Flash3D在網(wǎng)絡(luò )三維課件制作中的探索

摘要： 本文嘗試以Flash三維場(chǎng)景顯示的實(shí)例，為網(wǎng)絡(luò )三維課件的制作提供參考和經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞： 計算機三維成像；課件制作；WEB3D；Flash3D；Papervision3D；網(wǎng)絡(luò )三維課件

        1  Flash3D 技術(shù)及其在課件制作中應用情況的介紹
        最初，Flash是美國Macromedia公司所設計的一種二維動(dòng)畫(huà)軟件，可以非常方便地嵌入網(wǎng)頁(yè)，并通過(guò)專(zhuān)用的Web插件Flash Player來(lái)播放，由于其強大的動(dòng)畫(huà)、音頻和視頻表現能力，很快得到了普及，在互聯(lián)網(wǎng)終端機桌面系統中占有90%以上的安裝比例。在國內的教育行業(yè)中，由于Flash強大的多媒體表現能力，和便捷的網(wǎng)絡(luò )發(fā)布能力，已經(jīng)吸引了越來(lái)越多的教師，把Flash技術(shù)用在多媒體課件的制作上，使Flash軟件逐漸成為當前最流行的課件制作軟件之一。
        2  Flash3D制作網(wǎng)絡(luò )課件的特點(diǎn)
        2.1 這些傳統的優(yōu)點(diǎn)，對于廣大教師而言這些優(yōu)點(diǎn)可簡(jiǎn)單羅列如下：①強大的多媒體表現能力。采用矢量圖，縮放不變形；可以方便地嵌入和控制播放音頻和視頻；具有強大而齊全的繪畫(huà)和色彩工具，自動(dòng)地生成漸變動(dòng)畫(huà)；具有時(shí)間軸控制，支持層編輯等�？梢苑浅７奖愕刂谱鞅憩F豐富、感染力強的多媒體作品。②便于發(fā)布。首先是生成的文件尺寸小，利用Flash生成的動(dòng)畫(huà)播放文件（*.swf）都非常小巧，一個(gè)精美的多媒體課件可包含在一、二十KB的容量里，大的、復雜的也可容納于幾百KB的空間里，可以非常方便地嵌入網(wǎng)頁(yè)，同時(shí)也便于學(xué)生們打開(kāi)瀏覽。其次，用于課堂上本地硬盤(pán)播放的課件，可以生成自帶播放器的*.exe文件，一次課的內容一般在幾MB左右，占用空間小，攜帶方便，U盤(pán)中完全可以放下一個(gè)學(xué)期的課件，這樣就可以避免講課時(shí)教師機的系統環(huán)境不支持多媒體課件文件格式的尷尬情況。③Flash生成的課件，完成后導出擴展名為*.SWF的文件，具有一定的原始資料保護功能，無(wú)法直接從界面上對文字和圖片進(jìn)行復制粘貼，在一定程度上保護了教師的勞動(dòng)成果。
        2.2 在此基礎上，Flash3D制作課件，更進(jìn)一步帶來(lái)了自身的優(yōu)點(diǎn)：①生動(dòng)的三維表現能力；②更強大的交互能力；③由于其生動(dòng)的表現力和交互能力，可以極大地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習的興趣，從而為場(chǎng)景式教學(xué)、任務(wù)驅動(dòng)式教學(xué)等教學(xué)改革，提供了一個(gè)非常好的教學(xué)內容展示平臺。
        3  Flash3D的基本原理介紹
        做一個(gè)Flash課件就相當于教師導演一場(chǎng)舞臺演出來(lái)展示課程內容，以往Flash可以非常容易將二維的圖像、文字、音頻、視頻等元素結合起來(lái)，Flash player 10以后，可以支持三維場(chǎng)景的展示，使得Flash課件更加生動(dòng)、形象。二維對象和投影在二維屏幕上的三維對象之間的區別在于，三維對象增加了第三維Z軸屬性，三維對象的Z軸值越大，表示距離越遠，在二維屏幕上的投影就越小。
        3.1 Flash3D中移動(dòng)、旋轉、縮放三維對象  可以用顯式改變三維對象的X、Y、Z屬性值，來(lái)移動(dòng)三維對象的空間位置；可以通過(guò)設置對象的三種旋轉屬性：rotationX、rotationY 和 rotationZ，使三維對象分別沿X、Y、Z軸旋轉；通過(guò)改變對象的scaleX、scaleY、scaleZ屬性值，可以將三維對象分別沿X、Y、Z軸進(jìn)行縮放。
另外，當需要對三維對象進(jìn)行復雜的三維變換操作時(shí)，可以利用flash.geom.Matrix3D 類(lèi)來(lái)完成，以提高運算效率。
        3.2 Flash3D引擎  Flash3D提供了三維渲染功能，但若要實(shí)現生動(dòng)、復雜的三維場(chǎng)景、器具甚至人物，還需要Flash3D 引擎的支持，在3D引擎的基礎上實(shí)現虛擬三維環(huán)境更加便捷，效果更好。Papervision3D是一款優(yōu)秀和成熟Flash3D引擎的開(kāi)源項目，尤其是Flash的腳本語(yǔ)言 ActionScript 3.0發(fā)布后，程序執行效率得到了大幅度提升。Papervision3D無(wú)論是在效率、功能上都有很好的表現，成為Flash3D三維開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要基礎平臺。

4  Flash3D在課件制作舉例 
        本文以Flash3D課件中展示三維場(chǎng)景為例，三維課件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，以供參考。
        4.1 模型的制作，目前的Flash編輯平臺還以二維動(dòng)畫(huà)制作為主，生動(dòng)而復雜的三維模型需要第三方建模軟件做成的模型文件，再從外部導入Flash中渲染顯示。由Maya、3DsMax專(zhuān)業(yè)三維設計軟件制作的文件，應該保存為什么格式的文件才能用AS3操作，在FLASH PLAYER中顯示出來(lái)。滿(mǎn)足這種需要的3D文件格式有很多種，其中COLLADA標準就是最常用的一種。
        本例中，用3DsMax制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的三維虛擬課堂的場(chǎng)景，通過(guò)開(kāi)源的COLLADA插件，導出的模型文件是classRoom.xml，貼圖文件是classroom.jpg，地面的貼圖文件是ground.jpg，可以方便地被Flash 3D使用。
        4.2 Flash3D三維渲染關(guān)鍵代碼說(shuō)明，本例通過(guò)完成一個(gè)三維虛擬教學(xué)場(chǎng)景的展示，說(shuō)明基于Papervision3D引擎的Flash三維制作的一般步驟。
        其中，采用Papervision3D引擎渲染三維場(chǎng)景時(shí)，一般需要定義四個(gè)元素，這四個(gè)元素是三維成像的關(guān)鍵：一是窗口：類(lèi)似于房間的窗戶(hù)，我們透過(guò)窗口看外面的三維世界。窗口解釋成渲染的尺寸，就像我們拍照時(shí)照片的尺寸一樣。二是場(chǎng)景：場(chǎng)景是指整個(gè)三維的場(chǎng)景。就像我們所處的大千世間，不過(guò)場(chǎng)景是虛擬的三維世界，是由我們用模型文件擺放、規劃出來(lái)的。三是攝像機：類(lèi)似于現實(shí)中的攝像機，將大千世界拍攝出動(dòng)感的影片。不過(guò)，這里的世界是虛擬的，攝像機也是邏輯設置，通過(guò)算法來(lái)實(shí)現的。四是渲染器：將以上的所有的邏輯算法與數據，渲染成屏幕上連續一幀一幀顯示的圖像。
        5  發(fā)展前景
        Flash3D技術(shù)將課件制作技術(shù)帶入了一個(gè)新的領(lǐng)域，在此技術(shù)之上，可以歸納、總結課件制作常規要求，編寫(xiě)專(zhuān)用的功能類(lèi)庫，在通用功能類(lèi)庫支持的基礎上，編輯課件制作界面，以開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)的課件開(kāi)發(fā)工具。
        可以預見(jiàn)，隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及，WEB三維技術(shù)的不斷成熟，三維網(wǎng)絡(luò )課件的制作將在教學(xué)工作中，發(fā)揮越來(lái)越大的作用，而被廣大教師和學(xué)生所喜愛(ài)。
參考資料：
[1]李方捷等著(zhù).ActionScript 3.0開(kāi)發(fā)技術(shù)大全.清華大學(xué)出版社，2009-6-1，ISBN：9787302196570.

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