《汽油機工作原理》模擬實驗的設計與實現

湖南師范大學網絡中心 易和平

《汽油機工作原理》模擬實驗的設計與實現

湖南師范大學網絡中心 易和平

Flash矢量動畫不僅兼容性好、占用空間小，而且任意縮放也不會失真，已被廣泛用于網絡和CAI課件開發中。本文介紹了利用Adobe Flash Professional CS5開發汽油機四沖程的循環工作過程，并可慢動作和分步演示，使學生對汽油機工作原理有較清楚認識，動畫形象、直觀地再現了真實的實驗環境。該課件不僅解決了教學難點，也激發了學生的學習興趣。

Flash；汽油機工作原理；CAI課件

四沖程汽油機的工作分為吸氣、壓縮、做功和排氣4個階段，運動過程復雜，若不借助計算機來進行模擬，學生是很難理解四沖程的真實內涵及相關部件運動規律的，Flash動畫來模擬可起到事半功倍的教學效果。

一、動畫界面

效果如圖1所示。

二、創作說明

本動畫主要演示汽油機四沖程的工作過程。通過按鈕切換，四沖程可連續、慢動作和分步演示。該動畫的制作較復雜，創建的元件較多。用到的Action Script函數主要有：setProperty()、tellTarget()、gotoAndPlay()、play()、stop()等。

三、制作過程

第一步：設置電影屬性。

按Ctrl+M鍵，打開電影屬性對話框，設置屏幕大小為600x400px，背景顏色為FFCCCC.

第二步：創建按鈕元件。

本動畫需制作的按鈕元件有：

“部件名稱”、“連續運轉”、“停止”、“慢鏡頭”及各沖程獨立運行的“1”“2”“3”“4”等共計8個按鈕。按鈕的制作比較簡單，在此不作說明。

第三步：創建圖形元件。

為了便于設計和修改，本動畫中的圖形元件較多，如圖2所示。其中元件b、c、d、e、f、g供后面的影片剪輯制作中部件的平動和轉動之用，元件a、i、j、k(也可以不轉換為元件)主要是便于修改，再一個就是因要重復使用，用元件表示可減小動畫的容量。

(注意：元件i、j、k必須與汽缸形狀的上部分相吻合)

第四步：創建影片剪輯。

本動畫共有4個影片剪輯，分別是：

1.四沖程：四個沖程連續運行：曲軸帶動連桿運轉，連桿再帶動活塞上下運動，同時氣門桿在氣門曲軸帶動下壓縮或拉伸彈簧、打開或關閉氣門等，每進入一個沖程，便出現該沖程名稱和說明。具體設計如圖3所示。共有15個圖層，從元件庫中將各圖形元件分別拖入對應圖層舞臺中，按圖示位置排列好，然后按時間軸上的說明設置好各圖層動畫。圖中所示的各關鍵幀動畫均為“創建補間動畫”，氣體和箭頭的推進方向用遮罩層來實現。特別注意：對于動畫中的轉動對象，如：曲軸、連桿，必須在設置動畫之前將其中心移動到轉動軸位置，否則除了轉動外還會有進動。

2.慢鏡頭：與上述的“四沖程”效果相當，只是運行速度變為1/3。在具體制作時，不必重復上面的“四沖程”步驟，而是采用復制元件的方法。將復制后的影片剪輯命名為“慢鏡頭”，然后將每一圖層各關鍵幀之間的間隔均擴大到3倍，個別圖層可根據實際情況進行微調。

3.分步演示：與“慢鏡頭”影片剪輯效果相當，只是四個沖程可通過按鈕切換單獨運行，便于學生反復重點看清每個沖程的工作過程。制作方法為：

表1

圖1 效果圖

圖2 圖形元件

圖3 “四沖程”影片剪輯元件的制作

圖4 部件名稱影片剪輯元件的制作

圖5 舞臺布置

圖6

圖7

圖8

圖9

圖10

圖11

（1）復制“慢鏡頭”影片剪輯，復制后的影片剪輯命名為“分步演示”。

（2）在“吸氣沖程”、“壓縮沖程”、“做功沖程”、“排氣沖程”結束的最后一幀處都插入一關鍵幀，在此關鍵幀處輸入的程序代碼為：stop()，使動畫運行到此便自動停止。

4.部件名稱：主要說明汽油機各主要部件的名稱。在制作該影片剪輯時，特別注意各標記線及文字位置要與設備部件位置相吻合。具體方法可參考以下步驟：

在圖庫中雙擊打開“四沖程”影片剪輯，鎖定各圖層，在最上層添加一新圖層，在新圖層的第5幀處（當然也可在其他幀處，此時各部件位置如圖4a所示）按F6插入關鍵幀，在舞臺中借助底圖標出各部件對應名稱（圖b），然后選定該關鍵幀內的所有內容將其轉換為影片剪輯（選定對象后按F8鍵），并命名為“部件名稱”。轉換為影片剪輯后，將該新建圖層刪除。

第五步：創建舞臺。

將各影片剪輯和按鈕元件拖入各圖層的對應舞臺中，注意放置各影片剪輯時要特別注意“四沖程”、“慢鏡頭”、“分步演示”要相互重合，“部件名稱”影片剪輯要與各部件位置吻合。如圖5所示。

第六步：編寫ActionScript程序。

為了使ActionScript程序能有效控制動畫，在編寫ActionScript程序前，各影片剪輯必須添加一個實例名，如表1。

1.Action圖層程序代碼如圖6所示。

2.“部件名稱”按鈕程序代碼如圖7所示。

3.“連續運轉”按鈕程序代碼如圖8所示。

4.“停止”按鈕程序代碼如圖9所示。

5.“慢鏡頭”按鈕程序代碼如圖10所示。

6.分步演示按鈕“1”程序代碼如圖11所示。

分步演示按鈕“2”、“3”、“4”的程序代碼與按鈕“1”基本相同，只須將按鈕“1”中的gotoAndPlay(1)依次改為每一沖程的開始幀，即：gotoAndPlay(60)、gotoAndPlay(120)、gotoAndPlay(180)，即可。

第七步：按Ctrl+Enter組合鍵，測試影片。

易和平（1966—），男，湖南寧鄉人，碩士研究生，工程師，現供職于湖南師范大學網絡中心。