Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

БОУ ОО СПО «Омский колледж транспортного строительства»

Специальность № 230103

«Автоматизированные системы обработки информации и управления»

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему: Разработка учебного комплекса «Технические средства информатизации» с использованием управляемой 2D анимации

Студента

Егоровой Натальи Владимировны

Омск 2013 г.

Введение

Темой моей дипломной работы является создание учебного комплекса «Технические средства информатизации» с использованием управляемой 2D анимации. анимация образовательный учебный информатизация

Анимация в наше время стала очень распространенным видом искусства. С помощью анимации можно придавать движение неживым объектам. Еще с древних времен художники мечтали оживить свои работы, и в наше время теперь это стало возможно. Почти весь кинематограф не обходится, без какой-либо компьютерной анимации. Если это фантастический фильм, то оживляют самых неведомых животных. А если боевик, то не обойтись без присутствия огромных взрывов.

Синонимом слова анимация - является, распространенная в нашей стране, слово мультипликация. Произошло это слово от корня «мульти» - что означает много, и соответствует традиционной технологии размножения рисунка, ведь для того, чтобы герой «ожил», нужно многократно повторить его движение.

Мультимедиа технологии рассматривается нами как информационная технология обучения, интегрирующая аудиовизуальную информацию любых форм (текст, графика, анимация и др.), реализующая интерактивный диалог пользователя с системой и разнообразные формы самостоятельной деятельности по обработке информации. Мультимедиа технология, являясь составляющей современных информационных технологий, открывает обучающимся доступ к нетрадиционным источникам информации, позволяет моделировать явления и процессы, повышающие качество обучения, эффективность самостоятельной работы. Она имеет огромный диапазон возможностей для совершенствования учебного процесса и системы образования в целом. При этом эффективность обучения понимается как мера совпадения реально достигнутых результатов с целями.

Нынешние технологи позволяют нам без всяких усилий управлять анимацией любого вида. Большее внимание я остановлю именно на управляемой 2D анимации.

Цель работы

Разработать учебный комплекс, предназначенный для ознакомления с внешними и внутренними устройствами электронных вычислительных машин.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить ряд задач.

Поставленные задачи

1. Изучить материал по теме: «Возможности 2D анимации и средства по её созданию».

2. Изучить материал по теме: «Использование ЭВМ для создания учебных комплексов».

3. Провести сравнение различных программных средств по созданию управляемой 2D анимации.

4. Апробировать разработанный учебный комплекс.

Учебный комплекс электронного вида, в наше время достаточно актуален. Так как человек уже адаптировался к восприятию информации в графической форме. Сегодня практически у всех есть средства для работы с электронными продуктами.

При разработке учебного комплекса целесообразно представить разные виды управления объектами.

Задача, решаемая учебным комплексом, состоит в получении всеми желающими начальных знаний о «Технических средствах информатизации». Данный учебный комплекс можно применять в обучении школьников, студентов младших курсов на уроках информатики, а так же любых людей, кто хотел бы окунуться в мир современных информационных технологий.

Часть 1. Теоретический материал

Анимация -- производное от латинского "anima" -- душа, следовательно, анимация означает одушевление или оживление. В нашем кино анимацию чаще называют мультипликацией (дословно -- "размножение"). Искусство анимации, как это ни парадоксально, старше самого кино, которое во многом именно ей обязано своим рождением.

В XIX в. было доказано, что изображение остается на сетчатке глаза еще доли секунды после того, как глаз перестал воспринимать сам объект. Так принцип мультипликации был найден примерно за полвека до изобретения кинематографа бельгийским физиком Жозефом Плато, который в 1832 году сконструировал специальный прибор -- "фенакистископ". Показывая серию быстро сменяющихся неподвижных изображений, фенакистископ создавал у смотрящего иллюзию движущегося, изменяющегося изображения, прибор позволял простым вращательным способом получать иллюзию движения нарисованных фигурок.

В середине XIX века появился прибор под названием "Стробоскопом" - прибор представлявший собой картонный барабан, насаженный на ось. На внутренней стороне этого барабана на бумажной ленте находилась серия рисунков иллюстрирующих последовательные фазы движения человека или животного, совершающего определенное действие. Каждый последующий рисунок немного отличался от предыдущего тем, что он воспроизводил новый момент движения; последний рисунок каждого цикла являлся как бы замыкающим по отношению к первому рисунку. Вставив бумажную ленту с рисунками в барабан с узкими, продолговатыми отверстиями, прорезанными против каждого рисунка, и вращая барабан вокруг оси, зритель видел быструю последовательную смену рисунков, которая создавала полную иллюзию их движения. По существу это было рождением мультипликации в самой примитивной форме.

1853 Австриец барон фон Ухациус, сконструировав стробоскоп, в который впервые спроецировал изображение на экран.

1877 Праксиноскоп -- приспособление для рассматривания рисунков, нанесенных на бумажную ленту, прикрепленную к вращающемуся барабану. Изображение отражалось в зеркальце. Через два года конструктор этого прибора, француз Эмиль Рейно, усовершенствовал его так, чтобы изображение можно было проецировать на экран.

В 1880 г., соединив свой праксиноокоп с проекционным фонарем. Но это еще не было искусством мультипликации. И только когда Эмилю Рейно пришла идея заменить в ленте барабана цикловые рисунки, которые воспроизводили одно и то же движение, начиная и замыкая его, более длинными лентами, на которых в последовательных рисунках разыгрывались занимательные сюжеты маленьких смешных пьесок, буффонады, и пантомимы, тогда он действительно создал искусство мультипликации, искусство "одушевленного рисунка", придав ему форму спектакля. Некоторые историки считают днем рождения анимации 30 августа 1877 года, день, когда в Париже был запатентован подобный аппарат -- праксиноскоп Эмиля Рейно.

1884 год - Марей создал первый хронофотографический аппарат.

1885 Мутоскоп Германа Кастлера -- прибор с барабаном, в котором помещалась тысяча (и больше) рисунков.

1888 г. - Рейно усовершенствовал свой праксиноскоп, перенес рисунки на целлулоидную ленту (35 мм) и высветил ее на большом экране в кругу своих родных и друзей.

Эмиль Рейно не только изобретатель техники, но прежде всего - создатель элементарных основ мультипликации. Еще до рождения кинематографа он нашел основной метод одушевления рисунков, получивший во Франции название "image par image" т.е. изображение за изображением, рисунок за рисунком, широко разработанный сейчас в кинематографии искусства рисованного фильма. Таким образом, Эмиль Рейно считается отцом анимационного кино.

Изобретение братьев Люмьер, которые в 1895 г. разработали конструкцию киноаппарата для съемки и проекции движущихся фотографий, назвав его кинематографом, нанесло удар по зарождающейся анимации. Но прошло немного времени, и пришлось вновь обратиться к мультипликации.

Начало XX века - Американец Стюарт Блэктон открыл секрет покадровой мультипликационной съемки - изображение за изображением, названной в США "One turn, one picture" - один поворот, одна картина (когда один поворот ручки киносъемочного аппарат фиксировал на пленке один кадр изображения).

1907 г. - После нескольких месяцев исканий европейским техникам удалось раскрыть "тайну" Стюарта Блэктона. Эту задачу с успехом разрешил французский художник-карикатурист Эмиль Коль, начавший заниматься оживлением рисунка в кинематографии методом покадровой съемки.

1908 г. - Эмиль Коль показал свой первый анимационный фильм "Фантасмагория или кошмар фантоша" ("Fantasmagorie"). Он "вдохнул жизнь в рисованные фигуры", которых называл «фантошами». Первый постоянный персонаж Эмиля Коля в рисованной мультипликации - фантастический, гротесковый герой Фантош, достоинство которого состояло в том, что он уже тогда, несмотря на примитивность рисунка, был наделен своим определенным характером. Эмиль Коль доказал возможность для кинолюбителей осуществить создание рисованных мультипликаций самостоятельно, не прибегая к организации больших коллективов и сложного технического оборудования.

1913 Э. Херд и Дж.Р.Брей разработали принципы рисования на целлулоидной пленке.

1913 г. - Американец Джон Рэндольф Брэй в фильме "Сон художника" впервые применил упрощенную анимационную технологию: на статичный, неизменный рисунок накладывались клише с меняющимися, подвижными элементами. Это был первый шаг по направлению к механизации аниматорского труда.

1916 г. - Примерно в это время начала формироваться система производства и распространения анимационных фильмов, которая опиралась на четкое функциональное разделение труда.

1926 г. - Лотта Райнигер сняла на студии УФА в Германии полнометражный анимационный фильм "Приключения принца Ахмеда", использовав вырезанные из бумаги силуэты. В это же время на студии Уолта Диснея созданы первые фильмы с кроликом Освальдом. На протяжении нескольких десятилетий Дисней будет некоронованным королем анимации. Его студия сыграла ключевую роль в решении многих проблем: в разработке характера героя анимационного фильма, в организации производства, технических нововведений - прежде всего в области цвета и звука.

1928 г. - Рождение Мышонка Микки-Микки Мауса, самого популярного рисованного персонажа в истории анимационного кино.

1932 г. - Премьера первого цветного анимационного фильма "Цветы и деревья" ("Flowers and Trees") продукции Диснея.

1933 г. - Шотландец Норман Мак-Ларен начал экспериментировать в области абстрактного фильма без использования камеры. Сначала он и его Друг Стюарт Макалистер смывали эмульсию со старой бракованной кинокопии и получали прозрачную целлулоидную ленту, на которой, не придерживаясь покадрового разделения, рисовали изображение. Это были преимущественно геометрические фигуры: линии, кружочки, треугольники или точки. Фигуры размещались одна под другой. Проекция давала блестящий результат. На экране танцевали абстрактные линии и пятна.

1933 - Во Франции Александр Алексеев в фильме "Ночь на Лысой горе" применил свое изобретение - игольчатый экран. Это плоскость, покрытая сотнями тысяч дырочек, из которых высовываются или в которые втыкаются металлические стерженьки в разнообразных конфигурациях. С их помощью можно, используя игру света и тени, создавать сложные художественные композиции, производящие впечатление ожившей гравюры. В его первом игольчатом экране, созданном им совместно с будущей женой Клер Паркер, было 500000 иголок, в дальнейшем количество иголок было увеличено до 1 миллиона.

1950 г. - В Массачусетсом Технологическом институте проводятся первые эксперименты с компьютерно генерированным изображением. Оскар Фишингер изобрел лумиграф - прибор для получения световых спецэффектов.

1952 г. - В США Бен П. Лаповський использовал аналоговый калькулятор и катодный осциллограф для создания своих "Электронных абстракций".

1963 г. - В американской компании "Веll Telephone Labaratories" осуществлено производство первого компьютерного анимационного фильма. В этом же году киностудия Диснея применила систему "Аudio Anomatronics", которая привела в движение компьютерные модели человека и животного. Электроника начинает играть все более значительную роль в кинопроизводстве. Электронные спецэффекты в анимации (видео, ампекс, сложные камеры для покадровой съемки, компьютерная графика).

1966 г. - В Массачусетском Технологическом институте разработана система "Genesys", в которой для создания рисунков используется световая кисть. Чарли Чури из университета штата Огайо при помощи компьютера IВМ-7094 впервые создает портрет человека (Sine Curve Man).

На "Экспо-67" в Монреале состоялась демонстрация мультимедийного искусства и анимационных фильмов. В павильоне Чехословакии был показан киноавтомат - первое интерактивное кино, в котором использовался компьютер.

1969 г. - Объединение "Сomputer Imagе" представляет в Нью-Йорке SCANIМАТЕ - систему компьютерной анимации, которая позволяет вводить в компьютер и подвергать обработке оригинальные произведения искусства. Изображения можно было уменьшать, увеличивать, соединять, переворачивать, свертывать и т.п.

1971 г. - Впервые была представлена система САЕSAR (Соmputer Animated Episodes Single Axis Rotation), спроектированная Ли Гарисоном. Она позволяла создавать короткие анимационные эпизоды и сразу же просматривать их на цветном мониторе. После проверки можно было зафиксировать эпизод в памяти компьютера и продолжать работу. На помощь аниматорам пришла также система "Сinetron", предоставлявшая возможность делать компьютерный расчет и планирование кадров, с тем чтобы закрепить на экране нужные движения. Вместе с этим Дуглас Трамбалл и Билл Холанд из США разрабатывают систему, соединяющую камеру с компьютером.

1975 г. - Повсеместное применение компьютерной графики на американском телевидении для производства логотипов, заставок, рекламы и т.п. Компьютерная анимация используется большинством студий, которые выпускают коммерческие анимационные фильмы.

1977 г. - Премьера фильма Джорджа Лукаса "Звездные войны", в котором использованы приемы кукольной анимации, лазерные эффекты, трюковые съемки.

1982 г. - "Дисней Продакшн" проводит эксперименты с применением компьютерной графики в массовом производстве, первыv опытом было создание фильма "Трон".

1984 г. - Появились первые фильмы интерактивного кино, в которых зритель при помощи компьютерных операций влияет на содержание произведения.

1993 г. - "Кодак" вводит систему "Сineon" - первый полный комплект оборудования для создания спецэффектов.

1997 г. - Компания "Imax Corporation" представляет новую технологию "Stereo Animation Drawing Device" - прибор для рисования стереоанимации, которая позволяет аниматорам разрабатывать трехмерные стереоскопические анимационные фильмы для демонстрации в кинотеатрах Imах 3D.

Появляются новые компьютерные технологии (в частности "Quick Time VR"), которые позволяют передвигать изображение из плоского двухмерного пространства в трехмерное (с интерактивными компонентами).

1.2 Виды анимации

Благодаря техническому прогрессу и развитию компьютерных технологий создание анимации намного упростилось. Компьютерная анимация создаётся различными методами и с помощью различных программ:

Виды анимации по способу создания:

Покадровая анимация - это анимация, полностью составленная из ключевых кадров. Т.е. вы сами определяете, как содержимое кадра, так и его "длительность" (т.е. сколько таких статических кадров будет занимать изображение).

Автоматическая анимация - (tweened - раскадровка). Аниматор вносит изменения в ключевые кадры, а программе автоматически добавляет промежуточные кадры, в которых происходит плавное изменение местоположения и свойств объекту. Таким образом экономится время создания анимации, но конечно при этом нельзя передать сложное движение человека или мимики лица. Этот способ анимации используется в простых роликах, баннёрах, заставках для сайтов. Необходимо отметить, что эти виды анимации могут использоваться совместно, только в рамках одного фильма, но и применительно объекту. Например, более сложные в сюжетном плане фрагменты могут быть основаны на покадровой анимации, а фрагменты с «предсказуемым» развитием сюжета получены с помощью автоматической.

Анимация формы - используя анимацию формы, вы можете создавать эффект плавного «перетекания» объекта из одной формы в другую. При чем результирующая форма может не иметь абсолютно ничего общего с исходной. Flash не может автоматически анимировать форму символов, сгруппированных объектов, текстовых полей и растровых изображений. Чтобы сделать объекты этих типов доступными для анимации формы, к ним требуется применить процедуру разбиения (Break Apart). Для создания анимации формы объекта не требуется (более того -- нельзя) выполнять группирование контура и заливки, равно как и других элементов изображения, подлежащих трансформированию. Достаточно все эти элементы просто выбрать с помощью инструмента Arrow.

Анимация движения - может быть автоматически построена для экземпляра символа, группы или текстового поля. При создании анимации движения требуется установить для некоторого кадра такие атрибуты объекта, как позиция на сцене, размер, угол поворота или наклона, и затем изменить значения этих атрибутов в другом кадре. Flash преобразует значения изменяемых атрибутов для промежуточных кадров, создавая эффект последовательного перемещения или преобразования.

Shape Tween (изменение формы) - Для создания эффекта используются как минимум два изображения, на которых задаются ключевые точки (маркеры или метки), которые помогают компьютеру выполнить плавную трансформацию от одного изображения к другому, то есть создать изображения промежуточных состояний.

Motion Tween (изменение положения) - меняются только координаты характерных точек контуров, наклон, расположение, угол поворота, без принципиального изменения контуров объекта

Программная анимация - Команды перемещения и изменения свойств объекта пишутся на встроенном Flash языке ActionScript. Это довольно сложный способ, так как требует знания принципов программирования и, в частности языка ActionScript. Этот способ анимации используется при создании красивых визуальных эффектов, реализующих математические уравнения. На языке ActionScript также пишутся Flash-игры.

Состав анимационного документа (фильма) - Анимационный документ (фильм) состоит из слоев. На слоях размещаются различные объекты. Состояние объектов слоя во времени отображается с помощью кадров, которые размещаются на временной диаграмме (Timeline). Кадры (элементы анимации) принадлежат конкретному слою. Объединив на одной временной Диаграмме «линии жизни» нескольких объектов, можно получить сцену, в которой участвуют несколько «персонажей».

Движение по траектории - Особенность этого типа анимации в том, что нужно нарисовать траекторию движения на особом слое, который называется Guide Layers (Ведущий слой). Траектория (Guide) -- это линия, которая показывает программе, по какой траектории следует перемещать объект при автоматическом заполнении кадров. По направляющей движется условный центр символа (белый кружок). При просмотре траектория не будет видна.

Запись движения - данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере.

Процедурная - анимация автоматически генерируется в режиме реального времени согласно установленным правилам, законам и ограничениям.

Программируемая анимация - движение анимируемых объектов задаётся с помощью языков программирования, при этом при воспроизведении анимации увеличивается нагрузка на процессор, но размер файла становится значительней меньше.

Цветовая анимация - при ней изменяется лишь цвет, а не положение или форма объекта.

1.3 Возможности управляемой 2D анимации для образовательной деятельности

Использование моделей и Flash-анимации в процессе обучения обеспечивает активное восприятие нового учебного материала и повышает мотивацию к обучению, любознательность студентов. Данная технология повышает наглядность его представления и способствует более прочному усвоению обучающимися теоретических основ, а также позволяет преподавателю организовать новые, нетрадиционные виды учебной деятельности, широко использовать методы активного, деятельностного обучения в организации творческой работы студентов. Flash-пособия можно изготовить для любого этапа урока. Их можно применять на этапе объяснения материала и на этапе закрепления. С помощью таких пособий можно проводить контроль усвоения материала студентами. Программа дает возможность создавать логические обучающие игры, которые можно применять при закреплении материала.

Использование интерактивных Flash-средств обучения позволяет обучающимся получить практико-ориентированные знания. Современные технические и программные средства помогают создавать и использовать модели объектов и процессов, максимально приближенные к реальности. Сочетание видео- и звуковых эффектов обеспечивает одновременное воздействие на два важнейших органа чувств человека: зрение и слух, что существенно повышает информативность учебного процесса и эффективность его восприятия. Воздействуя на органы чувств комплексом красок, звуков, словесных интонаций, аудиовизуальные средства обучения вызывают многообразные ощущения, которые анализируются, сравниваются, сопоставляются с уже имеющимися представлениями и понятиями.

Одним из наиболее эффективных способов внедрения новых информационных технологий в образовательный процесс является применение интерактивных моделей и динамических flash-презентаций.

ЧАСТЬ 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ ДЛЯ СОЗДАНИЯ УЧЕБНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Приведение содержания подготовки современных специалистов в соответствии с требованиями времени и достигнутым уровнем развития техники особенно остро стоит перед техническими учебными заведениями из-за морального и технического старения существующей технической базы, отсутствия у них необходимого современного лабораторного оборудования и недостатка собственных финансовых средств. Одним из выбранных министерством образования РФ путей решения этой проблемы является разработка и внедрение специализированных электронных автоматизированных учебных комплексов, доступных всем заинтересованным учебным заведениям и пользователям через Internet.

Под электронным учебным комплексом, с нашей точки зрения, следует понимать набор самодостаточных модулей, отражающих основные стороны учебного процесса. В первую очередь это теоретический модуль (электронный учебник или учебное пособие с удобным контекстным поиском), модуль лабораторного практикума и модуль проверки знаний и умений обучаемого, при необходимости дополняемые другими модулями, например, электронным задачником.

Задача электронного учебника в этом случае - обеспечить необходимую теоретическую и методическую базу для самостоятельного изучения теоретических разделов курса, формируя уровни знания “иметь представление” и “знать”.

Задача лабораторного практикума - обеспечить необходимую базу для отработки практических умений, адекватных профессиональным требованиям выбранной специальности или специализации, формируя уровни “уметь” и “наличие профессиональных навыков”.

Задача электронного блока проверки знаний - обеспечение автоматизированного режима тестирования знаний, позволяющего студенту объективно оценить достигнутый уровень изучения предмета.

2.2 Виды электронных учебных комплексов

Автоматизация на основе имитационного моделирования

Для правильного применения средств имитационного моделирования необходимо понимать, что содержание образовательного процесса в учебных заведениях различного уровня определяется образовательными стандартами, а форма обучения - степенью развития мышления обучаемых. При этом в процессе обучения по типовому учебному элементу образовательные заведения различного уровня делают упор на разные градации результата: представление, знание, умение, навык. В частности учебные заведения начального профессионального образования акцентируют свои усилия на формировании практических умений и навыков , а высшие технические учебные заведения - на формировании знаний и теоретических умений . С этой точки зрения имитационное моделирование обладают возможностью ввести определенные элементы игры и наглядности в процесс создания и отладки радиоэлектронного устройства, индивидуализировать работу обучаемого. Это означает, что средства имитационного моделирования целесообразно, при преобладании у обучаемых наглядно- образного мышления, использовать для ознакомления и теоретического обучения, особо выделяя причинно- следственные связи изучаемых объектов и процессов. Возможность изменения параметров используемых элементов и постепенного усложнения математической модели изучаемого устройства или явления позволяют учесть существующие на практике сопутствующие ограничения и паразитные процессы, присущие реальным устройствам, оценить их влияние на работоспособность устройства. Такой тренинг мышления, оперирующего понятийным аппаратом радиоэлектроники в итоге и формирует специалиста по радиоэлектронике. Кроме этого такие средства позволяют моделировать редкие, дорогостоящие или опасные, с точки зрения требований техники безопасности, процессы и явления. Наряду с этими достоинствами у имитационного моделирования есть и недостатки, главный из которых обусловлен сущностью моделирования - более или менее верным отображением реальных процессов или явлений. На практике это означает, что успешно промоделированное радиоэлектронное устройство может не работать, или работать не так из-за неучтенного фактора или параметра, не идеальности модели или влияния реальных измерительных приборов.

Автоматизация на основе Lab View

Программный пакет LabView является средством разработки прикладных программ, использующим графический язык программирования G (Graphics), что позволяет создавать измерительные приборы, системы сбора данных, систем автоматизированного управления и измерительные комплексы на основе специальных плат ввода-вывода и - программно-инструментальных средств LabVIEW, содержащих обширные библиотеки функций и стандартных инструментов разработки и отладки программ. Такие программы в LabVIEW называются виртуальными инструментами. Немаловажным достоинством такого инструмента является его гибкость, т.к. запуск новой программы приводит к мгновенной метаморфозе и появлению другого прибора и возможность удаленного доступа, что позволяет его использовать для создания автоматизированных электронных лабораторных практикумов.

Автоматизация на основе HTML и JAVA технологий

HTML (HyperText Markup Language) - это язык разметки гипертекста, используемый браузером для формирования на экране пользователя текстового описания заданного вида. Такой расширенный текст содержит дополнительные элементы: гипертекстовые ссылки и различные вставные объекты (рисунки, видеоролики, и т.д. элементы). Java - это объектно-ориентированный машинно-независимый язык программирования, разработанный Sun Microsystems для обеспечения независимости программного кода от типа операционной системы и используемого процессора. Такую независимость ему обеспечивает браузер удаленного пользователя, обеспечивая интерпретацию команд языка Java в машинный код компьютера удаленного пользователя. Апплеты Java представляют собой микропрограммы, написанные на языке Java, которые используются для обеспечения непрерывного обмена данными между удаленным пользователем и сервером. JavaScript - это язык для записи так называемых сценариев (групп операторов языка), предназначенный для расширения возможностей стандартного языка HTML и вставляемый в HTML документ между специальными тегами <SCRIPT LANGUAGE=“JavaScript”> и </SCRIPT>. В ходе работы такие операторы языка JavaScript выполняются браузером. Обычно они используются для обеспечения интерактивного взаимодействия удаленного пользователя и программы. Существует еще технология ActiveX фирмы Microsoft, основанная на использовании машинно-зависимых элементов, разрабатываемых для каждой компьютерной платформы и операционной системы отдельно. В процессе выполнения таких элементов браузер не участвует, что повышает скорость работы. Поскольку поддержка технологии ActiveX обеспечивается только браузерами Internet Explorer она, с нашей точки зрения, недостаточно удобна для автоматизации учебных комплексов.

Наиболее простым средством создания HTML документа сегодня, с нашей точки зрения, является редактор Word 2000, позволяющий любой документ в тестовом формате сохранить как Web-страницу, что удобно при создании прежде всего теоретического модуля. Также Word 2000 в текстовом формате (doc) сам поддерживает т.н. “схему документа”, что при наличии в нем разметки стилей позволяет создавать удобные многоуровневые контекстные ссылки и оглавления. Для создания модуля проверки знаний и умений обучаемого очевидно больше подходит использование языка JavaScript. Использование проработанного сценария, вставных графических, анимационных и мультимедийных объектов позволяет имитировать поведение реального моделируемого объекта.

Иные способы автоматизации

К иным способам автоматизации учебных измерений можно отнести использование звуковой платы персонального компьютера в качестве устройства ввода-вывода, под управлением специального программного обеспечения, которое позволяет превратить персональный компьютер в многозадачном режиме в виртуальный осциллограф с реальными входами (одна задача). Функциональный генератор с реальными выходами (вторая задача) и, при необходимости, контроллер управления реальным учебным лабораторным макетом с выходом на последовательный или параллельный порт (третья задача). Такое использование стандартного оборудования персонального компьютера позволяет достаточно просто организовать типовое рабочее место (рис.1), при создании или модернизации учебных лабораторий.

Рис.1 Примерный вид макета

К достоинствам такой системы следует отнести минимальные финансовые затраты на аппаратную часть, т.к. вместо стоимости реальных приборов (например, 2-х канального осциллографа и двух функциональных генераторов) достаточно приобрести персональный компьютер со звуковой платой, который, дополнительно, можно подключить к учебной сети или сети Internet с доступом и от других компьютеров.

К недостаткам такой системы следует отнести невысокую точность формирования и измерения амплитуд сигналов, так как кроме программ виртуальных приборов в этом процессе участвует и программа управления самой звуковой платы, а также ограниченный частотный диапазон используемых сигналов, так как для качественного изображения периодического сигнала необходимо не менее 30ё 100 точек на период, а частотная полоса звуковой платы ограничена. К числу недостатков относится и использование в звуковой плате разделительных конденсаторов, ограничивающих нижнюю полосу частот и искажающих передачу постоянной составляющей сигналов.

Тем не менее, для учебных целей мы считает перспективным использование и такого способа автоматизации лабораторного практикума.

2.3 Программные продукты для разработки учебных комплексов

На сегодняшний день существует огромное количество программ для разработки учебных комплексов. Таковой считается программа, позволяющая или взять из программной библиотеки элементы управления, или создать и запрограммировать самостоятельно.

Ниже приведены примеры программа, которые позволяют нам разработать электронный учебный комплекс.

Gnash основана на GameSWF, реализации Macromedia/Adobe Flash версии 7, с некоторыми функциями из 8 и 9 версий. На данный момент это самая продвинутая из свободных реализаций Flash (рис.2). Другой важной деталью является то, что программа действительно работает.

Недавно вышел GNASH 0.8. Официально - это третий альфа-релиз проигрывателя GNU Flash. Чем он примечателен:

· поддержка x86-систем (как 32- так и 64-битных), PowerPC и других.

· имеются расширения для Mozilla и Konqueror (они согласуются со спецификацией расширений Netscape, поэтому эти расширения должны работать и с другими совместимыми браузерами)

· в этой версии появился встроенный отладчик, вы можете видеть его вывод, используя ключ -v при автономном запуске

· OpenGL предпочитаем для обрисовки, имеется поддержка аппаратного ускорения

· полная поддержка функций Flash от 1 до 7, и многое из Flash 8.5 (фактически Flash 9)

Рис.2 Окна программы “Gnash”

2.3.2 Borland Delphi 7

В настоящее время программистам стала доступна очередная версия пакета Delphi - Borland Delphi 7 Studio. Как и предыдущие версии, Borland Delphi 7 Studio позволяет создавать самые различные программы: от простейших однооконных приложений до программ управления распределенными базами (рис. 3). В состав пакета включены разнообразные утилиты, обеспечивающие работу с базами данных, XML-документами, создание справочной системы, решение других задач. Отличительной особенностью седьмой версии является поддержка технологии .NET.

Рис.3 Окно программы “Borland Delphi 7”

2.3.3 Adobe Flash Professional

Программа является многофункциональным Flash-редактором для создания анимации. SWiSHmax позволяет быстро и легко, используя уже готовые шаблоны, создавать разнообразные Flash-элементы (рис.5). Поддерживает множество спецэффектов, насчитывается которых более 200. Рассчитана на пользователей, имеющих минимальные знания о Flash-технологии и программировании в этой среде.

Рис.5 Окно программы “SWiSHmax”

2.3.5 Macromedia Flash 8

По кадровое формирование изображения, самое простое формирование анимации - это по кадровое изменение рисунка, т.е. на каждом кадре изменяется положение объекта, его характеристики, или добавляются новые и удаляются старые объекты.

Создание сцены - это эффективный прием, который дает возможность разделить удельный проект на отдельные управляемые фрагменты. Каждая сцена, как уже говорилось, представляет собой миниатюрный фильм. Число используемых сцен Flash-фильма ограничено только объемом памяти компьютера. Сцены воспроизводятся последовательно, в порядке, указанном на панели Scene (Сцена) и, являясь самостоятельными, в то же время тесно связаны между собой. Во время воспроизведения между ними никогда не возникает заметных задержек. Возможности использования сцен разнообразны и практически безграничны. Например, работая над проектом веб-узла, вы можете реализовать разделы и подразделы в виде сцен. В последнее время все большую популярность в Веб завоевывают короткие анимационные Flash-фильмы, содержимое которых можно разделять на логические части посредством сцен.

Символ -- это объект, в программе Adobe Flash, который представляет из себя многократно используемую графику. Применение символов уменьшает размер файла, так как независимо от того, сколько образцов создано, Flash сохранит в файле только одну копию. Место хранения -- библиотека.

Слой (Layer) - это часть сцены фильма, для которой могут быть установлены некоторые индивидуальные атрибуты. Каждый слой может содержать произвольное число различных объектов (с учетом ограничений на создание tweened-анимации, указанных в предыдущей главе).

Применение механизма слоев позволяет автономно работать с различными объектами, подлежащими включению в фильм, и за счет этого создавать сложные многоплановые сцены. Например, один из слоев может использоваться в качестве фона, на котором разворачиваются события фильма, другой -- собственно анимированные объекты, а третий -- элементы звукового сопровождения фильма. Кроме того, с помощью слоев могут быть получены специальные эффекты, такие как перемещение объекта по произвольной траектории, маскирование объектов и некоторые другие.

ActionScript -- это язык сценариев, который позволяет разработчикам максимально реализовать потенциал фильмов в формате Flash. В этом уроке вы познакомитесь с рядом простейших объектов, применяемых в сценариях ActionScript, и узнаете о роли, которую играют различные элементы этого языка в его структуре.

Общая библиотека - это встроенная библиотека Flash. Основное ее отличие от библиотеки фильма состоит в том, что ее содержимое нельзя изменить. Соответственно, в окне такой библиотеки кнопки New Symbol, New Folder, Properties и Delete, а также одноименные команды меню недоступны

3.3 Возможности ActionScript

Если вы уже сталкивались с фильмами в формате Flash, то никак не могли обойтись без средств языка ActionScript. Скажем, кнопки Stop (Остановка) и Play (Воспроизведение) всегда связаны со сценариями ActionScript. Этот язык призван обслуживать потребности Flash, и все команды ActionScript связаны с соответствующими объектами фильмов Flash. В частности, команды Play и Stop соответственно обеспечивают воспроизведение и остановку клипа или киноленты (timeline). В других языках сценариев и в большинстве языков программирования упомянутые команды носят более общий характер и для их надлежащей реализации может потребоваться дополнительная информация. При использовании ActionScript в фильмах Flash команда Stop совершенно недвусмысленно предписывает необходимость остановить воспроизведение фильма на текущем кадре. Язык ActionScript настолько прост и универсален, что его можно использовать как бы исподволь, незаметно для себя, -- это коренным образом отличает его от других языков сценариев и от языков программирования иного типа.

Познакомившись в общих чертах с простейшими командами ActionScript, вы поневоле должны задаться вопросом: «А что вообще можно сделать в формате Flash без сценариев ActionScript?» Ответ: «Почти ничего (особенно если речь идет об интерактивных фильмах)». Разумеется, даже большой фильм можно сделать исключительно пассивным, лишив его обратной связи со зрителем. Но пассивные клипы хороши только для случайно заглянувших на ваш сайт зевак: они готовы просто посмотреть ваш фильм от начала до конца и им не придется к нему возвращаться.

Средства ActionScript позволяют предусмотреть в клипе возможность для принятия пользователем определенных решений, то есть сделать пользователя активным участником просмотра. Вы включаете в сценарий ряд условий, пользователь выбирает одну из предоставленных возможностей, а система воспроизведения Flash адекватно реагирует на его действия. Вы можете, к примеру, ввести в фильм сценарий ActionScript, который позволит пользователю сделать три попытки дать правильный ответ на поставленный вопрос. После третьей неудачной попытки сценарий автоматически отправит пользователя освежить память, перенося его к метке RefresherCourse, -- здесь находится кадр, содержащий информацию, относящуюся к текущему вопросу, Простейший механизм, пригодный для реализации системы вопросов с несколькими попытками дать ответ, -- это цикл в кадре (frame loop), то есть последовательность команд сценария ActionScript, в которой обеспечивается подсчет количества попыток, произведенных пользователем. Когда максимальное число попыток исчерпано, пользователя следует отправить к кадру с именем RefresherCourse.

Сходным образом, если вы хотите создать «игровой автомат» (arcade), фильм Flash должен будет быстро и четко реагировать на целый массив событий. Обычные старые фильмы в формате Flash, в которых не применяются средства языка ActionScript, вообще не способны реагировать на действия пользователя. Язык ActionScript дает возможность проигрывателю Flash узнавать местонахождение указателя мыши и других объектов на экране, а также устанавливать зависимости между действиями игрока и различными объектами, определять оставшееся время и уровень подготовки игрока. При этом система Flash может постоянно вести счет игры. Все эти задачи решаются средствами ActionScript весьма эффективно.

Если вы создаете фильмы главным образом для Web-страниц, сценарии ActionScript могут действовать также в качестве посредников. Когда пользователь в ходе работы с фильмом вводит какие-либо данные, они могут передаваться соответствующим Web-страницам и влиять на поведение последних. Возможна и обратная картина, когда информация Web-страницы передается фильму. Еще более важной является возможность получать с помощью сценариев ActionScript ту или иную информацию и передавать ее непосредственно серверу для сохранения и обработки в базе данных. Это обеспечит ваш Web-сайт динамическим пользовательским интерфейсом на основе Flash. Пользователь сможет, например, ввести в клипе свое имя, адрес и номер кредитной карточки; полученные данные можно передать Web-серверу, отвечающему за обработку заказов.