实方面表现出特有的魅力。

本软件已开发完毕正在使用中得到不断完善。

参考文献
【1】谢深泉等著・多媒体基础与应用・北京大学出版社【2】何圣静编・多媒体技术与应用・北京理工大学出版社【3】宋云娴等著・多媒体程序设计技术・西安交通大学出版社【4】马　骁等编・Authorware 510设计实例与技巧・科学出版社
收稿时间:2000-07-03。