Flash动画技术在虚拟实验中的妙用

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Flash动画技术在虚拟实验中的妙用

[摘要]Flash动画技术在虚拟实验中的妙用在于，用二维动画技术实现虚拟现实三维动感视听效果的实验过程，这是对Flash动画技术的挑战和尝试。本文从虚拟实验动画创作技术及虚拟实验室开发过程两个方面，详细介绍虚拟实验室动画研发的过程及技术创新点。



【关键词】虚拟实验；动画技术；技术创新

Flash动画技术在虚拟实验中的妙用在于，用二维动画技术实现虚拟现实三维动感视听效果的实验过程，使用该技术开发的虚拟实验室，提高了实验效率、降低了实验成本，弥补了实验设备不足的问题。尤其是虚拟实验仪器设备的绘制形象逼真，达到了仿真的视觉效果，声音的添加烘托出虚拟实验动画过程的听觉感受，视听的双重感受把观众带进了清新明亮的虚拟实验室。



一、虚拟实验动画创作过程

动画创作过程分为总体设计和详细设计，总体归纳为四个阶段：动画创意、动画设计、动画制作、文件管理，每个阶段都发挥着不可替代的作用。



1、动画创意阶段。应用Flash动画技术，实现虚拟实验室效果，达到多媒体视听感受，具有演示和交互功能，方便教师和学生使用。这一阶段的主要任务，是确定虚拟实验动画的色调、风格和交互形式，为后面的设计明确思路，有利于保持虚拟实验室每个实验的风格统一性。为了达到视觉上的清爽感受，最终确定以蓝绿色调为主来表现明亮而宁静的实验室环境，配以淡雅的仪器设备，这样的搭配有助于消除视觉疲劳。



2、动画设计阶段。包括动画结构设计、场景设计、元件设计（鼠绘矢量图形元件）、交互功能设计、多媒体效果设计（模拟仪器声音效果）。这一阶段的主要任务，是把握动画整体结构层次的设计，为详细设计搭好框架结构，并用帧注释标明下一步需要制作的内容，为下一阶段提供了必要的文案设计，这样不仅可以保持设计思路的连贯性，而且还可以提高设计效率，为其它虚拟实验的创作提供了设计模板。



3、动画制作阶段。包括制作图形元件（鼠绘三维矢量图形），制作按钮元件（三维动感），制作影片剪辑（元件嵌套层次），制作片头动画（特效动画），制作主体动画（场景、图层、时间轴、帧），实现交互功能（动作脚本），烘托多媒体效果（声音和提示）。这一阶段的重点内容，是绘制虚拟实验设备，利用色彩和光线的变换来突出实验设备的立体感达到视觉仿真效果，接下来就是让虚拟的设备动起来模拟实验过程，同时伴随有设备的运转声音，达到听觉仿真效果。关键技术在于，制作矢量图形元件和带有层次嵌套的影片剪辑元件，把每一台设备




制作成独立的元件有利于设备的维护和更新以及实验步骤的调整。



4、文件管理阶段。包括图层的管理和文件库的整理，这一阶段的主要任务，是以文件夹的形式管理库文件，以便于元件资源共享，避免重复劳动，提高工作效率，有利于团队合作及虚拟设备的维护和更新。



二、虚拟实验室开发过程

应用动画技术实现虚拟实验的开发，包括六个阶段：参观实验流程、分析实验原理、绘制实验仪器、制作实验步骤、实现交互功能、 测试动画效果。每一个阶段的准备工作都成为下一个阶段的工作前提。



1、参观实验流程。熟悉每一个实验所包含的环节，分析实验步骤之间的相互关系。通过操作规程和实验指导书，了解每个实验的用料比例，提炼出实验过程的关键步骤，为虚拟实验的动画设计做好必要的准备。



2、分析实验原理。熟悉仪器设备工作原理，分析仪器结构及运行状态。通过研究图纸甚至到实验现场观看实验设备的运行情况，了解各部件的名称和作用以及部件之间的工作关系，达到能够准确地拆分每个零部件，为绘制逼真的实验设备做好充分的准备。



3、绘制实验仪器。鼠绘三维矢量图形仪器设备，产生仿真效果。为了达到或接近原始设备，尽量注重每一个细节的刻画：包括每一台仪器设备的整体比例结构、每一个部件的颜色材质、仪表盘的数据显示及按键、刻度盘的精确度数等。而且，每个部件都相对独立，以便于今后的设备维护和更新。



4、制作实验步骤。将实验步骤归纳分解，以影片剪辑方式放置于时间轴关键帧。这样设计的好处是条理清楚，步骤简洁。实验指导书上繁琐复杂的实验步骤经过归纳以后，就更加重点突出了，便于学生理解和掌握关键步骤。



5、实现交互功能。采用按钮交互形式，实现在场景之间切换、在时间帧之间切换。交互界面的设计分三个场景：实验标题封面、实验仪器设备、实验过程和步骤。



6、动画效果测试。经我院管道工程系专业教师的测试，对动画效果和功能非常满意。不仅视觉上感到生动形象，而且听觉上也格外逼真，每一个实验过程都伴随有仪器设备的声音——例如，倒水的声音、加入沙子水泥的声音、搅拌声音、震动声音、加载声音、打印数据的声音等等，直观生动的虚拟实验动画，能够帮助学生在较短的时间内理解实验原理和实验过程，掌握国家标准的的测定方法，为控制施工质量提供依据，这不仅提高了课堂效率，也为实训课的顺利完成做好了充分的准备。



三、技术创新与尝试

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