基于Flash的機能學虛擬實驗技術的開發(fā)

晁政 劉鴻宇 黃武 黎人華 康勇

【摘要】針對傳統(tǒng)機能學實驗教學單一、條件不足、學生參與少的問題，探索虛擬實驗教學平臺的開發(fā)。對比各種虛擬仿真技術選擇Flash作為開發(fā)平臺，以其簡單靈活、視覺沖擊力震撼及交互性強的特性，模擬操作復雜且難以理解的機能學實驗。以豚鼠心肌細胞動作電位測定為例演示基于Flash的虛擬實驗技術的開發(fā)。

【關鍵詞】機能學;虛擬實驗技術;Flash;豚鼠;心肌細胞動作電位

Abstract：Aiming at single，insufficient facilities and funds，and less students-participation teaching methods in traditional experimental teaching of functional science course，the authors explored experimental platform based on virtual system. Through comparisons of various virtual simulation technology methods，we select Flash as the development platform because that it is simple，flexible，more visually attractive and high interactivity，so that wo can simulate complicated and incomprehensible experimentation. Taking action potentials in guinea pig ventricular myocytes to demonstrate the development of virtual experiment based on Flash technology.

Key words：functional science;virtual experiment;Flash;guinea pig;action potential in ventricular myocytes

一、引言

機能實驗學是將生理學、病理生理學、藥理學三門課程的實驗內容有機融合在一起，體現(xiàn)學科間的交叉融合和新技術的應用以及培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的課程。因為傳統(tǒng)機能學實驗的對象多為活體動物或離體器官組織，從而教學中存在一些困難進而影響教學質量。

1.實驗成本高且一些大型儀器設備陳舊和數(shù)量有限，學生人數(shù)很多，同時只能有部分學生操作而其余學生圍觀，因而不能熟練操作儀器設備。

2.實驗操作精細且困難大，由于實驗教學場地和課時限制，學生大多沒有很好的預習和復習，未能掌握實驗操作技術，從而厭惡實驗[1]-[3]。

虛擬實驗技術憑借軟件模擬的優(yōu)勢可以解決這些問題，目前虛擬實驗技術包括Java技術、QuickTime VR技術、VRML技術Flash等，其中Flash作為一種矢量多媒體技術是為創(chuàng)作網(wǎng)絡交互式動畫所開發(fā)。Flash具有很強的交互性、圖形矢量性的同時保證了很小的動畫體積;采用Actionscript這種面向對象的腳本語言使得當特定事件發(fā)生動作時可以控制對象，非常適合交互式虛擬實驗平臺的建立;開發(fā)周期短適合演示性虛擬實驗。雖然Flash的交互性不如VRML，數(shù)據(jù)處理能力不如Java但其開發(fā)的簡單靈活以及以上三種特性使得Flash成為開發(fā)教學虛擬實驗的最佳平臺[3]-[6]。

二、以機能學中豚鼠心機細胞動作電位實驗為例介紹基于Flash的虛擬實驗技術的開發(fā)

1、實驗步驟

（1）取出心臟分離乳頭肌;（2）拉制玻璃微電極;（3）調試儀器記錄動作電位。

2、虛擬實驗

（1）制作素材并將素材導入Flash庫

首先，用photoshop或者coreldraw，AI等繪圖軟件制作好實驗所需器械及動物模型等各種素材繪如豚鼠、HF-100抗干擾臺、BL-420、手術剪等;然后打開flash cs4，新建一個ActionScript 2.0的文件，在菜單欄打開文件-導入-導入到庫-把做動畫需要用到的素材導入到flash的庫中。

（2）構建虛擬實驗室

1）布置舞臺設置原件

ctrl+F3調出屬性面板對新建的文件進行設置，設置好舞臺需要的背景的顏色，大小和幀頻等。為了方便管理和維護，我們選擇把動畫做到mc影片剪輯里面，先把鼠籠等拖入到舞臺上，調整好位置和大小過后，F(xiàn)8轉換為原件，選擇下面的影片剪輯屬性，再點擊右鍵調出標尺或者按快捷鍵Ctrl+Shift+Alt+R拉好輔助線，這是為了確定精準的位置，特別是有變化的地方，一定要調整好位置和大小，否則畫面會有錯位的跳躍感（見圖1）。

2）動畫實現(xiàn)

以取豚鼠離體心臟為例：首先從抓豚鼠開始，我們需要在mc里面新建一個圖層，命名為手套，把戴手套的各個動作素材拖放到舞臺上，按照幀順序依次排列好，動畫連貫性以一拍三8幀畫面為主，接著需要給鼠籠做一個遮罩用以產(chǎn)生穿插感的，把鼠籠、籠蓋子放到兩個圖層中，再新建一層，點擊右鍵勾選上“遮罩層”選項，再把鼠籠拖入到遮罩層下方，會發(fā)現(xiàn)遮罩層和被遮罩層都發(fā)生了圖標變化。設置好后在遮罩層中插入關鍵幀選擇相關繪制工具繪制出遮罩圖案部分（有圖案的地方才會被顯示），繪制好后同時鎖定遮罩層和被遮罩層移動籠蓋測試效果，看是否遮好，然后在手套戴好需要打開鼠籠的位置編輯籠蓋，鼠籠是固定不動的，需要給蓋子添加動作，配合上手打開籠蓋的動作把蓋子移動到相應的位置，提起后插入關鍵幀，再延遲幾幀后插入關鍵幀或者快捷鍵F6插入關鍵幀，移動籠蓋和手到移動的終點位置，再在此移動幀中間選任意一陣單擊右鍵選擇插入傳統(tǒng)補間，這時候插入補間的地方會有一條箭頭，接下來是手要伸入籠子里抓豚鼠，由于要產(chǎn)生交錯感，需要給手也添加一個遮罩，把抓豚鼠的手的圖層拖入到“遮罩層”的下面，再插入幀編輯這只手的位置，于是就產(chǎn)生了手伸入到了籠子里面的感覺。

3）代碼實現(xiàn)

在以上交互中需要用到的代碼用的是actionscript 2.0，我們可以將代碼寫到按鈕上，幀上。

新建一層，把做好的按鈕放到這個層上面，在相應需要交互的按鈕上寫下代碼。

（1）比如點擊下一幀上一幀的代碼可以寫作：

on（release）{

nextFrame（）;

}，

on（release）{

PrevFrame（）;

}

（2）當點擊按鈕需要跟隨鼠標的代碼如下：

Mouse.hide（）;

mc1.onMouseMove=function（）{

this._x = _xmouse;

this._y = _ymouse;

UpdateAfterEvent（）;

}

Mc1是指定要跟隨鼠標的影片剪輯，里面的內容可以是一張圖片，動畫，影片。

（3）當需要拖動一個工具去響應另一個動作時就需要用一下代碼：

OnClipevent （mouseDown）{

If （hit Test （_root._xmouse，_root._ymouse.false））{

startDrag（“”，true）;

x = this._x;

y = this._y;

}

}

onClipEvent（mouse up）{

if （！hitTest（_parent.regionl））{

this _x = x;

this _y = y;

}else{

_parent.nextFrame（）;

}

StopDrag（）;

}

注釋：其中regionl 是感應區(qū)，也就是一個隱藏的透明按鈕。

（4）調用和控制庫里面的影片剪輯以及鍵控，比如：

On（release，Keypress””）{

gotoAndPlay（）;

}

（5）在頁面上的小按鈕也可以添加相應的代碼，比如主頁就可以寫：

On（release）{

Get URL（http：//www.xxxxxxx.com，“blank”）;

}

或者：

on（release）{

gotoAndStop（）;

}，

三、結束語

本文將Flash技術應用于機能學中豚鼠心肌細胞動作電位的測定，細化了各個步驟并附有視覺沖擊感;減輕了經(jīng)費不足、大型儀器少、場地不夠等困難;學生多可以使學生在實驗前后隨時觀看并與實驗互動，熟練實驗步驟、深刻理解實驗原理和結果以及熟練操作實驗儀器，從而提高教學質量。

參考文獻

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[3]劉惠萍，張國民，喻嶸，等.虛擬實驗平臺在醫(yī)學機能學實驗教學中的作用[J].中醫(yī)教育，2014，33（3）：12-13.

[4]高振國.基于Flash建立的虛擬液壓回路系統(tǒng)的研制[J].現(xiàn)代教育技術，2008，25（8）：83-88.

[5]王軍.基于Flash的虛擬物理試驗室的設計方法[J].曲阜師范大學學報，2008，34（4）：81-84.

[6]張剛，羅小華，賀利芳.基于Flash技術的網(wǎng)絡虛擬實驗平臺開發(fā)[J].高等教育研究，2007，24（4）：50-52.