《汽油機(jī)工作原理》模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

湖南師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心 易和平

《汽油機(jī)工作原理》模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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Flash矢量動(dòng)畫不僅兼容性好、占用空間小，而且任意縮放也不會(huì)失真，已被廣泛用于網(wǎng)絡(luò)和CAI課件開發(fā)中。本文介紹了利用Adobe Flash Professional CS5開發(fā)汽油機(jī)四沖程的循環(huán)工作過程，并可慢動(dòng)作和分步演示，使學(xué)生對(duì)汽油機(jī)工作原理有較清楚認(rèn)識(shí)，動(dòng)畫形象、直觀地再現(xiàn)了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。該課件不僅解決了教學(xué)難點(diǎn)，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

Flash；汽油機(jī)工作原理；CAI課件

四沖程汽油機(jī)的工作分為吸氣、壓縮、做功和排氣4個(gè)階段，運(yùn)動(dòng)過程復(fù)雜，若不借助計(jì)算機(jī)來進(jìn)行模擬，學(xué)生是很難理解四沖程的真實(shí)內(nèi)涵及相關(guān)部件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的，F(xiàn)lash動(dòng)畫來模擬可起到事半功倍的教學(xué)效果。

一、動(dòng)畫界面

效果如圖1所示。

二、創(chuàng)作說明

本動(dòng)畫主要演示汽油機(jī)四沖程的工作過程。通過按鈕切換，四沖程可連續(xù)、慢動(dòng)作和分步演示。該動(dòng)畫的制作較復(fù)雜，創(chuàng)建的元件較多。用到的Action Script函數(shù)主要有：setProperty()、tellTarget()、gotoAndPlay()、play()、stop()等。

三、制作過程

第一步：設(shè)置電影屬性。

按Ctrl+M鍵，打開電影屬性對(duì)話框，設(shè)置屏幕大小為600x400px，背景顏色為FFCCCC.

第二步：創(chuàng)建按鈕元件。

本動(dòng)畫需制作的按鈕元件有：

“部件名稱”、“連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)”、“停止”、“慢鏡頭”及各沖程獨(dú)立運(yùn)行的“1”“2”“3”“4”等共計(jì)8個(gè)按鈕。按鈕的制作比較簡(jiǎn)單，在此不作說明。

第三步：創(chuàng)建圖形元件。

為了便于設(shè)計(jì)和修改，本動(dòng)畫中的圖形元件較多，如圖2所示。其中元件b、c、d、e、f、g供后面的影片剪輯制作中部件的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)之用，元件a、i、j、k(也可以不轉(zhuǎn)換為元件)主要是便于修改，再一個(gè)就是因要重復(fù)使用，用元件表示可減小動(dòng)畫的容量。

(注意：元件i、j、k必須與汽缸形狀的上部分相吻合)

第四步：創(chuàng)建影片剪輯。

本動(dòng)畫共有4個(gè)影片剪輯，分別是：

1.四沖程：四個(gè)沖程連續(xù)運(yùn)行：曲軸帶動(dòng)連桿運(yùn)轉(zhuǎn)，連桿再帶動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)氣門桿在氣門曲軸帶動(dòng)下壓縮或拉伸彈簧、打開或關(guān)閉氣門等，每進(jìn)入一個(gè)沖程，便出現(xiàn)該沖程名稱和說明。具體設(shè)計(jì)如圖3所示。共有15個(gè)圖層，從元件庫中將各圖形元件分別拖入對(duì)應(yīng)圖層舞臺(tái)中，按圖示位置排列好，然后按時(shí)間軸上的說明設(shè)置好各圖層動(dòng)畫。圖中所示的各關(guān)鍵幀動(dòng)畫均為“創(chuàng)建補(bǔ)間動(dòng)畫”，氣體和箭頭的推進(jìn)方向用遮罩層來實(shí)現(xiàn)。特別注意：對(duì)于動(dòng)畫中的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)象，如：曲軸、連桿，必須在設(shè)置動(dòng)畫之前將其中心移動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸位置，否則除了轉(zhuǎn)動(dòng)外還會(huì)有進(jìn)動(dòng)。

2.慢鏡頭：與上述的“四沖程”效果相當(dāng)，只是運(yùn)行速度變?yōu)?/3。在具體制作時(shí)，不必重復(fù)上面的“四沖程”步驟，而是采用復(fù)制元件的方法。將復(fù)制后的影片剪輯命名為“慢鏡頭”，然后將每一圖層各關(guān)鍵幀之間的間隔均擴(kuò)大到3倍，個(gè)別圖層可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。

3.分步演示：與“慢鏡頭”影片剪輯效果相當(dāng)，只是四個(gè)沖程可通過按鈕切換單獨(dú)運(yùn)行，便于學(xué)生反復(fù)重點(diǎn)看清每個(gè)沖程的工作過程。制作方法為：

表1

圖1 效果圖

圖2 圖形元件

圖3 “四沖程”影片剪輯元件的制作

圖4 部件名稱影片剪輯元件的制作

圖5 舞臺(tái)布置

圖6

圖7

圖8

圖9

圖10

圖11

（1）復(fù)制“慢鏡頭”影片剪輯，復(fù)制后的影片剪輯命名為“分步演示”。

（2）在“吸氣沖程”、“壓縮沖程”、“做功沖程”、“排氣沖程”結(jié)束的最后一幀處都插入一關(guān)鍵幀，在此關(guān)鍵幀處輸入的程序代碼為：stop()，使動(dòng)畫運(yùn)行到此便自動(dòng)停止。

4.部件名稱：主要說明汽油機(jī)各主要部件的名稱。在制作該影片剪輯時(shí)，特別注意各標(biāo)記線及文字位置要與設(shè)備部件位置相吻合。具體方法可參考以下步驟：

在圖庫中雙擊打開“四沖程”影片剪輯，鎖定各圖層，在最上層添加一新圖層，在新圖層的第5幀處（當(dāng)然也可在其他幀處，此時(shí)各部件位置如圖4a所示）按F6插入關(guān)鍵幀，在舞臺(tái)中借助底圖標(biāo)出各部件對(duì)應(yīng)名稱（圖b），然后選定該關(guān)鍵幀內(nèi)的所有內(nèi)容將其轉(zhuǎn)換為影片剪輯（選定對(duì)象后按F8鍵），并命名為“部件名稱”。轉(zhuǎn)換為影片剪輯后，將該新建圖層刪除。

第五步：創(chuàng)建舞臺(tái)。

將各影片剪輯和按鈕元件拖入各圖層的對(duì)應(yīng)舞臺(tái)中，注意放置各影片剪輯時(shí)要特別注意“四沖程”、“慢鏡頭”、“分步演示”要相互重合，“部件名稱”影片剪輯要與各部件位置吻合。如圖5所示。

第六步：編寫ActionScript程序。

為了使ActionScript程序能有效控制動(dòng)畫，在編寫ActionScript程序前，各影片剪輯必須添加一個(gè)實(shí)例名，如表1。

1.Action圖層程序代碼如圖6所示。

2.“部件名稱”按鈕程序代碼如圖7所示。

3.“連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)”按鈕程序代碼如圖8所示。

4.“停止”按鈕程序代碼如圖9所示。

5.“慢鏡頭”按鈕程序代碼如圖10所示。

6.分步演示按鈕“1”程序代碼如圖11所示。

分步演示按鈕“2”、“3”、“4”的程序代碼與按鈕“1”基本相同，只須將按鈕“1”中的gotoAndPlay(1)依次改為每一沖程的開始幀，即：gotoAndPlay(60)、gotoAndPlay(120)、gotoAndPlay(180)，即可。

第七步：按Ctrl+Enter組合鍵，測(cè)試影片。

易和平（1966—），男，湖南寧鄉(xiāng)人，碩士研究生，工程師，現(xiàn)供職于湖南師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心。