Сечение многогранников

Размещено на http://www.allbest.ru

АДЫГЕЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК

Кафедра прикладной математики и информационных технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

студент 4 курса очного отделения

специальность 010503 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»

Учебное интерактивное приложение

«Сечение многогранников»

Ким Олег Вадимович

Майкоп, 2013



Оглавление

Введение

Глава I. Интерактивные возможности Flash технологий

§1. Flash-технологии

§2. Особенности Flash-технологий

§3. История появления Flash-технологий

Глава II. Проектирование и реализация СУБД

§1. Проектирование

§2. Реализация

Заключение

Список литературы

flash actionscript лекционный учебный



Введение

Характерной особенностью развития современного общества становится его информатизация. Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и использования информационных и коммуникационных технологий. Информатизация образования - это процесс интеллектуализации деятельности обучающегося. Она развивается на основе реализации возможностей информационных технологий.

Целью курсовой работы является создание программного продукта - учебного интерактивного приложения по теме «Сечения многогранников». Программный продукт должен включать в себя лекционный материал по данному учебному курсу и классический пример построения сечения многогранников.

Программа предназначена для изучения школьного курса геометрии и стереометрии 10-11 классов, освоении материала, а так же для изучения курса начертательной геометрии и инженерной графике.

Программный продукт должен иметь понятный и наглядный интерфейс.

Глава I

§1. Flash-технологии

Технология Flash основана на использовании векторной графики в формате Shockwave Flash (SWF) разработанная компанией Macromedia®. Это далеко не первый векторный формат, но именно его создателям удалось найти наиболее удачное сочетание между изобразительными возможностями графики, инструментальными средствами для работы с ней, а также механизмом включения результата в Web-страницы. Основным преимуществом Flash технологии является его межплатформенность, то есть этот формат может использоваться на любой аппаратно-программной платформе (в частности, как на компьютерах Macintosh, работающих под управлением операционной системы MacOS, так и на компьютерах IBM с ОС Windows). И еще одна весомая особенность Flash технологии: созданные на его основе изображения могут быть не только анимированы, но еще и дополнены интерактивными элементами и звуковым сопровождением.

Межплатформенность и возможность создания интерактивных мультимедийных приложений, обусловили быстрый рост популярности Flash технологии среди Web-дизайнеров. Поэтому почти одновременно с появлением самого формата фирмой Macromedia® были созданы встраиваемые компоненты (Plug-In) для двух основных браузеров Сети: Internet Explorer и Netscape Communicator. Это и способствовало еще более широкому распространению Flash технологии на просторах всемирной сети Интернет. В результате разработчики этих браузеров, объявили о намерении включить поддержку Flash непосредственно в ядро своих продуктов.



§2. Особенности Flash-технологий

Особенностью технологии Flash является тот факт, что она вполне может заменить обыкновенную страницу, написанную на html. Но здесь открываются существенные преимущества технологии Flash перед языком HTML.

Интересны возможности языка ActionScript, а также интеграция его и самого конечного продукта с другими языками программирования и базами данных. Конечный продукт - это так называемый flash-ролик, которые представляет собой элемент active-x, который существует как самостоятельное приложение, и который, встраивается в html-документ по средствами включения его в тело документа как объекта active-x. Разумеется, для проигрывания такого ролика от браузера потребуется наличие установленного plug-in'а, но это не является проблемой, т.к. почти всё браузеры уже имеют предустановленный flash-plug-in, а если такового всё же в системе не имеется, то произойдёт автоматическая его загрузка с сервера производителя. Для достижения более сложной интерактивности Flash может взаимодействовать с JavaScript или VBScript.

Организация ссылок внутри flash-ролика может происходить как обычно, т.е. пряма ссылка на какой либо документ/cgi-шлюз, либо ссылка может приводить к загрузке новых роликов, которые могут содержать данные, и которые будут являть аналогом документов, загружаемых по щелчку на обыкновенную html-ссылку. Ссылка на другие ролики происходит внутри ролика, текст ссылки не покидает пределов ролика, его нельзя скопировать, либо просмотреть в строке состояния. Также перемещение по таким ссылками не будет вызывать перезагрузку главной страницу, в которую вставлен flash-ролик (разумеется, если не указаны специальные инструкции в самом ролике). Также как и в фреймовом представлении документа (перезагружается содержание фреймов) , здесь перезагружается/догружается только сам ролик. Причём загружаемый ролик может находиться и на другом сервере - пользователь об этом никогда не узнает.

Технология FLASH средствами языка ActionScript позволяет обращаться непосредственно к любому cgi-шлюзу изнутри ролика, при этом скрывая от пользователя место обращения и сам запрос. Пожалуй, единственный недостаток данного метода - это ограниченность принимаемой от шлюза информации, т.е. flash-ролик не сумеет интерпретировать код html, части которого обычно встречаются в ответе на запрос к cgi-программе, зато без труда можно оперировать с простой текстовой информации. Конечно, функциональную ограниченность технологии FLASH можно расширить, написав на встроенном языке ActionScript дополнительные модули разбора и парсинга ответов cgi-программ (например, модуль интерпретации html внутри flash-ролика).

Macromedia Flash MX 2004 позволяет разрабатывать полноценные интерактивные сайты. Во Flash сайтах можно сделать отличный от других сайтов дизайн и навигацию, легко организовать диалог с пользователем. Если перед веб-мастером стоит задача преподнести небольшое количество, например рекламной информации, в наилучшем виде, то он должен знать хотя бы основы Flash.

Обычно Flash-проекты созданы посредством интеграции в обычный HTML-документ Flash-объекта. Для просмотра такой страницы необходим плагин, входящий в стандартную конфигурацию Windows 98. Размер этого плагина всего 160 кб. Если по каким-либо причинам этой программы нет, ее можно взять с сайта Macromedia. Однако в большинстве случаев Flash-страница сама определяет отсутствие необходимого программного обеспечения, автоматически скачивает его и после этого становится видимой.

Другим примером использования Flash-технологии является создание интерактивных локальных презентаций. Для этого в программе предусмотрена опция создания исполняемого (.exe) файла. Но и в этом случае размер программы остается небольшим и доступным для использования в Интернете.

Неоспоримым достоинством Flash является возможность получения красочно анимированных динамических интерактивных страниц очень небольшого размера, что является идеальным для использования в Интернете. Это обеспечивается использованием векторной графики и мощных алгоритмов сжатия информации. Также надо отметить, что Flash позволяет использовать формы для создания запросов к серверу, а следовательно и потенциальную возможность подключения к базе данных. Программист при создании Flash-страниц имеет возможность управлять процессом загрузки сайта и отображать, например, процент загрузки в виде шкалы.

Основным объектом, которым программист оперирует при создании Flash-анимации, является кадр. А использование мощной внутренней системы меток, ссылок и переменных позволяет проигрывать наборы кадров несколько раз в зависимости от значения конкретных переменных. Таким образом, экономится объем конечной программы и время загрузки.

Надо также отметить, что в отличие от других технологий анимации Web-страниц, при использовании Flash-технологий отсутствует проблема несоответствия размеров экрана и страницы. Задав размеры объекта на экране через проценты от размеров самого экрана, мы получаем всегда один и тот же относительный размер Flash-объекта. Причем масштабируются не только элементы векторной графики, но и встроенные графические изображения.

Фотографии, звуки, векторная графика - все это Flash помещает в один файл с расширением .swf (при создании презентаций файл имеет расширение .exe). Все это в сочетании с возможностью управления загрузкой облегчает работу как программиста при создании страницы, так и конечного пользователя, который имеет возможность сразу увидеть, например, заставку, ожидаемое время до окончания загрузки и т.д.

Естественно, Flash не обходится без недостатков. Основным серьезным недостатком использования Flash-объектов является необходимость для конечного пользователя иметь установленный плагин. Хотя, как было сказано выше, во многих случаях, пользователь уже имеет эту программу.

Второй недостаток заключается в высоких требованиях к ресурсам компьютера, на котором просматривается Flash-ролик. Проигрыватель анимации отнимает достаточно много ресурсов процессора, а скорость проигрывания сильно зависит от размеров экрана. Но, тем не менее, программа для проигрывания Flash-роликов работает на любом компьютере под управлением ОС Windows любых версий. Она не предъявляет жестких требований ни к количеству оперативной памяти, ни к типу процессора. Единственным различием будет скорость работы.

Пока Flash-технология в явном виде не поддерживает трехмерную графику, однако мощный набор инструментов и утилит позволяет создавать двумерные структуры, зрительно неотличимые от трехмерных.

§3. История появления Flash-технологий

Мультимедиа стала развиваться с появлением кино, телевидения.

Вначале века публику поражали мультипликационные фильмы. Для красочности фильмов в них добавлялась анимация. С появлением компакт-дисков пользователи компьютеров смогли наслаждаться просмотром мультимедиа-роликов. Ролики стали добавляться в игры и другие программы, что сделало интерфейс более красочным и впечатляющим. В настоящее время нельзя представить без мультимедиа такие приложения, как игры, обучающие программы и ролики, рекламные презентации.

В конце 1980-х с появлением персональных компьютеров сеть Интернет из среды обитания компьютерных гуру превратилась в общедоступную информационную сеть.

В 1994 году с появлением World Wide Web (www) сеть Интернет начинает интенсивно развиваться. Появляется множество сайтов, посвящённых различной тематике.

Дизайнеры, да и просто пользователи internet-ресурсов мечтали превратить Интернет из текстовой среды в мультимедийную, чтобы сайты были удобнее и привлекательнее.

Сначала страницы стали походить на электронную газету, но со спецификой возможностей компьютера и Интернета: появились переходы по ссылкам, новости вносились в сеть раньше, чем в печатные издания, появилась возможность просмотра архивов новостей и т.д.

Появляется необходимость создания анимации. Видеоролики не могли использоваться для встраивания в веб-документы из-за большого размера.

Поэтому на сайтах используется gif-анимация (последовательное отображение рисунков), позже веб-мастера внедряют на своих сайтах анимацию, изготовленную с использованием одной из технологий векторной графики. Но из-за большого разнообразия программных средств и разработчиков программных продуктов возникала проблема с отображением анимации на компьютере пользователя. Для отображения того или иного формата необходимо было устанавливать всё новые и новые плагины. Если же они не были установлены, то посетители сайта не могли воспринять идею дизайнера, а в некоторых случаях получали просто раскиданную по экрану текстовую информацию вместо удобного сайта.

Выход был один - одна из компаний создателей векторной графики объединится с гигантом анимации и станет доминирующей на рынке векторной анимации. Такими компаниями стали FutureSplash Animator и Macromedia. Джонатан Гай, основатель компании FutureSplash Animator пытался сначала договориться с одним из гигантов - Adobe. Но сделка с этой компанией не состоялась. По-настоящему продуктом Джонатана заинтересовались после того, как FutureSplash Animator был использован такими компаниями, как Microsoft и Disney Online. В ноябре 1996 года Джонатан Гай и его коллеги присоединились к компании Macromedia, и FutureSplash Animator превратился Macromedia Flash 1.0. Отмечу, что на сегодняшний момент компания Adobe всё-таки объединилась с Macromedia Flash.

К концу 20-го века возможности веб-анимации достигли уровня обычных видеороликов, и ограничивались лишь скоростными возможностями Интернета, что, по сути, и сдерживает графическое развитие Flash-технологий. Но в Macromedia Flash внедрены такие возможности, о которых не могут и мечтать создатели видеофильмов - это диалог, участие пользователя в анимации. Первоначально это были банальные кнопочки, от нажатия которых происходили те или иные графические изменения. Но очень быстро Macromedia Flash превратилось в среду разработки профессиональных приложений: сайтов, справочников, игр, Интернет-казино. Появление встроенного языка программирования ActionScript, позволяет разработчикам создавать CGI программы, полнофункциональные HTTP приложения.

В настоящий момент для создания таких приложений программисту необходимо быть немного и дизайнером, знать графические возможности Flash и ActionScript.



Глава II. Проектирование и реализация СУБД

§1. Проектирование

Для разработки программного продукта использовались программы Adobe Flash Professional CS4. Мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей.

При разработке программного продукта первое, с чего следует начать это создание лекционного курса по теме «Сечение многогранников». Составление и поиск учебного материала по данной теме. Разработка примера, решения классической задачи. Проектирование, разработка интерфейса. Проектирование слайдов и моделирование изображений. Разработка программного кода на языке Action Script 3.0.

Преимущество использование flash:

Внешнее оформление и культура

Функционально-техническая сторона

Практическая сторона

Введение: примеры использования Adobe Flash технологии в сети Интернет; место Adobe Flash среди Web-технологий; первое знакомство с программой Adobe Flash; идея создания сайтов в Adobe Flash; обсуждение работы с личными проектами; тематическое планирование интерфейса.

Интерфейс: рабочая область, ее параметры, сетка, линейка и магнит;

полоса времени; ключевые кадры; слои; панель инструментов; инструменты; окна свойств; импорт изображений; работа с библиотекой объектов.

Рисование: линия, карандаш, ластик, кисть, круг, прямоугольник, текст, перо, пипетка, заливка линий и областей, выделения и деформация, лупа и рука, работа с кривыми, градиенты, текстуры.

Объект Символ: создание, редактирование, трансформация, взаимное расположение, выравнивание, цветовые эффекты.

Самостоятельная работа: рисование сложного многослойного изображения согласно эскизу.

Движение: создание движения, изменение параметров движения, движение по траектории, движение с изменением цвета, движение нескольких объектов, движение с деформацией, движение анимированного объекта, импорт анимации, движение с подменой объекта.

Пример создания анимированных спецэффектов.

Введение в Action Script: метки, события мыши, команды перехода, остановки и воспроизведения ролика.

Примеры создания интерактивной анимации с использованием Action Script.

Flash позволяет создавать интерактивные фильмы, в ходе воспроизведения которых посетитель сайта может использовать клавиатуру или мышь, чтобы перейти к различным фрагментам фильма, переместить объекты, ввести информацию в форму, а также выполнить многие другие операции.

Интерактивность Flash-фильмов реализуется путем описания соответствующих действий в виде последовательности команд (инструкций), написанных на языке ActionScript. Действие выполняется, когда происходит связанное с ним событие. Такими событиями, в частности, могут быть переход к определенному кадру фильма или нажатие пользователем кнопки на странице либо клавиши на клавиатуре.

Интерактивными могут быть кнопки (например, сгруппированные в виде специальной панели управления), фрагменты фильма, либо отдельные кадры. При этом многие стандартные действия могут быть назначены тем или иным элементам фильма без непосредственного программирования на ActionScript. К стандартным действиям относятся, например, запуск и остановка фильма, включение и выключение звукового сопровождения, переход по заданному URL, и некоторые другие. Всего же стандартных действий насчитывается более десятка.

При необходимости можно создавать достаточно сложные сценарии, в которых анализируются те или иные условия, и только потом выполняется требуемое действие. Правда, создание таких сценариев требует наличия некоторых навыков в программировании.

Для реализации и экспорта 3D поверхностей использовалась программа Swift 3D - приложение, дающее разработчикам возможность быстро и легко создавать высококачественную 3D анимацию и эпизоды для использования в Adobe Flash, Papervision3D, видео, и других мультимедийных проектах. Swift 3D - это мощное, удобное в использовании решение, обеспечивающее высококачественный результат и широкий спектр опций за приемлемую цену. Eдинственное ПО, напрямую объединяющееся с Adobe Flash, с помощью Swift 3D File Importer и SmartLayer Technology, и обеспечивающее непревзойденное качество визуализации вектора и опции стиля. Набор инструментов Swift 3D и интерфейс программы позволяют каждому быстро создать 3D-содержимое. Благодаря новому экспорту Papervision3D, программа представляет новую область возможностей 3D в Flash.

§2. Реализация

Создание учебно интерактивного приложения, создание программы обеспечивающей удобное взаимодействия с пользователя в среде программирования Adobe Flash Professional CS5.

Создание главного окна программы.



Включает в себя кнопку перехода к лекционному материалу и кнопку перехода к примерам, а так же заголовок программного продукта.

Разработку дизайна кнопок, действия с помощью Action Script

Создание лекционного материала.



На форме расположен текст по данной теме с заголовками и изображениями сечений, кнопка перехода на следующий слайд и кнопка перехода к началу:

Создание примеров построения сечения на многогранниках:

На форме располагается решение конкретной задачи и графический пример построения:

Пример построения сечения на фигуре «Куб»:



Пример построения сечения на фигуре «Пирамида»:

Создание примеров сечений на трехмерных поверхностях:

В качестве классического примера были взяты фигуры куб и пирамида. С помощью программы Swift 3D осуществляется построение трехмерного объекта и задания ему сечения. Полученный объект экспортируется в Adobe Flash. Поворот осуществляется с помощью Action Script 3.0

var flag:Boolean = false;

var frame:int = 1;

var n:int = 1;

/*

earth - мувик, в котором и хранятся все импортированные из Swift 3D кадры.

Останавливаем этот мувик в первом кадре.

*/

earth.gotoAndStop(frame);

back.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_DOWN, backMouseDown);

back.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP, backMouseUp);

forward.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_DOWN, forwardMouseDown);

forward.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP, forwardMouseUp);

function backMouseDown(event:MouseEvent):void

{

flag = true;

n = -1;

}

function backMouseUp(event:MouseEvent):void

{

flag = false;

}

function forwardMouseDown(event:MouseEvent):void

{

flag = true;

n = 1;

}

function forwardMouseUp(event:MouseEvent):void

{

flag = false;

}

addEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrame);

function onEnterFrame(event:Event):void

{

if (flag)

{

frame += n;

if (frame < 1)

{

frame = earth.totalFrames;

}

else if (frame > earth.totalFrames)

{

frame = 1;

}

earth.gotoAndStop(frame);

}

}



Заключение

В результате был получен программный продукт удовлетворяющий требованию заказчика, а именно учебная интерактивная программа «Сечение многогранников», которая включает в себя лекционный материал по теме сечения многогранников, примеры решения и построения сечений на многогранниках и понятный наглядный интерфейс, для освоения данной лекции.

При анализе полученного программного продукта было установлено, что данное приложение сильно облегчает взаимодействие пользователя с данными, посредством удобного интерфейса и наглядности хранимых данных.

Данный программный продукт предназначен для изучения школьного курса геометрии и стереометрии 9-11 классов, а так же для изучения курса начертательной геометрии и инженерной графике.



Литература

1. И. Ф. Шарыгин. Геометрия. 10 - 11 кл.: Учебник. -М.: Дрофа, 2007. - 206 с. (2.2. Построения на изображениях).

2. А.Ю.Калинин, Д.А. Терешин. Cтереометрия 10. -M.: МФТИ, 1996. - 256 с. (2.6. Сечение многогранника. Построения сечений методом следов. 2.7. Применение проектирования при построении сечений многограннков).

3. Франклин Д., Паттон Б. Flash 4. Анимация в интернете. - СПб. Символ Плюс. 2000.-464 с.

4.Энди Андерсон, Марк Дел Лима, Стив Джонсон. Macromedia Flash MX 2004 Show Me: Macromedia Flash MX 2004. - М.: Вильямс, 2005. - С. 544

Электронные источники:

5. http://www.diwaxx.ru/web, Diwaxx.ru, с. «WEB-дизайн»

6. http://www.adobe.com/products/flash.html

Размещено на Allbest.ru