基于Director的工程图学习题解答系统的开发

吴根兴

基于Director的工程图学习题解答系统的开发

吴根兴

中国计量学院现代科技学院 杭州 310018

Director能够对3D对象自由操作的特性非常适合于工程图学习题解答系统。介绍基于Director的工程图学习题解答系统的开发，包括系统架构的设计、素材的准备、程序的编制、系统的打包和发布等。

Director；工程图学；习题解答系统

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

作者：吴根兴，讲师，硕士，研究方向为计算机图形学。

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

工程图学习题解答系统不仅要能够提供答案，还应提供立体模型，以便给学生对照立体模型，辅助解释答案。立体模型最好还要能够随心所欲地由用户旋转和缩放，像Auto-CAD那样可以动态地观察模型。基于以上工程图学习题解答系统的特点，目前已开发出的习题解答系统有以下两种类型。

1）基于AutoCAD的习题解答系统。该系统通过调用AutoCAD软件，打开三维模型，通过AutoCAD软件的各种命令多角度地观察模型。该系统能够随心所欲地旋转或缩放立体模型。但缺点是需要安装AutoCAD软件，同时三维立体模型和二维图形（习题答案）一般需要在不同的窗口中打开，两者对照性稍差。

2）基于视频的习题解答系统。该系统先通过对立体模型的旋转进行视频录像或动画录制，保存成avi或其他格式，再通过Authorware等软件集成到开发系统中，并提供播放、暂停等功能，以便用户能随时观察模型。该系统的缺点是并不完全能随心所欲地由用户旋转模型，而是事先设定的。

Director是结合了LINGO程序设计和多媒体制作的综合性多媒体开发软件，在当今的多媒体开发软件领域中处于绝对的领导地位。而且它具有无限缩放、旋转3d素材等特性，因此可以提供从一般的交互性成品仿真演示到复杂的身临其境的三维虚拟演示等开发功能。Director的这种特性对于工程图学习题解答系统是非常适合的。

1 系统架构的设计

1）总体架构：按章分类，提供选题功能。先单击章号，再单击题号，跳转到小题页面。在小题页面上单击返回，则返回到总页面——选题页面，如图1（a、b）所示。

2）每道题架构：对于每道题，除了要能够提供答案外，最好还要有解答过程和解答方法，不仅要让学习者知其然，还要知其所以然。对于工程图学习题，立体图就是解答方法的一个说明。立体模型还要能够由用户随心所欲地旋转和缩放，也可最大化立体模型，以方便观察模型。为了便于重新做题或独立思考，模型需要显示与隐藏，题目和答案要方便切换。对各种剖视图，不仅要提供立体模型，还要提供剖切后的立体模型。对装配图，要提供装配立体图、装配剖切图、爆炸图，以便详细地了解装配结构。针对以上设想，系统分界面如图1（c、d）所示设计。完整的系统架构如图2。

2 素材的准备

1）二维平面图、三维立体图的准备：用AutoCAD绘制题目、答案等二维图形，制作三维立体模型。

2）题目、答案等图片的准备：利用剪贴板和画图（mspaint）软件，将CAD格式的二维图形制作成tif格式的图形文件。

3）3d素材的准备：将CAD格式的三维立体模型导入到3ds Max，再导出成W3D格式，供Director调用。对于部件，如齿轮油泵、螺栓连接等，需要将各零件在3ds Max中组成组后再导出，这样在Director导入该W3D文件后，可以整体旋转或缩放立体模型。

4）解题过程等动画的准备：利用Flash，将解题过程制作成Flash动画格式。

3 程序的编制（软件的实现）

在Director中，将相关的文件（演员）导入系统，将演员拖放到合适的位置，完成界面的设计。演员（按钮）的功能实现则利用LINGO语言进行编程设计。

1）用LINGO实现选题：

3）3d素材的编辑。在Director将3d素材导入系统后，为了使3d素材更清晰漂亮，还需要进行光源和相机的调节。①光源的设定：可设置光源的位置，如top center等；设置直射光（directional）、环境光（ambient）的颜色，如品红等；设置背景光（background）的颜色，如白色、蓝色等。②相机的调节：可通过Drag Model to Rotate（旋转）、Dolly Camera（缩放）等命令按钮调节相机或模型，以便更清楚地观察模型。调节到位后，执行Set camera transform命令按钮完成相机的设置。

4）Director自由控制3d素材的实现。将Drag Model to Rotate（旋转模型）、Mouse Left等2种行为依次拖曳至3d对象，在弹出的行为参数设置对话框中选择拖曳左键时旋转的角度（精度），实现利用左键自由旋转模型的功能。将Dolly Camera（推拉相机，缩放模型）、Mouse Right、Mouse Right等3种行为依次拖曳至3d对象，在弹出的对话框中选择每次单击右键时缩放的百分比，并且设置右键放大、shift+右键缩小的功能。

5）Director控制Flash播放进度。对于解题过程，在利用Flash制作成动画后，为了能够控制播放进度，以方便用户观看与思考，需要通过Director编程来控制Flash的播放。其方法是跳转到指定帧后再开始播放：

Flash的临时中止则可设置停止按钮或在Flash中设置断点来实现。

4 系统的打包和发布

为了保护Director源文件，保护知识产权，需将源文件转换为格式为dxr的电影文件。方法：执行下拉菜单Xtras/Update Movies命令。执行时注意选择备份源文件。由于主界面电影文件较大，启动速度较慢，因此可以制作一启动程序start来调用主界面文件main。启动电影文件尺寸为1*1像素，并设置为invisible和disResizable，程序代码为go to movie _movie.path & “main”，指跳转到指定目录下的main文件并播放。发布电影时，可选择发布成exe或html网页等文件格式。

打包时注意要将程序要用到的Director自带的和第三方插件（如Font Ssset.x32、SWACnvrt.x32等）打包进去，这样才能正常播放电影。方法：执行下拉菜单Modify/Movie/Xtras命令。

5 结论

本系统的最大特点是立体模型和答案在同一界面上互相对照，且用户可以自由观察立体模型，符合工程图学习题解答的特点。系统经学生使用，反馈良好。

[1]何立锋.Director11多媒体开发基础与实战[M].北京:清华大学出版社,2009.

[2]郭新房.Director11交互式多媒体开发标准教程[M].北京:清华大学出版社,2009.

[3]丁峰.3ds Max 2010实用教程[M].北京:电子工业出版社,2010.

[4]谭小慧.Flash 8动画基础案例教程[M].北京:清华大学出版社,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