一種采用動(dòng)態(tài)交互技術(shù)的艦船航路規(guī)劃軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

馮艷

摘要：通常艦船航路設(shè)計(jì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)過(guò)程是在圖紙或者使用計(jì)算機(jī)繪圖在靜態(tài)條件下討論完成的，這種動(dòng)態(tài)性、靈活性不強(qiáng)，缺乏直觀感知。本文針對(duì)艦船航行科學(xué)試驗(yàn)中航路設(shè)計(jì)靈活性不夠等問(wèn)題進(jìn)行研究，基于動(dòng)態(tài)交互和演示技術(shù)，規(guī)劃和設(shè)計(jì)一種調(diào)整便捷、重復(fù)性強(qiáng)、直觀動(dòng)態(tài)的航路設(shè)計(jì)軟件，在復(fù)雜航路設(shè)計(jì)，涉及多平臺(tái)、多設(shè)備協(xié)同時(shí)有獨(dú)到作用。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)交互 航路設(shè)計(jì) Flash MDM

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）08-0180-02

在艦船平臺(tái)的科學(xué)試驗(yàn)中，對(duì)艦船、飛機(jī)和設(shè)備的航路協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程通常采用圖紙手繪或使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件完成。由于條件限制這種方式靜態(tài)單一，重復(fù)性不高。對(duì)于平臺(tái)多、機(jī)動(dòng)強(qiáng)的航路設(shè)計(jì)來(lái)講，圖紙形式動(dòng)態(tài)連續(xù)性不強(qiáng)，表達(dá)不夠清晰。本文基于動(dòng)態(tài)交互和顯示技術(shù)，采用Flash動(dòng)畫(huà)軟件和MDM數(shù)據(jù)讀寫(xiě)技術(shù)，研究一種調(diào)整便捷、過(guò)程動(dòng)態(tài)、簡(jiǎn)單直觀、重復(fù)性強(qiáng)的航路設(shè)計(jì)軟件。能夠提高試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的效率。

1 動(dòng)態(tài)交互和演示技術(shù)

航路設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)采用美國(guó)Macromedia公司著名的交互式動(dòng)畫(huà)程序設(shè)計(jì)軟件Flash，其主要技術(shù)特點(diǎn)為：使用矢量圖形和流式播放技術(shù)提高流暢性；采用關(guān)鍵幀和圖符技術(shù)縮小文件大小，從而使動(dòng)畫(huà)在很短時(shí)間里就得以播放；通過(guò)ActionScript腳本編程語(yǔ)言和內(nèi)置組件實(shí)現(xiàn)用戶與動(dòng)畫(huà)的交互性[1]。對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)讀取和寫(xiě)入方面采用MDM公司的MDM Zinc，采用封裝形式實(shí)Flash實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)文件，瀏覽頁(yè)面，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)等等操作。

2 功能設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

2.1 軟件功能和流程設(shè)計(jì)

功能設(shè)計(jì)方面，根據(jù)用戶的需求，軟件需要實(shí)現(xiàn)航路航線設(shè)計(jì)，對(duì)方案進(jìn)行新建、修改、保存、打印、講解、動(dòng)態(tài)演示等操作，利用動(dòng)畫(huà)功能實(shí)現(xiàn)航路設(shè)計(jì)的交互性、參與性與重復(fù)性，軟件界面如圖1所示。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，通過(guò)對(duì)圖標(biāo)符號(hào)及其路標(biāo)點(diǎn)參數(shù)的設(shè)置，并將所有信息存儲(chǔ)于數(shù)組中。在演示界面，將數(shù)組中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，通過(guò)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行演示。數(shù)組中的信息可以保存起來(lái)，以便下次直接使用。

2.2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的功能實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)中，采用將圖標(biāo)對(duì)象所有的屬性信息、運(yùn)動(dòng)信息都存放的相應(yīng)的數(shù)組中保存和方便調(diào)用。然后利用幀循環(huán)實(shí)現(xiàn)每次對(duì)數(shù)組進(jìn)行掃描，掃描的循環(huán)控制變量的變化。每次幀循環(huán)對(duì)數(shù)組進(jìn)行掃描，掃描的循環(huán)控制變量的增量，使其每次都從每個(gè)標(biāo)號(hào)的0號(hào)路標(biāo)開(kāi)始。在掃描過(guò)程中，碰到數(shù)組中標(biāo)志項(xiàng)（tag）為1的表示此路標(biāo)已經(jīng)繪制完畢，直接跳過(guò)，碰到標(biāo)志項(xiàng)為0的，則對(duì)相應(yīng)的標(biāo)號(hào)進(jìn)行繪制。根據(jù)狀態(tài)項(xiàng)move styler的值，利用switch語(yǔ)句進(jìn)入相應(yīng)的路徑繪制。0表示直線，1表示逆時(shí)針半圓，2表示順時(shí)針半圓，3表示蛇形機(jī)動(dòng)，4表示手繪航線。

在掃描過(guò)程中：遇到開(kāi)始、結(jié)束等標(biāo)志位表示開(kāi)始繪制或者跳過(guò)；利用switch語(yǔ)句選擇進(jìn)入相應(yīng)的路徑繪制，每個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的繪制分為三部分：運(yùn)動(dòng)參數(shù)的初始化（每個(gè)路標(biāo)點(diǎn)的第一次繪制時(shí)進(jìn)行）；運(yùn)動(dòng)的結(jié)束（到達(dá)下一路標(biāo)點(diǎn)時(shí)）；中間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的繪制（每次的前進(jìn)步長(zhǎng)由計(jì)算和初始化時(shí)的參數(shù)得出）。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與更新

為了能將用戶設(shè)計(jì)的當(dāng)前態(tài)勢(shì)文件和當(dāng)前畫(huà)面的海圖有關(guān)信息保存在編輯方案中供以后重顯和集中統(tǒng)一管理，就必須實(shí)現(xiàn)Flash對(duì)文件讀寫(xiě)的功能，第一種方法是用Flash自身的函數(shù)SharedObject存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)，但是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)有限，而且操作上比較復(fù)雜；第二種方法是用VB構(gòu)造一個(gè)界面，把Flash嵌在里面，用FSCommand把所有數(shù)據(jù)以字符形式發(fā)給VB界面，由VB來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)寫(xiě)入文本，但在程序的實(shí)際編寫(xiě)工作中發(fā)現(xiàn)VB與Flash之間實(shí)現(xiàn)通訊并不容易；第三種是借助支持Flash的第三方軟件，Zinc是MDM推出的一款能將Flash做成exe的一個(gè)工具，可以讓Flash的exe完成讀寫(xiě)文件，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)等等操作，本軟件選擇了第三種實(shí)現(xiàn)方式。

3 軟件的操作與應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)界面的操作與應(yīng)用

3.1.1 要素選取與布局

標(biāo)圖作業(yè)的實(shí)質(zhì)是在海圖背景上標(biāo)繪圖標(biāo)標(biāo)號(hào)等標(biāo)圖內(nèi)容，存儲(chǔ)在態(tài)勢(shì)文件中，與海圖一起顯示或打印，為設(shè)計(jì)演示服務(wù)。圖標(biāo)標(biāo)號(hào)主要在軟件源程序中按照需求生成和管理。

在海圖背景上標(biāo)繪圖標(biāo)標(biāo)號(hào)的過(guò)程：首先選取待標(biāo)圖標(biāo)，在標(biāo)號(hào)面板上點(diǎn)按標(biāo)號(hào)后拖動(dòng)到海圖相應(yīng)位置即可，在參數(shù)面板中會(huì)自動(dòng)為標(biāo)號(hào)按照標(biāo)號(hào)性質(zhì)用數(shù)字序列命名，在標(biāo)號(hào)屬性單選框中可以選擇標(biāo)號(hào)的屬性即為標(biāo)號(hào)為“威脅方”（藍(lán)色）或者“友好方”（紅色）圖標(biāo)。

3.1.2 參數(shù)設(shè)置與動(dòng)作

參數(shù)面板是用戶主要進(jìn)行設(shè)計(jì)動(dòng)作的地方，也是設(shè)計(jì)軟件的核心。主要包括速度設(shè)置、運(yùn)動(dòng)方式設(shè)置、距離選擇、設(shè)置路標(biāo)和繪制航線。

①速度設(shè)置：為用戶已經(jīng)選擇完成的不同標(biāo)號(hào)設(shè)置速度，或者為用戶已經(jīng)選擇完成的同一標(biāo)號(hào)的路標(biāo)點(diǎn)設(shè)置速度，單位為Km/h。

②運(yùn)動(dòng)方式：共有5種運(yùn)動(dòng)方式可以選擇，分別為直線運(yùn)動(dòng)、逆時(shí)針半圓形運(yùn)動(dòng)、順時(shí)針半圓形運(yùn)動(dòng)、蛇行機(jī)動(dòng)、手繪航線。

③距離選擇：為用戶已經(jīng)選擇完成的標(biāo)號(hào)與最近的路標(biāo)點(diǎn)設(shè)置距離，單位為Km。

④設(shè)置路標(biāo)：為用戶已經(jīng)選擇完成的標(biāo)號(hào)設(shè)置路標(biāo)點(diǎn)，就是在選擇完成運(yùn)動(dòng)方式的基礎(chǔ)上增加多個(gè)路徑點(diǎn)，意味著標(biāo)將按照用戶設(shè)計(jì)的方案用第一個(gè)路標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)路標(biāo)點(diǎn)、第三個(gè)路標(biāo)點(diǎn)等等。

⑤繪制航線：為用戶顯示或者隱藏已經(jīng)繪制好的航線線條。

⑥開(kāi)始演示：為用戶對(duì)已完成的航路設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬過(guò)程。

3.2 演示界面應(yīng)用

演示界面的效果如圖1所示。主要包括播放控制面板和動(dòng)畫(huà)播放顯示區(qū)。播放控制面板用來(lái)設(shè)計(jì)航路的播放控制，包括加速播放（可選加速系數(shù)）、播放、重播、暫停、返回等控制；包括航線、路標(biāo)、畫(huà)筆顯隱、截屏等控制。動(dòng)畫(huà)播放顯示區(qū)將按照用戶設(shè)計(jì)的方案將標(biāo)號(hào)的運(yùn)動(dòng)按照時(shí)間排序順序顯示，為最終設(shè)計(jì)顯示效果。通過(guò)播放控制面板可以對(duì)動(dòng)畫(huà)播放進(jìn)行控制[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)Flash和MDM技術(shù)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)航路動(dòng)態(tài)交互的方法做了簡(jiǎn)要分析，與紙面標(biāo)繪和軟件繪圖相比，這種實(shí)現(xiàn)方式具有良好的可擴(kuò)展性、動(dòng)態(tài)性和可重復(fù)性，程序文件體積小，方便使用和攜帶演示；畫(huà)面直觀清晰，容易達(dá)到教學(xué)效果等。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘月云.Flash的兒童教育游戲研究與設(shè)計(jì)[D].湖南大學(xué)碩士論文，2011.

[2]陳麗，劉慧瓊.媒體界面交互性設(shè)計(jì)的流程和原則[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2006（04）.