PV3D在FLASH課件制作中的應(yīng)用

秦偉+張勁松

摘要：中學(xué)化學(xué)教學(xué)中利用信息技術(shù)手段展示微觀世界的物質(zhì)和各種反應(yīng)過(guò)程具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。文章以《化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)》為例，通過(guò)運(yùn)用PV3D引擎結(jié)合FALSH軟件實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中的各種展示與反應(yīng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)交互性強(qiáng)的教學(xué)課件制作。望從課程教學(xué)設(shè)計(jì)、課件設(shè)計(jì)、PV3D結(jié)合flash運(yùn)用及實(shí)現(xiàn)給一線教師制作類似的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件提供參考。

關(guān)鍵詞：PV3D；FLASH課件；3D引擎

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0181-03

Abstract： The middle school chemistry teaching in the use of information technology to show the micro world of the material and various reaction process has a unique advantage. In this paper， "chemical bond and chemical reaction" as an example， through the use of PV3D engine combined with FALSH software to achieve a variety of teaching design display and response process to achieve interactive teaching courseware production. Hope from the curriculum teaching design， courseware design， PV3D combined with the use of flash and the realization of the first line teachers to make similar computer aided teaching courseware to provide reference.

Key words： PV3D； flash courseware； 3D engine

1引言

PV3D（PaperVision3D）是一個(gè)很著名的Flash 3D免費(fèi)開源引擎，是一個(gè)基于ActionScript的開源項(xiàng)目，主要由巴西人Carlos開發(fā)出來(lái)，目的在于實(shí)現(xiàn)更加炫麗美觀、功能強(qiáng)大的Flash 3D Web應(yīng)用程序，PV3D的出現(xiàn)大大降低了我們制作flash3D動(dòng)畫的難度[1]。在FLASH制作課件中利用PV3D引擎加載3DMAX制作的3D模型或者是動(dòng)態(tài)3D特效能在制作地貌結(jié)構(gòu)層次、原子結(jié)構(gòu)模型、人體結(jié)構(gòu)模型、機(jī)械引擎剖面圖、電子結(jié)構(gòu)內(nèi)部模型、生物DNA分子模型等教學(xué)內(nèi)容上有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。特別是在不能夠利用現(xiàn)實(shí)模型及實(shí)驗(yàn)直接演示的，概念比較抽象的教學(xué)內(nèi)容制作上都可以根據(jù)自身知識(shí)建構(gòu)出相應(yīng)的模型及3D特效給予學(xué)習(xí)者相應(yīng)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，以提升學(xué)生對(duì)知識(shí)建構(gòu)的速率。本文以人教版教學(xué)內(nèi)容《化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)》為例，利用PV3D引擎在FLASH課件制作中調(diào)用3DMAX模型實(shí)現(xiàn)演示原子結(jié)構(gòu)模型間的化學(xué)鍵以及原子間的一系列反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)對(duì)微觀世界的虛擬展示以便讓學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有更直接的體驗(yàn)達(dá)到提升教學(xué)效果的目的。

2案例內(nèi)容分析及數(shù)字化設(shè)計(jì)

“化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)”是人教版高中《化學(xué)（必修）2》中的教學(xué)內(nèi)容，繼初中的物質(zhì)變化與化學(xué)反應(yīng)之后通過(guò)對(duì)化學(xué)鍵新知識(shí)的引入能幫助學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成和化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)；同時(shí)以“化學(xué)鍵”為橋梁能引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)維度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)是對(duì)化學(xué)鍵、離子鍵、共價(jià)鍵的概念和對(duì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)理解。學(xué)習(xí)目標(biāo)要求學(xué)生了解化學(xué)鍵的實(shí)質(zhì)，離子鍵、共價(jià)鍵的形成過(guò)程，化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化；初步學(xué)會(huì)從微觀的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的過(guò)程。

在數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先在知識(shí)回顧的模塊向同學(xué)們展示用FLASH制作的電解水的交互實(shí)驗(yàn)，通過(guò)演示及與同學(xué)們的交互幫助他們回憶舊知以便激發(fā)先前經(jīng)驗(yàn)；接著同學(xué)們將會(huì)看到一個(gè)H2O分子的模型，3個(gè)小球（H原子，O原子）間用閃電特效連接相互吸引的效果，讓同學(xué)直觀認(rèn)識(shí)到原子與原子中間是有一個(gè)東西在約束——化學(xué)鍵。根據(jù)金屬元素原子與非金屬元素原子，非金屬元素原子與非金屬元素原子相結(jié)合的原則分為離子鍵和共價(jià)鍵，加強(qiáng)同學(xué)們對(duì)化學(xué)鍵的認(rèn)識(shí)，為下文化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的斷裂與重組，能量的變化做下鋪墊；另在微觀粒子結(jié)合這個(gè)板塊，利用FLASH軟件制作電解水粒子的變化過(guò)程，同學(xué)們將會(huì)看到水分子由于受到外部能量的影響H-O-H共價(jià)鍵斷裂，H-H，O-O共價(jià)鍵的形成以及能量的變化過(guò)程，讓學(xué)生直觀地感受到化學(xué)鍵的斷裂需要吸熱，化學(xué)鍵的重組需要放熱，加強(qiáng)同學(xué)們對(duì)化學(xué)鍵以及原子重組間的能量變化的知識(shí)建構(gòu)。在知識(shí)的鞏固板塊，我將用flash制作一系列的問題，鞏固同學(xué)們對(duì)這節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。

3課件制作設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 準(zhǔn)備工作

下載3DMAX2009、COLLADAMAX、PV3D傻瓜包、3DMAX 插件PLASMA STUDIO.MS并將各種軟件安裝好。

（1）雙擊3DMAX 2009桌面快捷方式并打開軟件。

（2）點(diǎn)擊“準(zhǔn)幾何體”下的“對(duì)象類型”，選擇球體，并在透視圖中創(chuàng)建Sphere對(duì)象。

（3）將下載的PLASMA STUDIO.MS拖至3DMAX 2009操作界面，選擇對(duì)象并修改其屬性。

（4）設(shè)置模型的燈光，攝影機(jī)的位置，選擇材質(zhì)工具，將模型貼圖。

（5）渲染3D模型并導(dǎo)出模型，保存為.DAE文件的格式。

3.2片頭

（1）使用FLASH軟件打開修改下載的素材3D離子球.FLA里面的ACTION SCRIPT參數(shù)大小，保存并發(fā)布。

（2）使用FLASH軟件打開修改隨機(jī)變換的小球.FLA，修改ACTION SCRIPT碰撞檢測(cè)的參數(shù)，保存并發(fā)布。

（3）使用FLASH軟件打開雙擊piantou1.fla修改庫(kù)里面text里面的文字的參數(shù)，以及時(shí)間軸里面不需要的元件，修改完成以后保存并發(fā)布。

（4）使用FLASH軟件打開建立片頭.FLA與前面做的文件放在一個(gè)文件夾里，在時(shí)間軸的第一幀右擊鼠標(biāo)右鍵選擇動(dòng)作加載前面修改好的SWF文件實(shí)現(xiàn)如（圖1）效果，具體的加載代碼如下：

var tpwz12：String="piantou1.swf"；

var req12：URLRequest=new URLRequest（tpwz12）；

var tpjzq12：Loader =new Loader（）；

tpjzq12.load（req12）；

tpjzq12.x=74；

addChild（tpjzq12）；

3.3導(dǎo)航條

3.3.1 舊知回顧與新知導(dǎo)入

利用FLASH制作水電解的模擬實(shí)驗(yàn)。制作水槽，電路以及小水泡的元件以及一系列的按鈕，通過(guò)按開始按鈕，實(shí)驗(yàn)開始，同學(xué)們將會(huì)看到電流由電池正極出發(fā)流向水槽里，然后水槽里的導(dǎo)電棒兩邊產(chǎn)生電流，在電流的作用下分別產(chǎn)生小氣泡，通過(guò)燃著的小木條檢驗(yàn)兩導(dǎo)電棒兩端的氣體是什么如（圖2）。具體操作如下：

（1）打開FLASH 軟件，選擇工具欄里面的矩形工具，在屬性對(duì)話框里面找到填充顏色選擇#9DA9BA，在舞臺(tái)上面畫出一個(gè)矩形，雙擊有顏色的區(qū)域，單擊鍵盤上的Delete鍵，利用選擇工具選擇矩形線框上方一小部分，點(diǎn)擊刪除鍵。

（2）加載外部圖片電池，設(shè)置按鈕，利用線條工具設(shè)置筆觸大小。

（3）點(diǎn)擊選擇工具，選擇開始按鈕在屬性對(duì)話框里將其“名稱“設(shè)置為b1，在as圖層里選擇動(dòng)作寫入以下代碼：

b1.addEventListener（MouseEvent.CLICK，tiaozhuan）；

function tiaozhuan（event：MouseEvent）：void{gotoAndStop（5）；}

（4）在第5幀的位置插入已經(jīng)設(shè)置好的閃電效果元件，然后單擊修改菜單，選擇變形工具將閃電元件方向修改，雙擊閃電效果元件，在閃電效果的元件里面設(shè)置氣泡向兩極移動(dòng)的傳統(tǒng)補(bǔ)間動(dòng)畫，在時(shí)間軸上拷貝已做好的氣泡傳統(tǒng)補(bǔ)間動(dòng)畫，粘貼在時(shí)間軸的圖層，修改氣泡的不同位置以及出現(xiàn)及消亡的時(shí)間。

（5）最后設(shè)置一個(gè)檢驗(yàn)氣體的裝置，下載一個(gè)火柴動(dòng)畫的源碼，然后將火柴移動(dòng)至收集氣體的兩端實(shí)現(xiàn)火苗的變大和熄滅的效果以達(dá)到氣體的檢驗(yàn)。

3.3.2 原理解釋

在3DMAX 2009軟件中制作H2O分子，利用閃電的特效將H原子與O原子通過(guò)化學(xué)鍵將H-O-H原子之間連接。再利用PV3D引擎將此動(dòng)畫引入FLASH軟件制作中，如（圖3）。具體操作如下：

（1）先打開3D MAX2009軟件，在Object Type卷展欄里選擇Sphere在Perspective建立3個(gè)小球然后找到下載的PLASMA STUDIO.MS將其加載到3DMAX 2009的工作界面。

（2）選擇Add WayPoint添加3個(gè)小球Sphere01， Sphere02， Sphere03，點(diǎn)擊Activate，在3DMAX 2009的工作界面兩個(gè)球之間就會(huì)出現(xiàn)閃電的效果，然后修改其屬性達(dá)到最后的效果，點(diǎn)擊Beke生成動(dòng)態(tài)的3D閃電效果，下面選擇材質(zhì)，修改其自發(fā)光，透明度等參數(shù)，將其指定給閃電，這樣就形成閃電的效果。

（3）點(diǎn)擊Export，在保存類型里面設(shè)置為*.DAE格式.

（4）打開FLASH軟件，利用PV3D加載3D模型的代碼直接加載即可。

3.3.3 微觀粒子化合過(guò)程

利用3DMAX來(lái)模擬H-O-H兩條共價(jià)鍵的斷裂與O與O形成O2，H與H合成形成H2的過(guò)程，以及期間共價(jià)鍵斷裂吸熱的過(guò)程和共價(jià)鍵的形成放熱的過(guò)程，也就是將化學(xué)方程式實(shí)例化的過(guò)程，如（圖4）。 具體操作如下：

（1）打開3DMAX 2009，將具有特效的原子3個(gè)選中，然后選擇移動(dòng)工具按住Shift鍵復(fù)制出一組對(duì)象，根據(jù)上面做出兩個(gè)H-O-H模型。

（2）點(diǎn)擊菜單Rendering在下拉菜單里選擇Render setup，調(diào)節(jié)里面的參數(shù)Range與視頻格式（Output），HDTV（video）高清格式，再選擇合適的視屏尺寸，選擇完成之后，在Render Output里選擇渲染的位置。

（3）點(diǎn)擊Render按鈕，輸出保存視頻。

（4）利用ADOBE PREMIERE將視頻進(jìn)行在加工，導(dǎo)入電擊聲音，然后導(dǎo)出的視屏格式為*.flv文件格式為后面flash調(diào)用做準(zhǔn)備。

（5）再依次根據(jù)上面的步驟制作出化學(xué)鍵斷裂的過(guò)程.flv與化學(xué)鍵重組的過(guò)程.flv，最后用AS3.0代碼將前面做的三者組合起來(lái)。

3.3.4 知識(shí)的鞏固

利用FLASH軟件自帶的組合框控件制作系列選擇問題達(dá)到與學(xué)生交流鞏固的目的。具體操作如下：

（1）打開FLASH在導(dǎo)航條里面選擇插入，創(chuàng)建元件。

（2）在時(shí)間軸的第一幀利用線條工具畫出紅勾，在第二幀里插入關(guān)鍵幀，并在舞臺(tái)正中央位置畫出紅叉，在第三幀插入關(guān)鍵幀，在動(dòng)作里寫入stop（）；命令。

（3）單擊場(chǎng)景，再選擇Flash導(dǎo)航條里面的窗口，單擊窗口，在彈出的下拉菜單里選擇組件，在組件里面選擇User Iterface文件夾，在文件夾里面找到Button，CheckBox，

RadioButton，將這三個(gè)組件拖拽至庫(kù)里面。

（4）雙擊名稱對(duì)應(yīng)后面的AS鏈接，在AS鏈接里面依次對(duì)應(yīng)輸入fl.controls. Button，fl.controls. CheckBox，fl.controls.RadioButton，然后將這三個(gè)組件適量的拖拽至舞臺(tái)，將其放置在合適的位置，然后單擊舞臺(tái)上的組件，修改其組件參數(shù)和組件的名字.

（5）在工具欄里選擇文本工具，在舞臺(tái)空白的位置雙擊，然后輸入文字。然后調(diào)節(jié)頁(yè)面，讓一切看起來(lái)整齊。

（6）在主舞臺(tái)上插入新圖層，在第一幀位置單擊鼠標(biāo)右鍵，在動(dòng)作里輸入以下代碼：

if （RadioButtonGroup.getGroup（"t1"）.selectedData==3） {check1_mc.gotoAndStop（1）；}

else

{check1_mc.gotoAndStop（2）；}

for （var i=1；i<5；i++）

{for（var j=1；j<5；j++）

{this["c_"+i+"_"+j].enabled=false；}}

（7）創(chuàng)建一個(gè)主程序控制所有的選擇題和填空題，利用前面的方法加載SWF文件。

3.3.5 片尾

在FLASH軟件中，在時(shí)間軸的最后幀處插入靜態(tài)文本，修改靜態(tài)文本的屬性，輸入謝謝觀賞。

4 總結(jié)

PV3D Web 應(yīng)用只需要使用Flash ActionScript3.0搭配PV3D類的文件即可，而客戶端只需要安裝Flash Player9以上的版本即可以播放三維動(dòng)畫效果。特別是AS3.0出現(xiàn)后能結(jié)合其他第三方插件創(chuàng)建各種不同的應(yīng)用特效，如果巧妙地應(yīng)用于教學(xué)課件的制作能做出來(lái)的教學(xué)課件不僅生動(dòng)形象交互功能強(qiáng)大，而且在教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)效果明顯，已成為廣大教師制作教學(xué)課件的必選工具 。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閆豐亭，劉暢，賈金原. Flash3D引擎的發(fā)展現(xiàn)狀剖析及若干關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2013（10）.