一種采用動態交互技術的艦船航路規劃軟件設計與應用

馮艷

摘要：通常艦船航路設計規劃與設計過程是在圖紙或者使用計算機繪圖在靜態條件下討論完成的，這種動態性、靈活性不強，缺乏直觀感知。本文針對艦船航行科學試驗中航路設計靈活性不夠等問題進行研究，基于動態交互和演示技術，規劃和設計一種調整便捷、重復性強、直觀動態的航路設計軟件，在復雜航路設計，涉及多平臺、多設備協同時有獨到作用。

關鍵詞：動態交互 航路設計 Flash MDM

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0180-02

在艦船平臺的科學試驗中，對艦船、飛機和設備的航路協同設計過程通常采用圖紙手繪或使用計算機繪圖軟件完成。由于條件限制這種方式靜態單一，重復性不高。對于平臺多、機動強的航路設計來講，圖紙形式動態連續性不強，表達不夠清晰。本文基于動態交互和顯示技術，采用Flash動畫軟件和MDM數據讀寫技術，研究一種調整便捷、過程動態、簡單直觀、重復性強的航路設計軟件。能夠提高試驗設計時的效率。

1 動態交互和演示技術

航路設計軟件開發采用美國Macromedia公司著名的交互式動畫程序設計軟件Flash，其主要技術特點為：使用矢量圖形和流式播放技術提高流暢性；采用關鍵幀和圖符技術縮小文件大小，從而使動畫在很短時間里就得以播放；通過ActionScript腳本編程語言和內置組件實現用戶與動畫的交互性[1]。對動態數據讀取和寫入方面采用MDM公司的MDM Zinc，采用封裝形式實Flash實現讀寫文件，瀏覽頁面，讀寫數據庫等等操作。

2 功能設計與開發

2.1 軟件功能和流程設計

功能設計方面，根據用戶的需求，軟件需要實現航路航線設計，對方案進行新建、修改、保存、打印、講解、動態演示等操作，利用動畫功能實現航路設計的交互性、參與性與重復性，軟件界面如圖1所示。

結構設計方面，通過對圖標符號及其路標點參數的設置，并將所有信息存儲于數組中。在演示界面，將數組中的數據進行解析，通過動畫進行演示。數組中的信息可以保存起來，以便下次直接使用。

2.2 動態設計的功能實現

設計中，采用將圖標對象所有的屬性信息、運動信息都存放的相應的數組中保存和方便調用。然后利用幀循環實現每次對數組進行掃描，掃描的循環控制變量的變化。每次幀循環對數組進行掃描，掃描的循環控制變量的增量，使其每次都從每個標號的0號路標開始。在掃描過程中，碰到數組中標志項（tag）為1的表示此路標已經繪制完畢，直接跳過，碰到標志項為0的，則對相應的標號進行繪制。根據狀態項move styler的值，利用switch語句進入相應的路徑繪制。0表示直線，1表示逆時針半圓，2表示順時針半圓，3表示蛇形機動，4表示手繪航線。

在掃描過程中：遇到開始、結束等標志位表示開始繪制或者跳過；利用switch語句選擇進入相應的路徑繪制，每個運動狀態的繪制分為三部分：運動參數的初始化（每個路標點的第一次繪制時進行）；運動的結束（到達下一路標點時）；中間運動狀態的繪制（每次的前進步長由計算和初始化時的參數得出）。

2.3 數據庫存儲與更新

為了能將用戶設計的當前態勢文件和當前畫面的海圖有關信息保存在編輯方案中供以后重顯和集中統一管理，就必須實現Flash對文件讀寫的功能，第一種方法是用Flash自身的函數SharedObject存儲數據可以實現，但是存儲數據有限，而且操作上比較復雜；第二種方法是用VB構造一個界面，把Flash嵌在里面，用FSCommand把所有數據以字符形式發給VB界面，由VB來實現數據寫入文本，但在程序的實際編寫工作中發現VB與Flash之間實現通訊并不容易；第三種是借助支持Flash的第三方軟件，Zinc是MDM推出的一款能將Flash做成exe的一個工具，可以讓Flash的exe完成讀寫文件，讀寫數據庫等等操作，本軟件選擇了第三種實現方式。

3 軟件的操作與應用

3.1 設計界面的操作與應用

3.1.1 要素選取與布局

標圖作業的實質是在海圖背景上標繪圖標標號等標圖內容，存儲在態勢文件中，與海圖一起顯示或打印，為設計演示服務。圖標標號主要在軟件源程序中按照需求生成和管理。

在海圖背景上標繪圖標標號的過程：首先選取待標圖標，在標號面板上點按標號后拖動到海圖相應位置即可，在參數面板中會自動為標號按照標號性質用數字序列命名，在標號屬性單選框中可以選擇標號的屬性即為標號為“威脅方”（藍色）或者“友好方”（紅色）圖標。

3.1.2 參數設置與動作

參數面板是用戶主要進行設計動作的地方，也是設計軟件的核心。主要包括速度設置、運動方式設置、距離選擇、設置路標和繪制航線。

①速度設置：為用戶已經選擇完成的不同標號設置速度，或者為用戶已經選擇完成的同一標號的路標點設置速度，單位為Km/h。

②運動方式：共有5種運動方式可以選擇，分別為直線運動、逆時針半圓形運動、順時針半圓形運動、蛇行機動、手繪航線。

③距離選擇：為用戶已經選擇完成的標號與最近的路標點設置距離，單位為Km。

④設置路標：為用戶已經選擇完成的標號設置路標點，就是在選擇完成運動方式的基礎上增加多個路徑點，意味著標將按照用戶設計的方案用第一個路標點運動到下一個路標點、第三個路標點等等。

⑤繪制航線：為用戶顯示或者隱藏已經繪制好的航線線條。

⑥開始演示：為用戶對已完成的航路設計進行動態模擬過程。

3.2 演示界面應用

演示界面的效果如圖1所示。主要包括播放控制面板和動畫播放顯示區。播放控制面板用來設計航路的播放控制，包括加速播放（可選加速系數）、播放、重播、暫停、返回等控制；包括航線、路標、畫筆顯隱、截屏等控制。動畫播放顯示區將按照用戶設計的方案將標號的運動按照時間排序順序顯示，為最終設計顯示效果。通過播放控制面板可以對動畫播放進行控制[2]。

4 結語

本文對Flash和MDM技術聯合實現航路動態交互的方法做了簡要分析，與紙面標繪和軟件繪圖相比，這種實現方式具有良好的可擴展性、動態性和可重復性，程序文件體積小，方便使用和攜帶演示；畫面直觀清晰，容易達到教學效果等。

參考文獻

[1]鐘月云.Flash的兒童教育游戲研究與設計[D].湖南大學碩士論文，2011.

[2]陳麗，劉慧瓊.媒體界面交互性設計的流程和原則[J].中國遠程教育，2006（04）.