基于Silverlight技術(shù)的機(jī)械制圖在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

【摘 要】隨著多媒體技術(shù)在教學(xué)中的普遍使用，傳統(tǒng)機(jī)械制圖的教學(xué)改革也迫在眉睫。本文基于微軟新一代瀏覽器Silverlight技術(shù)設(shè)計與開發(fā)了一個機(jī)械制圖在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括在線學(xué)習(xí)、在線練習(xí)、重難點Flash動畫等功能。

【關(guān)鍵詞】Silverlight 機(jī)械制圖 在線學(xué)習(xí)

1 引言

《機(jī)械制圖》是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在現(xiàn)代工程技術(shù)人員的培養(yǎng)中起著極其重要的作用[1]。隨著多媒體技術(shù)在教學(xué)中的普遍使用，傳統(tǒng)機(jī)械制圖的教學(xué)改革也迫在眉睫。傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)存在著的課程結(jié)構(gòu)，課程內(nèi)容，教學(xué)方法，教學(xué)目標(biāo)上的局限性，已落后于多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等教學(xué)方式，采用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行深入的改革是必然的[2]。

目前，關(guān)于《機(jī)械制圖》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)方面的研究還比較少，內(nèi)容也比較簡單。只有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和石家莊鐵道學(xué)院有相關(guān)研究。因此，本文設(shè)計開發(fā)的《機(jī)械制圖》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)具有一定的創(chuàng)新性。通過對這樣一個學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)可以改變傳統(tǒng)的《機(jī)械制圖》教學(xué)方式，可以克服課本上枯燥的線形文字和插圖的不足，豐富教學(xué)內(nèi)容；同時也為學(xué)生提供了一個主動學(xué)習(xí)的平臺，使學(xué)生由被動接受知識的對象轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃荧@取知識的探索者，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，切實提高教學(xué)質(zhì)量，對《機(jī)械制圖》課程的發(fā)展具有極其重要的意義。

2 Silverlight技術(shù)

2.1 Silverlight介紹

Microsoft Silverlight是一個跨瀏覽器的、跨平臺的插件，為網(wǎng)絡(luò)帶來下一代基于NET framework的媒體體驗和豐富的交互式應(yīng)用程序。Silverlight以XAML為界面呈現(xiàn)語言，支持2D矢量圖形、文字、動畫、數(shù)據(jù)雙向綁定、控件風(fēng)格與模板、LINQ、WCF、JSON、Socket和跨域訪問等高級特性。在Silverlight4.0版本中還加入3D能力，支持更多的多媒體格式，豐富了動畫效果、濾鏡功能，使搜索引擎優(yōu)化、數(shù)據(jù)綁定增強(qiáng)等。Silverlight提供靈活的編程模型，并可以很方便地集成到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序中。Silverlight可以對運(yùn)行在Mac或Windows上的主流瀏覽器提供高質(zhì)量視頻信息的快速、低成本的傳遞，支持IE、Firefox甚至Apple的Safari瀏覽器，而無需對現(xiàn)有的網(wǎng)站設(shè)計進(jìn)行移植[2]。

對于互聯(lián)網(wǎng)用戶來說，Silverlight是一個安裝簡單的瀏覽器插件程序。用戶只要安裝了這個插件程序，就可以在Windows和Mac上多種瀏覽器中運(yùn)行相應(yīng)版本的Silverlight應(yīng)用程序，享受視頻分享、在線游戲、廣告動畫、交互豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等等。

對于開發(fā)設(shè)計人員而言，Silverlight是一種融合了微軟的多種技術(shù)的Web呈現(xiàn)技術(shù)。它提供了一套開發(fā)框架，并通過使用基于向量的圖像圖層技術(shù)，支持任何尺寸圖像的無縫整合，對基于asp .net、AJAX在內(nèi)的Web開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)了無縫連接。Silverlight使開發(fā)設(shè)計人員能夠更好地協(xié)作，有效地創(chuàng)造出能在Windows和Macintosh上多種瀏覽器中運(yùn)行的內(nèi)容豐富、界面絢麗的Web應(yīng)用程序[2]。

2.2 Silverlight工作原理

Silverlight是以宿主瀏覽器為基礎(chǔ)環(huán)境的。宿主瀏覽器接口通過npctrl.dll與Silverlight對接。npctrl.dll是一個ActiveX控件，可以被調(diào)用。npctrl.dll會調(diào)用agcore.dll來處理一些非托管的接口程序， 也會調(diào)用coreclr.dll來創(chuàng)建一個公共語言運(yùn)行庫（CLR，Common Language Runtime）。我們編寫的Silverlight應(yīng)用程序是運(yùn)行在coreclr.dll創(chuàng)建的CLR當(dāng)中的。

3《機(jī)械制圖》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

3.1學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

《機(jī)械制圖》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括四大功能，分別是在線學(xué)習(xí)、在線練習(xí)、重難點Flash、注冊登錄。具體功能框圖如圖2所示。系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，各層之間通過服務(wù)接口和數(shù)據(jù)訪問接口實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)交換。這種結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)良好的程序結(jié)構(gòu)的同時，也能達(dá)到靈活部署、方便升級和維護(hù)的目的。

1.在線學(xué)習(xí)功能：實現(xiàn)機(jī)械制圖理論教學(xué)內(nèi)容的WEB展示，方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容的素材主要為視頻形式，含多媒體動畫效果，需要在網(wǎng)頁中同樣實現(xiàn)多媒體動畫效果。

2.在線練習(xí)功能：在網(wǎng)頁上實現(xiàn)簡單的繪圖功能，學(xué)生可以根據(jù)練習(xí)題的要求在網(wǎng)頁上進(jìn)行簡單的圖線繪制，完成練習(xí)后，可以單擊查看正確答案按鈕查看正確練習(xí)答案。

3.重難點Flash：展示學(xué)習(xí)過程中重點、難點的Flash動畫。

4.注冊登錄功能：上述三個功能的使用都需要學(xué)生先注冊成功，并以用戶名和密碼成功登錄后才能使用。

3.2開發(fā)環(huán)境

采用Microsoft Visual Studio 2008 平臺，Microsoft Expression web 3，ASP.net開發(fā)技術(shù)，Sliverlight技術(shù)，xaml技術(shù)，數(shù)據(jù)庫采用SQL server 2008。

3.3在線繪圖功能的實現(xiàn)

Shape繪圖是一個名為“Shape”的基本類，由它衍生出6個子類，通過這6個子類可以繪制不同的圖形，分別是：Line：繪制直線；Rectangle：繪制矩形；Ellipse：繪制橢圓形；Polygon：繪制多邊形；Polyline：與Polygon類似，區(qū)別在于圖形的封閉性；Path：以上的綜合體。

Geometry對象（如 EllipseGeometry、PathGeometry 和 GeometryGroup）可以用于描繪二維 （2-D） 形狀的幾何圖形。這些幾何圖形的描繪具有許多用途，例如，定義一個要繪制到屏幕的形狀或者定義剪輯區(qū)域。Geometry對象可以很簡單（如矩形和圓），也可以是基于兩個或更多個Geometry對象創(chuàng)建的復(fù)合形狀。使用 PathGeometry對象可以創(chuàng)建更復(fù)雜的幾何圖形，這些對象可用于描繪弧線和曲線。

Geometry 和 Shape 類的相似之處在于它們均描繪二維形狀（例如，比較 EllipseGeometry 和 Ellipse），但它們之間也存在一些重要的區(qū)別。例如，Shape 對象是 UIElement 對象，而 Geometry 對象不是。因為是 UIElement 對象，所以 Shape 對象可以進(jìn)行自我呈現(xiàn)并具有 Opacity、OpacityMask 以及 Geometry 對象所沒有的其他圖形屬性。因此，本系統(tǒng)中的繪圖功能采用shape類。

實現(xiàn)的繪圖功能包括：點繪制、直線繪制、射線繪制、構(gòu)造線繪制、圓形繪制、多邊形繪制等。可以滿足《機(jī)械制圖》課程一般練習(xí)的需求。

4 結(jié)束語

《機(jī)械制圖》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)實現(xiàn)了在線學(xué)習(xí)、在線練習(xí)、重難點知識點Flash動畫制作，對提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，改善機(jī)械制圖的教學(xué)質(zhì)量提供了很好的幫助。

【參考文獻(xiàn)】

[1]駱正茂.基于Silverlight的機(jī)械零部件在線制圖系統(tǒng)[J].現(xiàn)代制造工程，2011（6）：43-45，72

[2]胡世清，程國雄.基于Silverlight的網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國電化教育，2011（6）：126-129.

[3]銀光中國.http：//www.silverlightchina.net.

[4]程國雄，胡世清.基于Silverlight互動學(xué)習(xí)RIA平臺的研究與實現(xiàn)[J].計算機(jī)工程與科學(xué)，2010（7）：23-26.

[5]葉大萌，祁鋒主編.機(jī)械制圖[M].華中科技大學(xué)出版社，2013.

[6]祁鋒主編.機(jī)械制圖習(xí)題集[J].華中科技大學(xué)出版社，2013.

[7]四川大學(xué)工程制圖教研室編.機(jī)械制圖[M].北京郵電大學(xué)出版社.

[8]四川大學(xué)工程制圖教研室編.機(jī)械制圖習(xí)題集[M].北京郵電大學(xué)出版社.

[9]大連理工大學(xué)工程制圖精品課程網(wǎng).http：//graphics.dlut.edu.cn/.endprint