基于Silverlight技術的機械制圖在線學習系統設計與開發

【摘 要】隨著多媒體技術在教學中的普遍使用，傳統機械制圖的教學改革也迫在眉睫。本文基于微軟新一代瀏覽器Silverlight技術設計與開發了一個機械制圖在線學習系統，系統包括在線學習、在線練習、重難點Flash動畫等功能。

【關鍵詞】Silverlight 機械制圖 在線學習

1 引言

《機械制圖》是機械類專業一門重要的專業基礎課，在現代工程技術人員的培養中起著極其重要的作用[1]。隨著多媒體技術在教學中的普遍使用，傳統機械制圖的教學改革也迫在眉睫。傳統的《機械制圖》教學存在著的課程結構，課程內容，教學方法，教學目標上的局限性，已落后于多媒體教學、網絡教學等教學方式，采用多媒體技術、網絡技術等進行深入的改革是必然的[2]。

目前，關于《機械制圖》在線學習系統方面的研究還比較少，內容也比較簡單。只有中國科學技術大學和石家莊鐵道學院有相關研究。因此，本文設計開發的《機械制圖》在線學習系統具有一定的創新性。通過對這樣一個學習系統的開發可以改變傳統的《機械制圖》教學方式，可以克服課本上枯燥的線形文字和插圖的不足，豐富教學內容；同時也為學生提供了一個主動學習的平臺，使學生由被動接受知識的對象轉變為主動獲取知識的探索者，激發學生的學習積極性，切實提高教學質量，對《機械制圖》課程的發展具有極其重要的意義。

2 Silverlight技術

2.1 Silverlight介紹

Microsoft Silverlight是一個跨瀏覽器的、跨平臺的插件，為網絡帶來下一代基于NET framework的媒體體驗和豐富的交互式應用程序。Silverlight以XAML為界面呈現語言，支持2D矢量圖形、文字、動畫、數據雙向綁定、控件風格與模板、LINQ、WCF、JSON、Socket和跨域訪問等高級特性。在Silverlight4.0版本中還加入3D能力，支持更多的多媒體格式，豐富了動畫效果、濾鏡功能，使搜索引擎優化、數據綁定增強等。Silverlight提供靈活的編程模型，并可以很方便地集成到現有的網絡應用程序中。Silverlight可以對運行在Mac或Windows上的主流瀏覽器提供高質量視頻信息的快速、低成本的傳遞，支持IE、Firefox甚至Apple的Safari瀏覽器，而無需對現有的網站設計進行移植[2]。

對于互聯網用戶來說，Silverlight是一個安裝簡單的瀏覽器插件程序。用戶只要安裝了這個插件程序，就可以在Windows和Mac上多種瀏覽器中運行相應版本的Silverlight應用程序，享受視頻分享、在線游戲、廣告動畫、交互豐富的網絡服務等等。

對于開發設計人員而言，Silverlight是一種融合了微軟的多種技術的Web呈現技術。它提供了一套開發框架，并通過使用基于向量的圖像圖層技術，支持任何尺寸圖像的無縫整合，對基于asp .net、AJAX在內的Web開發環境實現了無縫連接。Silverlight使開發設計人員能夠更好地協作，有效地創造出能在Windows和Macintosh上多種瀏覽器中運行的內容豐富、界面絢麗的Web應用程序[2]。

2.2 Silverlight工作原理

Silverlight是以宿主瀏覽器為基礎環境的。宿主瀏覽器接口通過npctrl.dll與Silverlight對接。npctrl.dll是一個ActiveX控件，可以被調用。npctrl.dll會調用agcore.dll來處理一些非托管的接口程序， 也會調用coreclr.dll來創建一個公共語言運行庫（CLR，Common Language Runtime）。我們編寫的Silverlight應用程序是運行在coreclr.dll創建的CLR當中的。

3《機械制圖》在線學習系統設計與開發

3.1學習系統功能結構設計

《機械制圖》在線學習系統包括四大功能，分別是在線學習、在線練習、重難點Flash、注冊登錄。具體功能框圖如圖2所示。系統采用三層結構實現，各層之間通過服務接口和數據訪問接口實現通信和數據交換。這種結構在實現良好的程序結構的同時，也能達到靈活部署、方便升級和維護的目的。

1.在線學習功能：實現機械制圖理論教學內容的WEB展示，方便學生隨時隨地學習。教學內容的素材主要為視頻形式，含多媒體動畫效果，需要在網頁中同樣實現多媒體動畫效果。

2.在線練習功能：在網頁上實現簡單的繪圖功能，學生可以根據練習題的要求在網頁上進行簡單的圖線繪制，完成練習后，可以單擊查看正確答案按鈕查看正確練習答案。

3.重難點Flash：展示學習過程中重點、難點的Flash動畫。

4.注冊登錄功能：上述三個功能的使用都需要學生先注冊成功，并以用戶名和密碼成功登錄后才能使用。

3.2開發環境

采用Microsoft Visual Studio 2008 平臺，Microsoft Expression web 3，ASP.net開發技術，Sliverlight技術，xaml技術，數據庫采用SQL server 2008。

3.3在線繪圖功能的實現

Shape繪圖是一個名為“Shape”的基本類，由它衍生出6個子類，通過這6個子類可以繪制不同的圖形，分別是：Line：繪制直線；Rectangle：繪制矩形；Ellipse：繪制橢圓形；Polygon：繪制多邊形；Polyline：與Polygon類似，區別在于圖形的封閉性；Path：以上的綜合體。

Geometry對象（如 EllipseGeometry、PathGeometry 和 GeometryGroup）可以用于描繪二維 （2-D） 形狀的幾何圖形。這些幾何圖形的描繪具有許多用途，例如，定義一個要繪制到屏幕的形狀或者定義剪輯區域。Geometry對象可以很簡單（如矩形和圓），也可以是基于兩個或更多個Geometry對象創建的復合形狀。使用 PathGeometry對象可以創建更復雜的幾何圖形，這些對象可用于描繪弧線和曲線。

Geometry 和 Shape 類的相似之處在于它們均描繪二維形狀（例如，比較 EllipseGeometry 和 Ellipse），但它們之間也存在一些重要的區別。例如，Shape 對象是 UIElement 對象，而 Geometry 對象不是。因為是 UIElement 對象，所以 Shape 對象可以進行自我呈現并具有 Opacity、OpacityMask 以及 Geometry 對象所沒有的其他圖形屬性。因此，本系統中的繪圖功能采用shape類。

實現的繪圖功能包括：點繪制、直線繪制、射線繪制、構造線繪制、圓形繪制、多邊形繪制等。可以滿足《機械制圖》課程一般練習的需求。

4 結束語

《機械制圖》在線學習系統實現了在線學習、在線練習、重難點知識點Flash動畫制作，對提高學生的自主學習能力，改善機械制圖的教學質量提供了很好的幫助。

【參考文獻】

[1]駱正茂.基于Silverlight的機械零部件在線制圖系統[J].現代制造工程，2011（6）：43-45，72

[2]胡世清，程國雄.基于Silverlight的網絡虛擬課堂教學系統的設計與實現[J].中國電化教育，2011（6）：126-129.

[3]銀光中國.http：//www.silverlightchina.net.

[4]程國雄，胡世清.基于Silverlight互動學習RIA平臺的研究與實現[J].計算機工程與科學，2010（7）：23-26.

[5]葉大萌，祁鋒主編.機械制圖[M].華中科技大學出版社，2013.

[6]祁鋒主編.機械制圖習題集[J].華中科技大學出版社，2013.

[7]四川大學工程制圖教研室編.機械制圖[M].北京郵電大學出版社.

[8]四川大學工程制圖教研室編.機械制圖習題集[M].北京郵電大學出版社.

[9]大連理工大學工程制圖精品課程網.http：//graphics.dlut.edu.cn/.endprint