【论文分享】Flash3D在网络三维课件制作中的探索

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Flash3D在网络三维课件制作中的探索


摘要： 本文尝试以Flash三维场景显示的实例，为网络三维课件的制作提供参考和经验。



关键词： 计算机三维成像；课件制作；web3D；Flash3D；Papervision3D；网络三维课件



        1  Flash3D 技术及其在课件制作中应用情况的介绍



        最初，Flash是美国Macromedia公司所设计的一种二维动画软件，可以非常方便地嵌入网页，并通过专用的Web插件Flash Player来播放，由于其强大的动画、音频和视频表现能力，很快得到了普及，在互联网终端机桌面系统中占有90%以上的安装比例。在国内的教育行业中，由于Flash强大的多媒体表现能力，和便捷的网络发布能力，已经吸引了越来越多的教师，把Flash技术用在多媒体课件的制作上，使Flash软件逐渐成为当前最流行的课件制作软件之一。



        2  Flash3D制作网络课件的特点



        2.1 这些传统的优点，对于广大教师而言这些优点可简单罗列如下：①强大的多媒体表现能力。采用矢量图，缩放不变形；可以方便地嵌入和控制播放音频和视频；具有强大而齐全的绘画和色彩工具，自动地生成渐变动画；具有时间轴控制，支持层编辑等。可以非常方便地制作表现丰富、感染力强的多媒体作品。②便于发布。首先是生成的文件尺寸小，利用Flash生成的动画播放文件（*.swf）都非常小巧，一个精美的多媒体课件可包含在一、二十KB的容量里，大的、复杂的也可容纳于几百KB的空间里，可以非常方便地嵌入网页，同时也便于学生们打开浏览。其次，用于课堂上本地硬盘播放的课件，可以生成自带播放器的****文件，一次课的内容一般在几MB左右，占用空间小，携带方便，u盘中完全可以放下一个学期的课件，这样就可以避免讲课时教师机的系统环境不支持多媒体课件文件格式的尴尬情况。③Flash生成的课件，完成后导出扩展名为*.SWF的文件，具有一定的原始资料保护功能，无法直接从界面上对文字和图片进行复制粘贴，在一定程度上保护了教师的劳动成果。



        2.2 在此基础上，Flash3D制作课件，更进一步带来了自身的优点：①生动的三维表现能力；②更强大的交互能力；③由于其生动的表现力和交互能力，可以极大地促进学生自主学习的兴趣，从而为场景式教学、任务驱动式教学等教学改革，提供了一个非常好的教学内容展示平台。



        3  Flash3D的基本原理介绍



        做一个Flash课件就相当于教师导演一场舞台演出来展示课程内容，以往Flash可以非常容易将二维的图像、文字、音频、视频等元素结合起来，Flash player 10以后，可以支持三维场景的展示，使得Flash课件更加生动、形象。二维对象和投影在二维屏幕上的三维对象之间的区别在于，三维对象增加了第三维Z轴属性，三维对象的Z轴值越大，表示距离越远，在二维屏幕上的投影就越小。



        3.1 Flash3D中移动、旋转、缩放三维对象  可以用显式改变三维对象的X、Y、Z属性值，来移动三维对象的空间位置；可以通过设置对象的三种旋转属性：rotationX、rotationY 和 rotationZ，使三维对象分别沿X、Y、Z轴旋转；通过改变对象的scaleX、scaleY、scaleZ属性值，可以将三维对象分别沿X、Y、Z轴进行缩放。



另外，当需要对三维对象进行复杂的三维变换操作时，可以利用flash.geom.Matrix3D 类来完成，以提高运算效率。



        3.2 Flash3D引擎  Flash3D提供了三维渲染功能，但若要实现生动、复杂的三维场景、器具甚至人物，还需要Flash3D 引擎的支持，在3D引擎的基础上实现虚拟三维环境更加便捷，效果更好。Papervision3D是一款优秀和成熟Flash3D引擎的开源项目，尤其是Flash的脚本语言 ActionScript 3.0发布后，程序执行效率得到了大幅度提升。Papervision3D无论是在效率、功能上都有很好的表现，成为Flash3D三维开发的一个重要基础平台。



4  Flash3D在课件制作举例



        本文以Flash3D课件中展示三维场景为例，三维课件开发的关键技术，以供参考。



        4.1 模型的制作，目前的Flash编辑平台还以二维动画制作为主，生动而复杂的三维模型需要第三方建模软件做成的模型文件，再从外部导入Flash中渲染显示。由maya、3dsmax专业三维设计软件制作的文件，应该保存为什么格式的文件才能用AS3操作，在FLASH PLAYER中显示出来。满足这种需要的3D文件格式有很多种，其中COLLADA标准就是最常用的一种。



        本例中，用3DsMax制作了一个简单的三维虚拟课堂的场景，通过开源的COLLADA插件，导出的模型文件是classRoom.xml，贴图文件是classroom.jpg，地面的贴图文件是ground.jpg，可以方便地被flash 3d使用。



        4.2 Flash3D三维渲染关键代码说明，本例通过完成一个三维虚拟教学场景的展示，说明基于Papervision3D引擎的Flash三维制作的一般步骤。



        其中，采用Papervision3D引擎渲染三维场景时，一般需要定义四个元素，这四个元素是三维成像的关键：一是窗口：类似于房间的窗户，我们透过窗口看外面的三维世界。窗口解释成渲染的尺寸，就像我们拍照时照片的尺寸一样。二是场景：场景是指整个三维的场景。就像我们所处的大千世间，不过场景是虚拟的三维世界，是由我们用模型文件摆放、规划出来的。三是摄像机：类似于现实中的摄像机，将大千世界拍摄出动感的影片。不过，这里的世界是虚拟的，摄像机也是逻辑设置，通过算法来实现的。四是渲染器：将以上的所有的逻辑算法与数据，渲染成屏幕上连续一帧一帧显示的图像。



        5  发展前景



        Flash3D技术将课件制作技术带入了一个新的领域，在此技术之上，可以归纳、总结课件制作常规要求，编写专用的功能类库，在通用功能类库支持的基础上，编辑课件制作界面，以开发出专门的课件开发工具。



        可以预见，随着互联网的不断普及，WEB三维技术的不断成熟，三维网络课件的制作将在教学工作中，发挥越来越大的作用，而被广大教师和学生所喜爱。

参考资料：

[1]李方捷等著.ActionScript 3.0开发技术大全.清华大学出版社，2009-6-1，ISBN：9787302196570.（更多分享尽在纳金网http://www.narkii.com/）