Використання мультимедійної програми "macromedia flash" при самостійному вивченні теоретичної механіки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Використання мультимедійної програми «macromedia flash» при самостійному вивченні теоретичної механіки

Постановка проблеми

мультимедійний навчання теоретичний механіка

Впродовж останніх років мультимедійні технології глибоко проникають у всі сфери суспільного життя, зокрема і в навчальний процес технічних вишів. Застосування сучасних програмних комплексів сприяє кращому розумінню матеріалу, робить навчальний процес цікавішим та значно різноманітнішим. Це досить актуально і для вивчення курсу теоретичної механіки [1; 2], де без унаочнення (візуалізації) математично змодельованої динаміки механічної системи, без уяви про рухи її тіл добре засвоєння курсу практично неможливе.

Необхідність впровадження мультимедійних засобів навчання стає особливо нагальною в умовах постійного скорочення часу на аудиторне вивчення фундаментальних дисциплін, -- із наданням переваги самостійному навчанню.

Аналіз основних досліджень і публікацій. З розвитком комп'ютерних технологій їх використання у науковій сфері і освіті поширилось від засобу реалізації числових математичних моделей до якомога повнішого відображення результатів досліджень -- графічного, ашмаційного, мультимедійного. Для цього використовуються як потужні мови програмування, зокрема С++, так і знайомі широкому загалу редактори, програмні комплекси тощо, серед найпоширеніших з яких є «3D Studio MAX» [3] та «MACROMEDIA FLASH» [4]. Перший варіант є більш прийнятним при наукових дослідженнях (в тому числі за участю студентів [5]), оскільки потребує спеціальної підготовки і знань, що можливо на старших курсах. Другий -- при вивченні загальнотехнічних дисциплін студентами молодших курсів.

В якості основного засобу для мультимедійного супроводу при вивченні курсу теоретичної механіки на кафедрі теоретичної механіки, інженерної графіки та машинознавства НУВГП було обрано програму Macromedia Flash [4] -- досить потужний, при цьому простий у використанні, засіб створення анімованих проектів на основі векторної графіки з вбудованою підтримкою інтерактивності. Flash є ідеальним робочим інструментом для художників і дизайнерів, який дозволяє доповнити створювані ними проекти анімацією та звуком.

Мета статті -- висвітлити набутий кафедрою досвід використання Macromedia Flash у викладанні курсу теоретичної механіки та у розв'язанні окремих її задач.

Виклад основного матеріалу дослідження

Спочатку ознайомимось з основними поняттями, елементами та командами програми.

Відкриваємо меню Insert->New Symbol, чи натискаємо Ctrl + F8. В меню, що з'явилося вводимо ім'я, і вибираємо тип об'єкту: Movie clip, Button (кнопка) і Graphic (картинка). Вибираємо Button, і називаємо but1. Розкривається вікно редагування цієї кнопки. У даному випадку ми редагуємо кнопку, і в нас 4 прямокутники з надписами: Up, Over, Down, Hit -- вони позначають положення миші стосовно нашої кнопки, відповідно, звичайний вид кнопки, курсор над кнопкою, клік, і область кліка. Ліворуч від усіх цих прямокутників знаходиться шар Layer1.

Вибираємо шар, клацаємо по прямокутнику з надписом Up і малюємо звичайний вид кнопки. Можемо намалювати коло і помістити в ньому текст. Готово? Тепер натискаємо правою кнопкою на прямокутник з написом Over і вибираємо у меню, що відкрилося, Insert Keyframe. Тепер змінюємо в кнопці, наприклад, колір. Insert Keyframe під Down і змінюємо колір.

Трохи вище і ліворуч напис Scene 1 | but 1 -- це говорить про те, що ми редагуємо символ butl у сцені Scene 1. Клацаємо по Scene 1 і переходимо до основного фільму. Тепер, щоб вставити сюди свою кнопку натискаємо Ctrl+L чи Window-r>Library, і одержуємо віконечко з назвою Library -- це бібліотека, що містить усі символи нашого фільму. Бачите but1? Перетягніть його куди-небудь на лист (у робочу область). Так ми помістили свою кнопку в основному фільмі. Якщо потрібно подивитись як буде виглядати наша кнопка натискаємо Control-r>Test Movie.

Отже, анімація. У нашому випадку це слово означає послідовність зображень, що змінюються, у результаті чого виникає ілюзія руху. У Macromedia Flash існує два принципово різних способи анімувати що-небудь. Перший -- прорисовувати кожен кадр самому, використовуючи Flash тільки як засіб, що дозволяє швидко перегортати ваші зображення, і другий -- змусити Flash автоматично прораховувати проміжні кадри.

Кадри, шари, символи, тимчасова шкала

Ми досконало розберемо всі способи створення анімації, але спочатку визначимося з деякими базовими поняттями. Цими поняттями є кадри (frames), символи (symbols), шари (layers) і тимчасова шкала (timeline).

Тимчасова шкала

Тимчасова шкала -- основний інструмент при роботі з анімацією в Flash. На ній відображається інформація про шари, про те, які кадри є ключовими, а які генерує Flash.

Вона дозволяє переміщати ключові кадри і цілі шматки анімації. Ви дуже швидко опануєте цей інструмент, завдяки добре продуманому і зручному інтерфейсу. Тимчасову шкалу дуже легко знайти, навіть якщо ви вперше працюєте в Flash:

Докладний розгляд всіх елементів шкали займе дуже багато часу і місця, тому я тільки перерахую її основні можливості:

-- Маркер -- вказує на поточний кадр, який відображений у вікні. При кліці на будь-який кадр маркер автоматично переміщається на нього.

-- Шари -- ліворуч знаходиться перелік шарів. Під ним існують кнопки, що дозволяють додавати і видаляти шари. Кожен шар можна зробити невидимим і заборонити його для редагування.

-- Шкала кадрів -- поле, де ви можете додавати і видаляти прості й ключові кадри. Якщо викликати контекстне меню (натиснути на праву клавішу миші) на будь-якому кадрі, ви побачите перелік дій, які можна зробити. На шкалі відображається інформація про кадри, що є ключовими (такі кадри позначаються чорними кружечками), містять дії (літера «а» над кружечком) чи мітку (червоний прапорець, після якого йде назва мітки). Колір теж говорить про тип кадрів. Сірий колір -- це кадри, що точно повторюють ключовий кадр (keyframe). Синювате чи зеленувате підсвічування говорить про те, що кадри згенеровані Flash. І, нарешті, білий чи «порожній» смугастий колір говорить про те, що на цих кадрах нічого немає.

- Кнопки керування тінями -- це кнопки, що дозволяють відображати сусідні кадри ніби через кальку, щоб бачити різницю між попередніми і наступними кадрами. Можна задавати глибину такого відображення з обох боків від маркера.

Шари

У Flash є декілька особливих типів шарів: шари, що містять траєкторії руху і шари -- маски. Є досить велика кількість прийомів, у яких використовуються шари, але в Flash без них просто не можна обійтися з однієї важливій причині: в один момент часу для кожного об'єкту анімації потрібний окремий шар. Об'єктом анімації вважається фігура (shape) чи символ (symbol).

Кадри

Наша анімація складається з послідовності кадрів. Кадр може бути як складеним вручну, так і згенерованим Flash. Це стосується кадрів одного шару. Через те, що сцени Flash складаються звичайно з декількох шарів, то підсумкові «багатошарові» кадри, можуть містити, як згенеровані, так і «саморобні» шари.

У комп'ютерній анімації існує поняття -- ключові кадри (keyframes). Це кадри, які Flash не вправі змінювати в процесі створення анімації. Ви задаєте ці ключові кадри, а проміжні кадри між ними вибудовує Flash. Існує два типи проміжних кадрів - кадри, побудовані на основі зміни геометрії (shape tweening) або кадри, побудовані на зміні символів (motion tweening). І, звичайно ж, кадри можуть бути порожніми, тобто нічого не містити.

Елементарні операції з кадрами

Вставити порожній ключовий кадр -- Insert->Blank keyframe, F7. Ключовий кадр, що повторює зміст попереднього -- Insert->Keyframe, F6. Очистити ключовий кадр -- Insert->Clear keyframe, Shift-F6. Вставити звичайний кадр -- Insert->Frame, F5. Видалити кадр -- Insert->Remove Frames, Shift-F5.

Символи

Символи -- одне з ключових понять у Flash. Символом може бути, як найпростіша геометрія чи їхнє об'єднання, так і ціла анімація (movie). Це дозволяє використовувати символи, як могутній механізм створення абстракцій у Flash. Існує три види символів: анімація (movie clip), кнопка (button) і зображення (graphic):

-- Зображення (graphic) - символ, що складається з єдиного кадру. Звідси випливає його статична назва. Якщо символ дійсно є статичний об'єкт, краще зробити його зображенням (graphic).

-- Кнопка (button). В Flash є спеціально пристосований під функції кнопки вид символу. У ньому є 4 кадри: Up, Over, Down, Hit, що містять наступні стани кнопок: Up (звичайний стан кнопки), Over (коли курсор мишки знаходиться ад кнопкою), Down (коли курсор знаходиться над кнопкою і натиснута клавіша миші), Hit (звичайний стан, для кнопки, що містить посилання).

-- Анімація (movie clip). Це самий «повноцінний» тип символу. У ньому може бути будь-яка кількість кадрів. Символ цього типу може сприйматися як об'єкт типу Movie у ActionScript (це вбудована мова Flash). Символи можуть бути вкладеними незалежно від типу.

Символи можна створювати як «з нуля» (Insert->New Symbol, Ctrl+F8), так і використовуючи поточне виділення, помістивши його відразу в символ (Insert->Convert to Symbol, F8). Другий прийом використовується набагато частіше, ніж перший, тому що в цьому випадку відпадає потреба для визначення його позиції і змінювати під потрібний розмір.

Для керування символами використовується так звана бібліотека (Library.)

Анімація

Тепер, коли ви вже знайомі з основними поняттями, необхідними нам для створення анімації, можна приступати до розгляду предмету даної статті.

На початку статті ми визначили, що існує два методи анімації -- покадрова і шляхом створення проміжних кадрів. Отже:

Покадрова анімація

Це анімація, цілком складена з ключових кадрів. Тобто ви самі визначаєте, як вміст кадру, так і його «тривалість» (тобто скільки таких статичних кадрів буде займати зображення). При цьому способі анімації Flash автоматично будує проміжні кадри між ключовими кадрами, заданими вами. Це означає, що ви малюєте об'єкт, потім на іншому кадрі робите зміни, про які ми поговоримо нижче, і просите Flash розрахувати ті кадри, що лежать між цими двома ключовими кадрами. Він виконує цю роботу, і ви одержуєте плавну анімацію.

Швидкість і плавність анімації залежать від кількості кадрів, що ви відводите під рух, і швидкості вашого Flash фільму (movie). Швидкість фільму можна змінити тут: Modify->Movie:, Ctrl+M -- де параметр Frame Rate задає кількість кадрів в секунду. Для якісної анімації швидкість повинна бути не менше 25-30 кадрів за секунду.

В Flash існує два варіанти побудови проміжних зображень - motion tweening (побудова анімації на основі модифікації символів) і shape tweening (побудова анімації на основі зміни форми). Ці способи відрізняються один від одного. Перший використовується найчастіше, тому що з його допомогою можна побудувати переважну більшість анімацій. Другий застосовується у випадках, коли потрібна плавна зміна форми.

Motion Tweening

У цьому випадку анімація будується на основі модифікації символів, тобто об'єктом анімації є символ. Як і в анімації shape tweening, на кожен об'єкт в один момент часу, нам потрібний один шар. На цьому шарі має бути один символ, з яким і будуть відбуватися всі зміни.

Параметри символу, які можуть модифікуватися при використанні Motion Tweening: розмір (як пропорційно, так і непропорційно -- окремо висоту ширину), нахил, розташування, кут повороту, колірні ефекти, можна використовувати направляючі шари для задання траєкторії руху об'єкта.

Включити Motion Tweening можна декількома способами. Для того, щоб включити motion tweening, потрібно зробити активним початковий кадр вашого переходу, потім, натиснувши праву клавішу миші, у контекстному меню вибрати Create motion tweening (це ж можна зробити, вибравши Insert->Create motion tween). Універсальний спосіб включення/вимикання Motion Tweening -- за допомогою панелі Frame, вибравши Motion у поле Tweening. Там же можна контролювати параметри анімації:

Easing -- зворотне експонентне прискорення, працює абсолютно так само, як і в shape tweening. Rotate дозволяє керувати обертанням. Auto -- Flash Іавтоматично намагається визначити кількість витків. CW (Clockwise, по годинниковій стрілці) і СС (Counter Clockwise -- проти годинникової стрілки). При цьому поруч у полі праворуч з'являється можливість ввести кількість обертів. Можна використовувати тільки цілі значення. Щоб відключити обертання, потрібно вибрати None.

Orient to path -- повертає символ відповідно до напрямляючої лінії. Snap прив'язує символ до цієї напрямляючої.

У випадках, коли кількість кадрів основної сцени не буває кратною кількості кадрів символу, прапорець Synchronize дозволяє синхронізувати ці дві анімації.

Направляючі шари

На початку статті ми згадували про шари, що містять траєкторію руху, про так звані направляючі шари (guide layers). Це шари, що містять криву, по якій повинен рухатися об'єкт. Для того, щоб додати напрямляючий шар, вам потрібно вибрати шар, на якому є ваш символ, і, натиснувши праву клавішу миші, у контекстному меню вибрати Add Guide. При цьому вихідний шар стає напрямляючим (guided layer). Це далеко не єдиний спосіб створити напрямляючий шар (guide layer). Будь-який шар можна зробити напрямним, вказавши це в його властивостях, чи напрямним, перетягнувши потрібний шар мишкою, так, щоб він знаходився під напрямним.

Далі, вам потрібно намалювати траєкторію руху. Траєкторією може бути будь-яка крива, що не є областю заливання. Керуючий шар готовий. Ви можете його заборонити для редагування, щоб було краще працювати, а надалі і зовсім зробити його невидимим.

Перед вами головне вікно програми. Користуватись нею досить легко. Наприклад, щоб перейти до розділів теоретичної механіки потрібно натиснути лівою кнопкою миші (надалі просто Л.К.) по кнопці «Розділи», тоді перед вами з'явиться інше вікно, з розділами теоретичної механіки.

Принцип навігації по програмі залишається такий самий натискаєте Л.К. по необхідній кнопці меню програми. Наприклад перейдемо до розділу статика натискаємо Л.К. по кнопці. Перед вами з'явиться інше вікно з розділами, для переходу до необхідного розділу потрібно натиснути Л.К. по кнопці з назвою відповідного розділу. напрямлені в різні сторони сторінку даної програми у випадку, призначені якщо інформація не поміщається на одній сторінці.

В даній програмі присутні також приклади розв'язання деяких задач з курсу теоретичної механіки. Для того, щоб їх розглянути потрібно натиснути на кнопку «Головне меню» в лівому верхньому кутку екрану, потім на кнопку „Приклади”. Перед вами з'явиться вікно де можна знайти приклади по розв'язанню задач по певних темах.

Наприклад нам потрібно розглянути приклад розв'язання задачі на тему плоскопаралельний рух тіла. Для цього натискаємо Л.К. по напису «Плоский рух» і перед нами з'явиться вікно з

Наприклад, перейдемо до розділу статика на площині (натискаємо Л.К. по кнопці «Статика на площині»). Перед вами з'явиться наступне вікно.

В програмі також зустрічаються деякі відео ілюстрації до теорії, прикладом цього може слугувати наступне вікно. Де для переходу до перегляду демонстрації роботи механізму потрібно натиснути на кнопку

Іноді в програмі може зустрічатись так званий гіпертекст, тобто текст при підведенні вказівника миші до якого він перетворюється на руку. Цей текст є тією ж кнопкою, тобто якщо натиснути на ньому Л.К., то ви перейдете до іншого вікна програми. Для виходу з програми потрібно натиснути Л.К. по кнопці L.А, яка знаходиться в правому верхньому куті програми, або натиснути кнопку Esc на клавіатурі.

В даній програмі також присутній модуль присвячений тестуванню знань студента, який за своєю суттю схожий на гру в «Перший мільйон». Щоб його запустити необхідно натиснути Л.К. на кнопку «Головне меню», потім Л.К. по кнопці «Тестування». Перед вами відкриється наступного змісту вікно де вам дається запитання і декілька варіантів відповіді. Для вибору правильної на вашу думку відповіді потрібно натиснути Л.К. по відповідній кнопці, яка містить текст вірного твердження. Після цього комп'ютер покаже вам правильну відповідь (кнопка з цією відповіддю зафарбується в інший колір).

Висновки

Аналіз напрацьованого мультимедійного інструментарію на базі Macromedia Flash для вивчення курсу теоретичної механіки, - за результатами впровадження в навчальний процес, - засвідчив його переваги: простоту, доступність, зручність у використанні, тому його можна з успіхом поширювати в педагогічній практиці інших ВНЗ.

Активна роль інформаційних технологій в освіті обумовлена тим, що порівняно з традиційними навчально- методичними засобами комп'ютерно-орієнтовані засоби навчання забезпечують нові можливості, а також дозволяють реалізувати сучасні педагогічні технології навчання на вищому рівні, стимулюють розвиток дидактики та методики. Тому, перспективність подальших досліджень вбачаємо у використанні інноваційних форм, методів і технологій під час вивчення дисципліни «Теоретична механіка», що потребує подальшої розробки й апробації відповідного науково- методичного забезпечення.

Література

1. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике / И.В. Мещерский. - М.: Наука 1987. - 448 с.

2. Павловський М.А. Теоретична механіка / М.А. Павловський. - К.: Техніка, 2002. - 512 с.

3. Петерсон М.Т. Эффективная работа с 3D Studio MAX / М.Т. Петерсон; перев. с англ. - Питер, 1997.

4. Рейнхардт, Роберт, Ленц, Джон. Flash 5. Библия пользователя / Рейнхардт, Роберт, Ленц; пер. с англ. - М.: "Вильямс”, 2002. - 1164 с.

5. Щурик В.О. Анімаційно візуалізована математична модель динаміки системи „горизонтальний порожнистий ротор із частковим малорухливим пластично-в'язким наповненням - пружно-демпфуюча підвіска - привод” / В.О. Щурик

Размещено на Allbest.ru