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游戏界面设计论文

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游戏界面设计论文范文第1篇

关键词:交互设计 手机 游戏界面

Abstract: the design is a set of material and spirit, science and art,creation purposes. Man-made things, as a kind of creative, designaffects people's way of life in many ways. Design of the main socialfunction is to meet human needs of material and spirit at the same time, coordination and improve the human and material, natural.Design and Realization of its social function, the key lies in whether we can have a good, harmonious interaction design and service objects, the importance of this interaction in product design is particularly prominent. To change rapidly information technologyintegration products, how to use the user easy to use, to use and efficient application of the maximum, so the "ease of use" has become a product design center level. Along with the "availability" to"ease of use" transfer, a new subject -- interaction design appeared in front of the designer.

Keywords: interaction design of mobile phone game interface

中图分类号:F123.6 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

一、交互设计的概念与内容

交互设计可以初步定义为:设计一个交互系统,用于支持人们的日常工作或生活。交互设计与很多学科分支相互联系或交叉,其中包括:人类工效学、心理认知学、信息学、人因工程学、工程学、计算机科学、计算机软件科学、社会学、人类要素(HF)、认知学、认知工效学等等。可以说,交互设计既是一门综合学科,又是一门交叉学科,同时还是一门边缘学科。

交互设计表现在不同领域里的原理,包括的内容不尽相同。在产品的交互设计中,首先设计师需要理解如何作用和响应具体事件,以及用户与事件之间如何通信和交互;其次设计师需要理解怎样设计不同类型的交互式媒体模块原则,并赋予其易用、高效和充满美感的交互方式。一般需要涉及以下四个方面的内容:

一是要确立预期目标和建立用户需求;二是要开发能够满足用户需求的多个候选设计方案;三是要建立交互式版本的设计样机,进行各种测试和用户评估;四是要评估整个项目过程。这四步相互联系,必要时需要重复进行。在项目的进行期间,始终要求用户参与设计当中,以用户的需求为设计标准,并对用户的潜在需要提出解决方案和技术开发。针对用户在产品使用中的不同环境和情况,研究产品在多态状况下用户和产品之间的关系。

二、交互设计的原则及实质意义

交互设计主要的目标是优化人与产品之间的交互关系,这样就要求设计人员在设计的时候,必须考虑尽可能地支持用户的要求,满足用户的期望并且扩大用户的潜在需求,在产品的交互设计当中,要遵循一些基本的原则:

1. 可视性。在产品控制和功能的执行当中,尽可能让用户感知产品的运行过程和执行原理,使产品的设计模型和用户的心理概念模型达到一致。这样做的好处是一方面满足用户的心理需求,另一方面使产品功能能被用户正确地理解和控制。

2. 正确明晰的反馈。产品在接受到控制命令和功能运行当中,应能通过各种感官途径反馈正确的信息,使人与产品的控制和接触愉悦化、高效化和正确化。

3. 限制性。通过物理、逻辑和文化常识方面的限制性设计,使用户必须采取正确的交互行为才能使控制和功能生效,有效地避免用户人为错误操作,提高交互行为的易学性,能为用户创造一个安全可靠的使用环境。

4. 映射和匹配。控制和信息显示反馈之间应能建立一种直接高效和正确的关系,这是用户交互行为当中易用的保证。

5. 一致性。对用户心理的易记性和负荷有直接的影响,也是产品控制的效率之源。

对于这些设计原则,美国西北大学教授唐纳德·诺曼一言概之为:“设计必须反映产品的核心功能、工作原理、可能的操作方法和反馈产品在某一特定时刻的运转状态。”

技术决定了产品所能提供的功能,而良好的交互设计则决定了如何方便地把这些功能提供给用户,决定了在用户与产品交互时,需要提供哪些功能给用户。以Google为例,在后台,Google的服务器收集网络上几乎所有的信息,以复杂的公式进行运算、排序,提供了无比强大的功能;但对用户而言,我们只需要在它那个简洁的页面中输入一个或几个要搜索的词,就可以得到我们想要的。Google首页的设计师玛丽莎·梅耶(Marissa Mayer)这样阐释它的成功:“在你想要的时候,给你你所要的,而不是给你所有你可能要的,甚至在你并不需要它的时候。”Google的成功就是其产品在可用层面上,超越、演变为一种易于使用、快乐使用的用户体验。

交互设计的实质意义就是通过产品“可用性”和“易用性”的完美结合,在产品和用户之间架起一座沟通的桥梁,使用户体验达到深层次的生理舒适、心理愉悦的层面。

人机交互下的手机界面设计

界面,又称用户界面(UI),是指人与物之间相互施加影响的区域。设计的界面存在于人、物信息交流的一切领域,因此,界面包含了硬件界面和软件界面两方面的内容。随着电子技术和计算机技术的发展,二者逐渐交融,共同组成人机界面系统的重要部分。

界面(UI)主要有三种表现形式:图形用户界面(GUI)、实体用户界面(SUI)和声音用户界面(AUI);这也是人类感知外界信息的三种主要途径:视觉、触觉和听觉。视觉感知主要起到了获取信息的作用;触觉主要是对获取信息的操作;听觉感知更多地表现了对信息操作的一种反馈。

手机界面在人机交互的信息传递过程中具有重要的作用。 手机软件界面是置身于手机操作系统中的人机交互的窗口,设计界面必须基于手机的物理特性和软件的应用特性进行合理的设计。早期的手机界面由于技术上的制约,大部分采用黑白色、蓝色、绿色等屏幕。在界面设计上,文字是界面的主要信息,而图形则是用线条简单勾勒,缺少图形的设计美感,手机界面单调,仅仅以满足功能,缺乏视觉形式美。随着技术的发展,人们对审美的需求日益增加,手机界面由原来的单色发展为彩色,信息内容更加丰富,文字选择既能满足功能性又符合审美需求, 图形更加精美,甚至有些图形还采用动态形式出现,受众还可以根据个人需要自行定义文字和图形,手机界面得到了快速的发展。2007年,“iPhone”手机的诞生,使手机界面设计产生了一种革命。它给用户带来了前所未有的手机新体验,还前所未有地拉近了用户与手机之间的距离,让不同年龄、性别、地域的人都能够在手机图形化界面中得到体验的,它将文本界面图形化,界面设计更加个性化、人性化。随着科技的发展,界面正悄悄地融入我们的日常生活中,变成生活的一部分。

四、电脑游戏界面的交互性

(一)游戏界面设计的交互性

优秀的游戏界面设计要求简单并且用户乐于使用。交互,包括用户对产品的使用以及产品对用户的反馈两个部分。在玩游戏的时候,游戏本身带给你的投入、紧张感、兴奋感等所有主观感受,都是一种交互体验。

交互设计(Interaction Design)作为一门关注交互体验的新学科在二十世纪八十年代产生,它由IDEO的一位创始人比尔·莫格里奇在1984年一次设计会议上首次提出。对计算机游戏而言,交互过程实际上是一个向计算机输入和向用户输出的过程。由于输入、输出的途径是多样的,因此交互的方式也是多样化的。

(二)电脑游戏软件界面交互性的设计首先应该遵从软件界面设计的通用性原则,即具备以下的功能:反馈、状态、脱离、默认值、求助、复原、简化等等。但是,作为游戏界面的交互性,又有着自己一些特殊的要求:

1、降低电脑的影响

在设计一个游戏特别是设计界面时,应该尽量让游戏者忘记他们正在使用电脑,尽量使游戏开始的又快又容易。玩家进入一个游戏花的时间越长,越会对这个游戏产生不良情绪。

2、在游戏中策略地加入游戏帮助

尽量把游戏帮助结合到游戏当中,避免让玩家离开屏幕去看书面文字。如果需要的话,把文本结合到游戏中,合并到游戏中的图像通常能够比文本更快且更有效地显示信息。玩家在初次接触某一个游戏时往往很难一时间记住并接受所有的操作方法,在这个时候帮助只要做到突出重点,留有余地地给以启示。

3、综合集成界面

界面上关键的信息要简化,将一些功能性界面放在非玩家人物(如在买卖物品的时候需要点击的那个商人)界面上,主界面尽量简练,精致。对于游戏来说,目标就是要让界面越来越深入到游戏本身的结构中去。从设计流程上讲,首先应将游戏功能分类清楚,然后再做界面,尽量考虑资源的通用性。

4、可扩充性

网络游戏需要不断添加新功能等等,对界面的需求会不断增加,需要预先考虑好扩充性。

5、一致性

最好在游戏各处以相同方式做相同的事,还能够始终在相同位置找到重要信息。一致性的观点并不一定要求在整个游戏中都使用同样的屏幕布局,但建议在布局中使用的逻辑可以让玩家预感到可以在哪里找到信息,以及在游戏的不同部分中如何执行命令。

有些游戏特别注意界面一致性:游戏的一些基本命令可以从头至尾以相同方式使用;在游戏的任何阶段,玩家还可以将鼠标放在对象、人物和位置上,以查看极其有用的简要描述。

6、界面精致、风格统一

一般玩家都喜欢那些有好的画面和迷人景色的游戏,因为视觉效果起到的作用甚至与最精彩的故事情节相同。此外,详细的插图可以让玩家很好地了解每个人物的图像或者环境的地方特色。如果没有插图,就会丢失这些虚构的细节。

游戏画面、菜单和控制栏都应该服务于游戏所营造的氛围。如果游戏反映的是中世纪欧洲的故事,那么界面中所有相关元素都要是中世纪欧洲的设计风格,甚至应该将界面的元素伪装成游戏世界的一部分。按钮较多时,需要使重点常用按钮更加突出,并注意按功能划分将按钮以不同样式颜色的方式编组。这种视觉连续性添加了游戏过程的美学享受并增强了沉浸于游戏世界的幻觉感。

7、运用界面的艺术设计原则

与所有平面创作一样,界面的艺术设计也包含了对比、协调、趣味性、韵律感等原则,遵从画面中主体与背景的层次感和浏览的先后秩序。特别地,由于游戏界面包含动态元素,要注意动态部分和静态部分的配合。动态部分包括动态的画面和事物的发展过程,静态部分则常指界面上的按钮、文字解说等。一般说来动态和静态要配置于相对之处;动态元素要交代其入点和出点,并且入点和出点要彼此呼应、协调。一般而言,入点和出点的距离愈大,画面动态效果愈显著。

另外,要考虑不同的游戏种类对界面的不同要求,如:回合制的游戏全屏界面对游戏影响不是很大;而即时制的游戏应尽量不出现全屏界面,能透明的要透明,减少信息对屏幕的影响等。

参考文献:

游戏界面设计论文范文第2篇

关键词:OpenGL ES;渐开线圆柱齿轮;参数化建模;移动端可视化

中图分类号:TH132.41 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)03-0077-05

机械类基础课中有很多抽象的原理知识不易被学生接收,又不能随意删减,然而在真实的情景中讲述就能轻松释义[1]。虚拟模型库因其三维模型造型逼真、控制灵活而在教学中起到了一定的作用[2]。但是,已开发的虚拟模型库都是基于PC 平台开发的,而由于PC 平台的在便携性方面的限制,使得虚拟模型库的应用也受到了极大的限制。手持移动设备的出现,为解除这种束缚提供了条件,该类设备最重要的属性即是其便携性,而且随着硬件水平的不断提高,运行平台的实用性也日益增强,现在越来越多的应用程序(APP)在移动设备平台上得以实施。若采用在工程软件中建渐开线圆柱齿轮模型,再把这些模型加载到APP中,会导致APP的安装包过大,并且由于齿轮的参数不同,要把所有的渐开线圆柱齿轮显示在手持移动设备上,需要建几百个齿轮。本论文以渐开线圆柱齿轮形成原理为基础,以移动设备的图形渲染库OpenGL ES为工具进行研究,得出渐开线圆柱齿轮建模关键技术,该技术可应用到各种开发环境中。总结出移动端可视化流程,采用参数化设计的方法制作出可以在手持移动设备上使用的APP。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化,使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同的数值,即可得到不同大小和形状的零件模型[3]。参数化设计大大减少了重复设计量、缩短了设计周期和提高了设计效率,使机械类构件完美的呈现在移动设备上[4]。

1 齿轮参数化建模关键技术及过程

1.1 OpenGL ES绘图原理

OpenGL ES 是一个跨平台的图形库,是专门为嵌入式系统(如Android系统、IOS系统等)而设计的,提供了功能完善的 2D 和3D图形应用程序接口API,创造了软件与图形间加速灵活强大的底层交互接口[5]。OpenGL ES 2.0及更高版本的渲染管线可编程,其绘图原理如图1所示。

OpenGL ES中支持的绘制方式大致分3类,包括点、线段、三角形,每类中包括一种或多种具体的绘制方式[6],本论文采用GL_TRIANGLES,此方式是三角形类之一,其将传入渲染管线的一系列顶点按照顺序每3个组织成一个三角形进行绘制。如图2所示,所绘矩形由三角形V0V1V2、V3V4V5而得,其中顶点V2、V5以及顶点V1、V3位置相同。

根据OpenGL ES绘图原理和本文采用的GL_TRIANGLES方式,在齿轮参数化建模中,需要确定顶点数组、法向量数组和颜色数组。其中顶点数组控制齿轮形状,法向量数组控制齿轮对灯光的反射,颜色数组控制齿轮颜色。设三个数组类型均为单精度浮点型,顶点数组命名为Vertex_List,法向量数组命名为Normal_List,颜色数组命名为Color_List。

1.2 齿轮参数化建模数据的确定

根据设定目标,确定齿轮参数化建模所需要的参数。本论文设定的目标是构建标准渐开线圆柱齿轮;能动态生成直齿轮和斜齿轮两种类型,斜齿轮的螺旋角可以调节;通过调节模数、齿数、齿轮厚度改变齿轮的轮廓特征,通过调节颜色的RGB值改变齿轮显示颜色,通过调节齿孔半径,给齿轮开不同大小的孔或槽,具体的参数名称、参数代号,参数取值如表1所示。

本论文构建标准渐开线圆柱齿轮,因此对部分参数取标准值,该参数在计算中始终是常数。另有一些基本参数根据表1中输入的参数而确定,具体参数名称、参数代号、计算公式如表2所示。

1.3 齿轮绘制过程

如图3所示,为展角,为压力角,为基圆半径,为渐开线在任意点K(1、2、3等)的向径。渐开线极坐标方程如公式(1)[7],将基圆圆心作为原点,圆心与渐开线的起始点A的连线作为x轴,与x轴垂直的方向作为Y轴建立笛卡尔坐标系,按照渐开线形成原理得出渐开线的方程如公式(2)[8],其中。

(1)

(2)

当时,齿根圆包含于基圆,齿廓曲线必然由径向直线和渐开线两部分组成,且齿廓曲线处于基圆与齿根圆之间的为径向直线,处于基圆与齿顶圆之间的为渐开线;当时,齿根圆包含基圆,齿廓曲线全为渐开线[9]。由此可以确定公式(2)中的取值范围,当时,最小取值为,取最大值的条件为,即,其中和取值根据公式(3);当时,最小取值的条件为,即,其中和取值根据公式(4),的最大值与时的最大值一样。

(3)

(4)

本论文以时为例,的取值范围为[],设其长度为,将t平均分成n份,将、、到带入公式(2),求出点1、2、3到n的坐标。将坐标点按三角形排列方式,102、203、304等所有坐标点放入Vertex_List,当n取合适值时,就可以得到平滑的渐开线面,如图4中的①。

当计算出一个齿的右部分顶点后,采用对称的方法求出左部分的顶点。首先确定对称直线,在图3笛卡尔坐标系中,直线就是该直线,设斜率角为,取值根据公式(5),设该直线的斜率为,则该直线方程为。从Vertex_List中遍历每个点,根据公式六求出对应点,增加到Vertex_List中,得到图4中②部分的区域,b区域为三角形形状,根据边界点可以得出。

(5)

(6)

设齿槽对应圆心角为,当时,;当时,。根据公式(7),计算相关坐标点增加到Vertex_List中,得到图4中③部分的c区域,其中的取值范围为[]。

(7)

当绘制好一个完整齿后,需要复制出z-1个齿,这些齿是以原点为中心,根据公式(8),旋转复制而得,并将复制后的坐标增加到Vertex_List中,绘制的结果如图5中⑤,其中的取值范围为[][10]。

(8)

这样,齿轮的正面绘制完,将所得数组命名为Vertex_List_1,并将所有顶点的坐标值设置为。齿轮侧面的数组命名为Vertex_list_2,齿轮背面数组命名为Vertex_list_3。在斜齿轮中,设齿轮正面的齿与齿轮背面的齿投影夹角为,根据公式九和公式八,对Vertex_List_1中的顶点计算,并将得到的每一个三角形顶点按顺时针重新排列,坐标值设置为,存入到Vertex_List_3,其中时,为直齿轮。将Vertex_List_1和Vertex_List_3中对应位置的顶点按照三角形方式排列,存入Vertex_List_2中,即得到齿轮侧面数组。将Vertex_List清空,将Vertex_List_1、Vertex_List_2、Vertex_List_3按照顺序存入Vertex_List中,至此,齿轮顶点数组制作完成,绘制后的效果如图5中的⑥。

(9)

根据存入到Vertex_List中的点,计算齿轮面法向量,存放到Normal_List中。计算方法是从Vertex_List中提取一个三角形的三个点,设为点A、B、C,由点A点B构造向量,由点A点C构造向量,则点A、点B、点C的向量是,存放到Normal_List中。然后遍历Vertex_List,计算所有对应点的向量,存放到Normal_List中。本论文研究的齿轮,每个顶点的颜色相同,并且由光的三原色R、G、B确定,Color_List中存放所有顶点的R、G、B值,其中R、G、B的值由参数传入而确定。

2 移动端可视化流程

移动端可视化流程,如图6所示,第一步设定目标,即制作的APP要满足的功能。第二步,确定齿轮参数化建模数据,根据第一步设定的目耍参数分为固定参数和可变参数,其中可变参数需要通过界面交互传入,因此界面设计除满足美学要求外,也要满足可变参数的改变。第三步,选择移动端APP开发工具,如针对Android系统开发的Eclipse软件、针对iOS系统开发的XCode软件、跨平台开发软件Cocos2d-x、Unity3d、Unreal Engine 4等,不同软件所使用的开发语言不同,如Eclipse使用Java,Unreal Engine 4使用C++。第四步,根据本论文第一节齿轮参数化建模关键技术及过程和选择的开发工具及其相应的开发语言,确定顶点数组(Vertex_List)、法线数组(Normal_List)和颜色数组(Color_List)具体值。第五步,结合app界面设计进行程序设计。第六步,图形测试,检查是否有剖面,形状、颜色是否正确等。第七步,针对移动端,生成相应的APP文件。

下面展示移动端可视化流程的一种案例:

第一步,本案例设定目标为能展示标准直齿、斜齿渐开线圆柱齿轮,其中斜齿轮螺旋角可以改变;能够在齿轮中间开圆孔和槽孔,孔径大小可以改变;齿轮模数、齿数、齿厚、颜色可以改变;可以远近观察齿轮。第二步,根据第一步设定的目标,除需要表1和表2,需要增减直齿轮和斜齿轮切换参数,以及远近观察参数,由此APP的界面设计如图7所示,图中间部分放齿轮模型。第三步,本案例选Unity3D为开发工具、C#为开发语言。第四步,图8所示,为将公式三转换成代码形式,确定渐开线面的顶点,形状如图4中的①。按照此方法,计算出所有部分的顶点后,放入Vertex_List中,得到顶点数组。法线数组(Normal_List)和颜色数组(Color_List)方法一致。第五步,进行程序设计,如图9所示。首先在Unity场景编辑器中建立GameObject,命名为Gear_Watch;其次,为Gear_Watch构建脚本(Script),命名为GearMode.cs,脚本文件中的变量与第二步确定的相对应,并与界面设计的图标进行关联;最后,为Gear_Watch添加材质(Material),命名为Material_Gear.mat,材质的着色器(shader)选择专门为本案例编写的Shader_VF_Gear.shader,控制齿轮的颜色。开发工具选择的不同,顶点数组(Vertex_List)、法线数组(Normal_List)、颜色数组(Color_List)输入到渲染管线的方式可能不同。如图10所示,脚本GearMode.cs的部分代码,顶点数组的输入,需要将Vertex_List转换成只存储坐标点的vertices数组和只存储顶点三角形索引位置的triangles数组,然后传入渲染管线。由于所有的顶点颜色一样,根据着色器(shader)的编写,只需要传入三个颜色值即可,不用传入Color_List数组。第六步,图形测试,如图11所示,改变不同的参数,生成的齿轮部分图片,经测试,结果正确。第七步,在Unity中的File菜单下的Build Settings面板中,选择移动端系统的选项,点击Build,即生成相对应系统的APP安装文件,如图12所示。

3 APP运行及结果

首先点击手机桌面上名称为Gear的APP,进入APP的界面,如图13所示。界面右侧的参数面板分点击和滑动两种操作,改变相应的参数,界面中间的齿轮形态同步改变。当连续改变某一参数,可动态观察齿轮的变化。手指选中中间的齿轮,可以任意角度的旋转,进行观察。界面左侧的滑动条用来调整APP内的摄像机与齿轮的远近位置。图14为斜齿轮,螺旋角调到20,选择槽孔,孔径52mm,模数选择5.5,“第二系列”文字提示用红色显示,因为在机械行业模数要优先选择第一系列的数值。齿数选择39,齿厚为模数的6倍,齿轮的颜色R、G、B值分别是0、127、131。

4 结语

在研究OpenGL ES图形库的基础上,以渐开线圆柱齿轮的形成原理为理论基础,结合几何学相关知识,总结出渐开线圆柱齿轮参数化建模的关键技术,即确定顶点数组、法线数组和颜色数组。根据所得数组,结合开发环境,同时参考交互设计、界面设计、计算机编程等知识,得出移动端可视化流程。并使用Unity3D制作出可安装到移动端的APP,动态展示不同参数下的齿轮形状和颜色,验证了基于OpenGL ES的渐开线圆柱齿轮参数化建模在移动设备上展示的优越性。此外,根据总结出的渐开线圆柱齿轮参数化建模关键技术、移动端可视化流程,为构建其它机械构件提供了指导,如构建锥齿轮、凸轮等。对机械构件在移动设备上进行虚拟演示奠定了一定基础,使机械知识的传播和普及更加方便、高效。

参考文献

[1]管巧娟.基于认知过程的机类基础课组合式学习[J].图学学报,2015(04):638-643.

[2]邱辉,楚电明,叶琳.基于智能手机的工程图学虚拟模型库的研究与实现[J].图学学报,2013(01):83-86.

[3]卢杰,米彩盈.基于SolidWorks 的联合参数化设计方法研究[J].图学学报,2013(6):64-68.

[4]胡一钦.变结构体参数设计的一种新方法[J].机械设计与制造,2011(5):41-42.

[5]Hu Xueyan, Xia Zhonglin. Study on Image Deformation Simulation based on ARM Linux and OpenGL ES[J]. Intelligence Science and Information Engineering,2011(8):303-306.

[6]吴亚峰.Android3D 游戏开发技术宝典--OpenGL ES2.0[M].北京:人民邮电出版社,2012.

[7]孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2006.

[8]李华敏,韩元莹,王知行.渐开线齿轮的几何原理与计算[M].北京:机械工业出版社,1985.

游戏界面设计论文范文第3篇

Abstract: This article analyzed the rules of egg-throwing game, studied the relationship between Observable and Observer connector, designed and realized to realize egg-throwing game by Java language and with the help of Eclipse development tool.

关键词:Java;线程;事件监听

Key words: Java;thread;event listening

中图分类号:U285.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)36-0189-03

0 引言

休闲游戏已经成为一种很大众化的娱乐方式,为了满足这一需求空缺,在线和单机类休闲游戏的种类不断增多,这无疑推动了游戏产业的扩大和产品的成熟。掷蛋游戏又被称为抛鸡蛋游戏,在许多手机的游戏中都有这款游戏,轻轻地抛起鸡蛋,到上方的篮子,在鸡蛋和篮子不断运动的情况下,看看游戏者能达到到多少高度。掷蛋游戏操作简单,游戏开始后,只需按一个键或单击鼠标就可以进行游戏,游戏者需要注意的就是把握好时机,适时地抛出鸡蛋即可。作为一款娱乐休闲的小游戏,掷蛋游戏让人们在闲暇时可以得到片刻的放松。在本次研究中,使用Java语言可以更便捷的实现,可以借此了解游戏软件的设计与开发过程。并且在开发过程中提升编程能力以及把实际问题转换成代码的能力。

1 开发工具及环境简介

1.1 开发环境

2 系统设计

2.1 界面设计

启动线程生成游戏界面监听鼠标和键盘的操作并作出相应动作。游戏流程图如图1。

2.2 主要算法设计

①JEgg:含有main函数的类。

②Model:创建游戏模型(框架),继承了Observable类; 主要方法及其功能 activateObservers():

设置变化标志,通知所有对象作出相应变化;getActiveObjectByName():根据名称来获取对象。

③Control:控制整个游戏,线程启动:主要方法及其功能:

mousePressed():监听鼠标按下事件,鼠标只要一按下,就会调用该方法;

keyPressed():监听键盘按下事件,键盘只要一按下,就会调用该方法;

initBowl():随机初始化碗;

putEggTo():将鸡蛋放置到某个碗中;startGame():开始游戏;

inCornor():当碗移动到边界时,所作的处理;

run():线程启动时所调用,直至窗口关闭才停止;

setNewLocation():设置新位置;

setNewPageObject():当鸡蛋抛到最上面时,所做的操作;

isGotTarget():是否成功将鸡蛋抛到某个碗中;

setHolderBowl():设置持有鸡蛋的碗。

④View:整个游戏的视图:

主要方法及其功能:

paintStartPicture():绘制游戏开始画面;

refreshPage():刷新页面;

initMainFrame():初始化主窗口;

paintComponent():绘制组件。

⑤AbstractAcitveObject:抽象类,作为Bowl,Egg的父类,提供抽象方法。

⑥ImageTools:生成游戏中需要的一些图片。

主要方法及其功能:

createImage():根据提供的URL地址生成所要显示图片。

3 系统详细设计

3.1 线程启动

①启动线程前,对游戏模型进行初始化,相关代码如下:

public Model(Dimension dimension){this.dimension = dimension;Image imageTemp

=ImagesTools.createImage(JEgg.class.getResource("/images/bowl.gif"));}

其中Model类的构造方法所传递的参数,Dimension 类封装单个对象中组件的宽度和高度(精确到整数)。

②在初始化后,开始调用Control类,启动游戏单线程:

public Control(Model model) {this.model = model; }

启动线程的start()方法:start()方法将启动线程对象,使之从新建状态转入就绪状态并进入就绪队列排队。

3.2 游戏界面生成

线程启动后,由于游戏界面一直未生成,所以线程一直处于睡眠状态中。在睡眠过程中,main方法继续执行,以生成游戏界面:

public View(Model model, Control control) {

this.model = model;

this.control = control;

initMainFrame();

initG2();

paintY = 0;

paintStartPicture();

}

3.3 鼠标和键盘事件监听

游戏开始后,就等鼠标或键盘的操作来开始游戏,而此游戏中主要继承和实现mousePressed()和keyPressed()两个方法:

public void mousePressed(MouseEvent e) {

if (isStop)

return;

if (isGameStarted && !isPause) {

if (!isInBowl)

return;

throwEgg();

isInBowl = false;

} else if (!isPause) {

startGame();

}

}

public void keyPressed(KeyEvent e) {

if (isStop)

return;

if (!isGameStarted && e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ENTER) {

startGame();

}

if (isGameStarted && !isPause && isInBowl && e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_SPACE) {

throwEgg();

isInBowl = false;

}

if (isGameStarted && !isPause && e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_F2) {

isPause = true;

pauseGame();

}

if (isGameStarted && isPause && e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_F3) {

resumeGame();

isPause = false;

}

}

按下回车键或者点击鼠标后,游戏开始。

4 系统测试

4.1 功能测试

系统初步设计好后,从以下几个方面对游戏作出了测试:

4.1.1 界面

第一次运行游戏,发现图片加载失败,图片不能正常加载,鸡蛋,碗,和背景图片都与所设想的不一致。经过对程序的调试后发现是加载图片失败的原因出在此处:

ImagesTools.createImage(JEgg.class.getResource("images/background.jpg"));

经查阅发现,生成URL地址的class.getResource()方法的参数指定的路径如果是以“/”开头,那么就是从ClassPath的起点开始寻找这个路径,如果没有以“/”开头,那么就是从当前包开始查起,也就是图片存放在执行的含有该类的class文件所在目录下,因此在参数中的加上“/”后,游戏界面中的相应的图片都能显示了(Images文件夹放在bin目录下),如果没有“/”,可以将图片所在文件夹移到JEgg.class所在目录下,同样也可以成功显示图片。游戏界面如图2所示。

4.1.2 碗的移动

初次测试时,发现碗能成功移动,但当到了边界后,不能返回。对程序调试后,通过对碗的当前X值、碗的宽度和游戏界面的宽度三者关系间的比较,作出不同的操作可以有效的控制碗的边界问题,详细解决方法请参见下一节的测试总结。

4.1.3 抛鸡蛋

此功能在使设计之初就想的比较细致,因此在游戏完成后,测试此功能没有发现什么大的bug。

4.2 测试总结

系统初步设计后,经过运行测试发现了一些Bug,分别对这些Bug作了相应的修改,如上面功能测试中提到的一个Bug:

当碗移动到边界时的,在程序中增加了inCorner()方法完成对碗的相应操作:

当碗向右移动时,当碗的当前X值、碗的宽度W1、游戏界面的宽度W2满足X+W1>W2关系时,就将碗的速度设为当前速度的负值,以便碗可以向左移动;而当X

系统测试时需要耐心地对系统的各个功能进行反复测试,功能测试就是为了发现系统的bug,出现bug后就要对其作出修补。

5 结束语

本游戏程序中,涉及到的Observable类和Observer的接口之间的关系,则是非常重要,一个监控着对游戏的操作,获取这些操作后,立即通知另一个以便其调用相关的操作来使游戏画面作出改变来响应游戏的操作,所以这两者也是整个游戏程序的重点之一。

参考文献:

[1]印F.JAVA 语言与面向对象程序设计[M].北京:清华大学出版社,2000.

游戏界面设计论文范文第4篇

【摘 要】本文站在游戏者的角度,从美的内在和外在两个方面分析网络游戏实例,寻找和探讨网络游戏中美的东西,期望通过对这种美的发掘来改变人们对网络游戏不客观的评价。同时,笔者也希望通过探讨网络游戏中的美,引导游戏者在游戏的过程中思考、欣赏游戏中美的内涵。本文最后提出网络游戏中的美对教育游戏设计的启示,为设计者提供参考。

关键词 网络游戏;美;文化映射;诗意

【中图分类号】G424 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384(2014)02-0037-03

引 言

21世纪以来,网络游戏作为新生事物,迅速崛起。因为它新鲜、刺激,能带给游戏者紧张和,所以很多人被迅速吸引,并沉迷其中,甚至有了网瘾。很多学生因为玩网络游戏影响了学业,甚至有一些人在现实生活中走上犯罪道路。因而,网络游戏成为众矢之的。然而,任何事物都具有两面性,各种不良的问题不能全部归咎于网络游戏本身,笔者认为其根源反而在个人。网络游戏中有很多内涵值得我们肯定。

一款网络游戏的制作(特别是大型网络游戏),其难度并不亚于一部史诗级的电影,需要投入大量的人力、物力、时间、金钱以及高超的技术。然而,电影出来之后可以成为艺术品,而网络游戏却沦为罪恶的源泉,这值得我们思考。笔者认为,网络游戏中不但包含电影里面的艺术与美,而且还有更多的东西值得肯定。

网络游戏中美的研究角度

随着网络游戏制作技术的提升,很多制作精良、画面优美的网络游戏出现在人们的视线里,既有血腥暴力的一面,也有富有美感的一面。有关暴力,有一种美学叫做暴力美学。[1]但是在现实生活中,暴力总是不被提倡的,所以本文将不涉及暴力美学,而是从其他方面寻找网络游戏中的美。

1. 从游戏者角度研究

网络游戏中美的研究角度会因研究者的不同而不同。本文从一个玩家的角度来研究,通过游戏亲身体验,切实地描述研究过程中的美的体验,也就是:美的研究对象是审美经验和审美心理。笔者拟从游戏者视角来分析研究网络游戏中的美。

2. 从形式与内容两方面研究

根据美的可观察性,网络游戏之美有内容与形式之分。形式上的美一般是指操作界面上可听可视的部分,比如游戏音乐、游戏场景、角色外形等,形式美很直观,可以通过视觉获得。内容之美则需要思考和深度挖掘,比如游戏的故事背景、文化映射等。本文从形式与内容两个方面来探讨网络游戏中的美。

探讨网络游戏中的美

什么是美?所有能够让人产生愉悦感觉的东西都可以称之为美。不论游戏中的场景,还是文化内涵,都可以是美的,甚至游戏中其他令人愉悦的、引导人积极向上的因素都可以认为是美的。

笔者拟从形式与内容两个方面来探讨网络游戏中的美。形式方面主要从音乐音效与游戏画面两个方面分析;内容方面主要从主题文化背景与游戏内容两个方面分析。下面笔者将通过游戏实例分析研究。

(一)音乐与音效之美

1.引人入胜的主题音乐与音效

以《魔兽世界》为例, 游戏登录界面背景音乐Legends of Azeroth(艾泽拉斯的传说),这首曲子节奏由快到慢再到快,是极强的叙事型音乐。前小半段的轻鼓和每段结尾处重鼓的结构表达了战事的开端,仿佛行军中的兽人低头喘息,同时用重矛的柄敲击着大地。中间委婉的旋律配合低沉的号和鼓声,就仿佛一位沧桑老者在讲述一段传奇。最后一连串战鼓的敲击配合收尾处的和声让整个曲目达到。曲子韵味十足,一下子就将艾泽拉斯的神秘感和游戏氛围展现给游戏者,令游戏者忍不住想要登录游戏一探究竟。

2. 充满韵味的局部音乐与音效

《魔兽世界》的音乐除了主题基调音乐外,还有主城区音乐和局部环境音乐。例如,Darnassus(达纳苏斯 )这首曲子开始的那段动人心魄的鼓声和宏亮的声音就像在描述那高大的庙堂、雄壮的城门以及两旁守护的参天古树,中间的旋律显得幽暗静谧,然而,鼓声的伴奏又饱含生机。整个曲目的旋律就像是在描绘久远的历史,庄严神秘。曲子中引入了大量的管弦乐,让游戏者听得如痴如醉。

《魔兽世界》中的音乐与音效制作非常优美,可算是颇具匠心。为此,2009年,暴雪娱乐专门举办了一场《魔兽世界》主题音乐会。这一点就足以证明《魔兽世界》中的音乐与音效制作的艺术水平。

(二)游戏画面的诗意之美

游戏画面之美是游戏吸引游戏者的又一因素。在游戏《梦幻古龙—风起云涌》中,到处是充满诗情画意的场景。例如,游戏开始并没有马上踏上征途,而是出现青山绿水、树木葱郁的画面,让人感觉像是到了一块隐居宝地,不必过问人间世事,不必思量江湖险恶;在百花谷,满目的花海让人应接不暇,香气浸透了整个山谷,流水潺潺,芳草青青,藤萝飘垂。到了晚上,闪烁的萤火虫更是让人心生眷恋。

游戏《九阴真经》中, 经常出现小桥流水的苏州,繁花似锦的京都,人声鼎沸的酒馆,暗藏杀机的客栈,这些画面让人有种身临其境的感觉;婉约的江南,清秀的蜀地,气派的楼阁,蜿蜒的峻岭,高耸的参木,潺潺的流水,每一个细节都透露着精致,透露着诗意。

(三)游戏中的文化映射

成功的网络游戏基本上都有文化上的映射。

1.《魔兽世界》中的文化映射

这款游戏是西方公司制作的,里面的诸多游戏元素都取材于古老的西方神话与传说。例如,游戏中的矮人,在欧洲传统神话中间经常出现,无论在《魔戒》或者“哈利波特系列”中都能看到他们的身影。种族、精灵、兽人、矮人、牛头人以及巨魔等,都是西方神话中早已形成的形象。矮人喜欢掘地寻宝,性格豪放粗犷,贪杯嗜酒。这些矮人的原型最早也是取材于南欧一些地区的土著居民,他们大多数曾经是矿工,身材较欧洲人矮小,毛发浓密而棕黑。时至今日,我们也可以在欧洲的一些地区见到符合这些体貌特征的人。

游戏中的怪物也基本取材于古希腊神话和一些西方民间传说。如奇美拉、多头蛇怪、半人马、地狱犬等。

而游戏中的BOSS也多是一些传统的长着犄角的恶魔或者是会喷火的龙。虽然很多形象都是取材于虚构的神话,但这些神话却是现实世界的人根据当时他们对现实世界的认识所创造的,所以《魔兽世界》中有很多成分是对现实世界的映射。我们多多少少能在地球的历史长河中找到这些游戏种族的原型。

2.《剑侠情缘II》中的文化映射

国产的网络游戏很大一部分是以武侠为题材的,对中国武侠文化有着直接的继承。《剑侠情缘II》以宋太祖赵匡胤暴病身亡后由其弟赵光义继位这段在中国广为流传且极富争议的历史为背景,叙说了江湖大乱后的门派纷争。游戏中设定了武当、峨嵋、丐帮、少林等门派,每个门派都设定了不同类型的角色。游戏中的武侠文化与中国历史上的朝代更替是分不开的。

(四)游戏内容的诠释之美

每款成功的网络游戏都有其核心精神内蕴。比如,《九阴真经》要诠释的就是三个字:真、武、侠。

1. 真

真,游戏《九阴真经》叙说的故事是以史实为原型。明朝初年,中原政权相对稳定,这个时期的江湖,不再仅仅是军队的附属,武学得到空前崇尚与发展,各门派林立、广招弟子,一个自由、繁荣的江湖逐渐形成。这个时候皇权非常集中,帝王势力逐渐达到顶峰,东厂、锦衣卫设立,成为跟旧江湖实力对立的新兴力量。明太祖朱元璋生性多疑,登基后两兴大狱,为控制日益兴盛的江湖势力,私下部署众多锦衣卫隐入江湖,搜集天下武学编撰《武定籍》。

真,表现在游戏玩家恰似身临其境。游戏中融入了诸多典型的中国元素,如竹林花溪、长城虎丘、小桥流水人家的姑苏、群峰挺拔的嵩山、飞云荡雾的武当山等,这些景象来源于现实,并加入艺术手法诠释后的场景,让人身临其境,流连忘返。

真,也表现在游戏玩家表露真情。因为现实世界的种种限制,游戏者在现实中内心的渴望不可能完全实现,但在游戏中人人平等,游戏者可以通过自己的努力,实现自己的种种意愿,包括感情、志向等。

2. 武

(1)诠释武学元素。包括套路、招式、内功、经脉,集游戏者于一身,让游戏者感受到不同武学间的相互作用与影响以及中华武学的博大精深。

(2)诠释了武学的成长过程。游戏中,游戏者必须通过不断的努力,持续完成任务,苦练才能成长为一代宗师。而这在小说与电影中是无法实现的。

(3)诠释武德。武不能看成简单的打打杀杀,通过游戏实践,游戏者可以深刻体会到:武功并不是引起暴力的原因,而是制止暴力的途径与手段之一。

3. 侠

侠的精神可以用除强扶弱、惩恶扬善来概括。游戏者可以通过自己的刻苦努力,成为一名武林高手。另外,游戏者可以按照自己的喜好,演绎自己的虚拟人生。例如,如果游戏者喜好路见不平,拔刀相助,就可能成为一代号召武林的绝代大侠;喜好当天下第一,不顾一切,只追求武功,就可能成为一位独孤求败式的绝代宗师;看破江湖,独霸一方,就可能成为一个天涯独处的绝世魔王。

然而,游戏者中善良者占多数,基本都具有除强扶弱、惩恶扬善的意愿,所以游戏结果,正义与善良始终会战胜邪恶,让游戏者体会到侠义之美。

对教育游戏设计的启示

我国的教育游戏不缺乏制作技术与技巧,可以说制作技术比较先进;教育游戏的目的也比较明确,但是在某些方面还可以进一步完善。

(1)游戏界面设计缺乏诗意。几乎国产教育游戏的界面美观度都很高,但是由于界面中事物不足且事物之间缺乏协调性,所以不能彰显界面的诗意,很难引人入胜,让游戏者达到身临其境的感觉。

(2)文化内蕴还需进一步挖掘。例如,首都师范大学冉红教授多年潜心研究所取得的丰硕科研成果转化而成的绿色教育网络游戏《文字国历险记》,在对游戏界面的处理上,游戏采用了强大的3D界面表现技术,选择通过浪漫风趣的卡通动漫和清新可爱的Q版原画来组合出变幻莫测的美术风格,打造出活泼生动、层次鲜明的游戏画面。将3D技术融入原创的角色造型、精美的服饰装备、丰富炫幻的建筑中去,使得界面看上去真实而不失活泼,视觉享受超越极限。[2]但是从人物、场景以及游戏中的事物等方面看不出中国独有的元素,如果在人物设计上体现中国人的特色,场景的设计以中国名胜为依据,游戏事物中体现中国的文化风味,那么游戏从细节上更能拉近与游戏者的距离,从宏观上讲能激发游戏者的文化认同感。

(3)音乐音效不够精致。娱乐网络游戏都选择了比较精致的音乐音效配合游戏内容。相比娱乐网络游戏,教育游戏音乐音效重视不够。教育游戏要么音乐音效比较单一,要么缺乏内涵和韵味。比如,第一款国产大型语言教育游戏《玩通英文》,音乐比较单调,且时断时续。《大话西游》以轻音乐为主,给人想象的空间不够,音乐与内容的结合还可以更加完善。

(4)故事背景的选择重视度不够。教育游戏的故事背景是大多数教育游戏的软肋, 例如, 《学雷锋》、《光荣使命》几乎没有故事背景。教育游戏以教育为主,但这不能成为轻视故事背景的托词。娱乐网络游戏之所以吸引游戏者,很大程度是因为故事背景与故事情节。故事背景的缺失会影响游戏者对游戏的持续热情。

注:本文受湖南省教育科学信息技术教育研究基地[2012]32号资助。

参考文献

曾晓东.电子游戏的美学思考[D]. 湖南师范大学,2004.

游戏界面设计论文范文第5篇

关键词: 孔子学院 汉语学习 网络教学 研究

一、何谓“针对孔子学院的网络教学”

孔子学院,即孔子学堂(Confucius Institute),它并非一般意义上的大学,而是推广汉语和传播中国文化与国学的教育和文化交流机构,是一个非营利性的社会公益机构,一般都是下设在国外的大学和研究院之类的教育机构里。孔子学院最重要的一项工作就是给世界各地的汉语学习者提供规范、权威的现代汉语教材;提供最正规、最主要的汉语教学渠道。自2004年11月全球首家孔子学院在韩国成立以来,截至2010年10月,各国已建立322所孔子学院和369个孔子课堂,共计691所,分布在96个国家(地区)。

近年来,孔子学院的教学模式也随着科技的发展和网络的广泛应用而发生了变化,网络教学正在孔子学院教学领域逐渐延展。网络教学是与课堂(学校)教学相比而言的,属于以教学环境因素的划分方式下的教学模式族系,具体指“基于计算机管理的,具有交互通信功能的,(在)由不同的传输网络构建的信息技术环境中开展的所有的教与学活动”。

所谓“针对孔子学院的网络教学”就是孔子学院师生以计算机为基础,通过网络技术构成新型学习环境,进而开展各项教学活动,具体形式包括汉语学习虚拟教室、汉语学习课件、汉语水平测试系统等,其中主要表现形式为孔子学院汉语学习网站。

二、孔子学院汉语学习网站建设的必要性

如果说学习网站是网络教学的具体应用,那么汉语学习网站可以说是对外汉语网络教学的有效载体,它为汉语教师提供了一个学习和交流的平台,为到中国旅游、学习和工作的人群提供实用汉语学习课程,为外国人了解中国语言和文化提供了一个窗口,也为参加各种汉语水平等级测试的学习者提供了教学资源和辅导资料。

在国内,自从1998年国内第一个汉语教学网站――北京语言大学开发的《中级汉语教程》出现后,越来越多的高校和企事业单位加入这个领域,如首都师范大学开发网上辅导课程,中央广播电视大学开发对外汉语教学网,中山大学开发汉语阶梯网,等等。而在国外,汉语学习网站的建设也日趋成熟,其中http://和http://是比较专业和系统的学习网站,与国内的汉语学习网站相比,它们在网站的版面、内容和媒体使用方面有较大的优势。尽管如此,针对孔子学院建设的学习网站数量却很有限,这里主要介绍两个相关网站。国家汉办开发的网络孔子学院是比较全面的综合性的汉语学习网站,主要有孔子学院、资源中心、学习中心、文化中心和互动中心等版块,网站资源丰富,包括教学课件、语言学习、汉语知识、语言游戏,等等。媒体手段丰富多样,有图片、文字、视频和音频等。皇太后大学孔子学院“国际汉语学习网”作为综合性专业汉语教育网站,其主要包括网络课程、HSK、中华书库、视听资源库、在线辅导、中国文化等频道,对海内外汉语学习者有较大的帮助。

随着多媒体网络技术的快速发展,汉语学习网站的建设日趋成熟,但是,对外汉语学习网站的建设还是处于初始阶段,存在诸如内容过于单一、形式不够灵活、学习对象针对性不强、评价不及时等问题,这些问题都需要在今后的研究中逐渐改善。

三、孔子学院汉语学习网站的优势

鉴于当前国际汉语教师数量有限、孔子学院学生汉语基础的差异性,以及很多对外汉语教学网站不区分学生的不同母语背景,不重视学生的年龄段等问题,孔子学院汉语学习网站便成为孔子课堂的有益补充,帮助外国友人更好地学习汉语和中国文化。孔子学院汉语学习网站建设将具备下述特点。

(一)界面能激发学生的学习兴趣

网站界面是网站灵魂的外在表现,一个友好美观的界面会立刻拉近学生和学习网站的距离。有关研究表明:“对某外族文化抱有好感,向往其生活方式,渴望了解其历史、文化及社会知识,这是一种十分有利于学习该文化的语言的因素。”因此,我们可以利用中国悠久的历史文化、特有的传统习俗、秀美的山水风光、多彩的风土人情,以及目前中国经济的飞速发展、良好的投资环境、鼓励中外文化交流等引起学生的兴趣,激起学生的求知欲。界面设计可以在上述内容中得到灵感,融入中国传统文化元素,或者可以链接一个版块,使用孔子学院学生的母语介绍中国的历史、文化及现状,设置诸如“您知道孔子吗?”“您到过中国长城吗?”“您喜欢中国的龙井茶吗?”等可以通过点击进入汉语学习界面的语句,让外国学生乐于参与网站的学习。

(二)内容能符合学生的学习需求

孔子学院汉语学习网站应当重视个性化和国别化的学习,根据当地居民不同的学习需求设置不同的教学内容。以浙江师范大学乌克兰卢甘斯克师范大学孔子学院为例,它主要面向乌社会各界人士开设不同程度的汉语学习班;举办汉语水平考试考前辅导班;为当地汉语教师提供师资培训;为有意赴华留学的学生提供留学咨询服务;联系、组织浙师大及中国其他大学和乌克兰的学者开展汉语研究。此外,孔子学院还将举办各种有关中国的历史、文化、政治、经济、教育等专题讨论,举办中国电影周,开办太极拳、中国书法、绘画、中国民间舞蹈班,等等。这就要求网站必须包括教程、HSK、文化、影音、论坛等内容,换句话说,是学生最希望在网上见到的内容和资源,同时各项内容考虑到学生的基础应分初、中、高等级别,此外,在初等教学内容中为基础弱特别是零基础的学生附上简单的俄语介绍,否则会让学生觉得太难,失去学习的信心。

(三)媒体能整合现存的各种资源

在形式上,能充分开发音频、视频、Flas、游戏和在线答疑等手段。例如,学生在学习注音唐诗时,遇到不太会读的拼音可能会望而却步,学习效果不明显,如果使用音频,上述问题便能迎刃而解;学生在学习中国某种民俗文化时,如能结合视频加以解释,掌握程度就会明显提高;学生在学习汉字时仅以音频指导,可能会觉得枯燥,如果通过Flas来演示整个汉字的书写过程,或者通过小游戏学习汉字,都会加深学习印象;基础好的学生在孔子学院课堂上感觉“吃不饱”、学有余力,通过在线答疑,就能较方便地向教师咨询,获得及时的帮助。总之,内容的呈现应避免通过单纯的文本形式,生动活泼的教学手段可以直接优化学生的学习效率和学习成果。

(四)评价能满足学生的心理需求

在课堂(学校)教学中,教师可以通过作业奖罚等措施给学生施以压力,能非常有效地促进学生不断学习。而在作为课余辅助学习选择的孔子学院汉语学习网站中,又如何增加学生的学习动力和提高学生的学习效率呢?首先,它能提供形式多样的练习和测试,让学生能够及时检验自己的学习成果;其次,它能借鉴课堂教学中学习者的相互作用非常重要,从而设计协作者互动评价版块,鼓励学生之间的良性竞争;最后,它能提供学生自我评价的平台,较好地检测学生在不同内容、不同阶段的学习进度。评价和反馈是网络教学中不可缺少的环节,有效的评价和反馈能够促进学生获得成就感,提高学习效率和学习质量。

四、结语

孔子学院汉语学习网站的建设是一个复杂而综合的过程,设计者要充分利用教学设计理论、对外汉语教学理论、计算机技术等,为孔子学院学生的网络学习提供全面的工具支持和实用的学习资源。相信在不久的将来,孔子学院汉语学习网站对中国向世界推广汉语和传播中国文化的作用将日益突出。

参考文献:

[1]张瑞朋.对外汉语多媒体网络教学与网站建设探讨[J].北京电力高等专科学校学报,2010,(6).

[2]袁裴.试论在对外汉语网络教学中激发与保持学习者的学习动机[J].暨南大学华文学院学报,2001,(1).

[3]魏智慧.基于网络环境的对外汉语新闻听力课堂教学设计研究[D].厦门大学硕士学位论文,2009.

[4]梁源,曾斯楷.从对外汉语教学网站看网络教学[M].第九届国际汉语教学研讨会论文选,2008.

[5]马颖峰.网络环境下的教与学――网络教学模式论[M].科学出版社,2005.

游戏界面设计论文范文第6篇

1产品设计专业

专业内涵

产品设计专业隶属于北京化工大学机电工程学院,本科毕业授予艺术学学士学位。本专业现有四个培养方向:产品造型设计方向,展示展览设计方向,视觉传达设计方向及公共艺术设计方向。目前,社会对艺术、设计的消费在不断地增长,体现在家庭装潢、家居装饰、媒体广告、公共艺术、景观设计、印刷设计、交通工具等诸多方面,为本专业毕业生就业、创业提供大好机会。中国企业正在由中国制造向中国创造方向转变,产品设计在其中扮演着重要的角色。企业对产品设计高质量人才充满期待。

国际交流

通过多种国际合作式培养专业人才,学院每年选派若干成绩优秀的本科生到国外留学。本专业已与英国布拉德福德大学签订“2+2”本科联合培养项目,成绩合格者,将取得北京化工大学学士学位及英国布拉德福德大学学士学位;与英国北安普顿大学签订“2+2”、 “3+1”本科联合培养项目,成绩合格者,将取得北京化工大学学士学位及英国北安普顿大学学士学位;本专业还与英国布拉德福德大学签订“2+2+1”本科、硕士联合培养项目,成绩合格者,将取得北京化工大学学士学位及英国布拉德福德大学学士学位和硕士学位;与英国布拉德福德大学签订“1+1+1”硕士联合培养项目,成绩合格者,将取得北京化工大学硕士学位及英国布拉德福德大学硕士学位;与英国北安普顿大学签订“2+2+1”、“3+1+1”、“4+1”本科、硕士联合培养项目,成绩合格者,将取得北京化工大学学士学位及英国北安普顿大学学士学位和硕士学位;与韩国东西大学签订“2.5+1+0.5+2”本科、硕士联合培养项目,成绩合格者,将取得北京化工大学学士学位及韩国东西大学硕士学位。

核心课程

本专业特色课程包括:设计美学、设计思维与创意、基础摄影、设计研究、模型制作、创意性工程设计、品牌筹划与传播、数字模型与渲染、图形设计、广告创意设计、CIS 设计、公共雕塑、金属工艺基础等。

2数字媒体艺术专业

专业内涵

数字媒体艺术专业隶属于信息科学与技术学院,旨在培养具有良好的科学素养以及美术修养、既懂技术又懂艺术、能利用计算机新的媒体设计工具进行艺术作品的设计和创作的复合型应用设计人才。使学生能较好地掌握计算机科学与技术的基本理论、知识和技能,熟悉图形图像处理的基本算法,熟练掌握各种数字媒体制作软件,具有较好的美术素养和扎实的编程能力,能应用新的数字媒体创作工具从事平面设计、网络媒体制作、游戏、动画制作、数码视频编辑以及动画、游戏、虚拟现实等领域的应用研发。

发展前景

数字媒体产业是我国重点发展的产业,社会对人才的需求量很大、发展前景广阔,据统计我国对数字媒体艺术人才需求的缺口大约在每年 20 万左右。

该专业针对应用前景极为广泛的游戏、动画设计、多媒体系统设计、移动应用多媒体设计、数字出版物、电视及电影后期特效制作、剧本设计、数字内容企业营运与管理以及相关的声音工程、影像工程、多媒体压缩等领域,培养各级各类现代数字媒体艺术和技术人才。

核心课程

基础课程和专业方向课程:离散数学、程序设计基础、数据结构、计算机图形学、Java 程序设计、数字媒体技术、多媒体与网页设计、设计素描、基础摄影、设计色彩、平面构成、立体构成、图形设计、电脑三维效果图、媒体广告、包装设计、公共景观艺术设计、动画基础、动画造型应用设计、3D 虚拟设计、数字音视频处理技术、多媒体编创、数字界面设计、交互设计基础、计算机色彩原理及应用、动画造型应用设计。

专业实践:认识实习、三维美术基础、美术基础(速写)、面向对象程序设计(C++)课设、Flash游戏开发、虚拟现实开发课设、游戏开发基础、游戏开发实践、毕业设计(论文)。

考试内容:

我校的考试内容为素描、色彩、速写,分值分别为素描占240分,考试时间为150分钟。色彩占240分,考试时间为180分。速写占120分,考试时间为30分钟。

报名考试时间、地点:

北京考点(北京市朝阳区北三环东路15号)将分别组织两次专业考试,考生可选择参加其中一次或两次考试。北京考点考试报名时间为2017年元月上旬。考生登陆我校本科招生网(goto.buct.edu.cn)进行网上报名。

无论是参加第一次、第二次考试的考生,现场确认时间均为2017年1月14日。第一次考试时间为1月15日,第二次考试时间为1月16日。

北京化工大学2017年艺术类专业招生录取原则:

1、 考生必须参加本省(自治区、直辖市)统一组织的艺术类专业考试并合格。

2、专业考试合格证发放比例不超过我校2017年艺术类专业招生计划总数的4倍。

3、全面考核,择优录取,文理兼收。考生体检合格,高考文化课考试成绩达到考生所在省(自治区、直辖市)划定的艺术类本科录取控制分数线,将投档考生的高考实考成绩和艺术类专业校考成绩相加合成综合成绩,从高分到低分排序(文理科一起排队)择优录取。综合成绩=高考实考成绩+专业考试成绩

游戏界面设计论文范文第7篇

摘要:“任务驱动”是一种新型的教学模式。本文探讨了“任务驱动”教学模式在“专业实践”课程中的应用。从实践结果可以看出,“任务驱动”有效地提高了学生的学习主动性和学习兴趣,取得了良好的教学效果。

关键词:任务驱动;教学模式;专业实践

中图分类号:G642

文献标识码:B

根据教育部教高[2007]2号文件中提出的“高度重视实践环节,提高学生实践能力。要大力加强实验、实习、实践和毕业设计(论文)等实践教学环节,特别要加强专业实习和毕业实习等重要环节,......推进实验内容和实验模式改革和创新,培养学生的实践动手能力、分析问题和解决问题能力。”的要求,我系为四年级计算机专业本科生开设了“专业实践”课程,目的是为了增强计算机专业学生的实践动手能力,提高他们分析问题和解决实际问题的能力,为社会培养应用型人才。该课程以实验课居多,教学环境以机房为主。在教学过程中,我们特别强调将学生的理论知识和实际动手能力结合起来,希望能够借此机会一方面巩固学生以往学过的理论知识,另一方面锻炼他们的实践动手能力。通过教学实践,我们认为“任务驱动”教学模式适合这门课程,教学效果良好。

1“任务驱动”教学模式的理论依据

“任务驱动”教学法符合探究式教学模式,也符合计算机软件系统的层次性和实用性,提出了由表及里、逐层深入的学习途径,便于学生循序渐进地学习信息技术的知识和技能。在计算机专业实践课中体现“任务驱动”,就是让学生在一个个典型的软件开发“任务”的驱动下展开教学活动,引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”,从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络。在完成“任务”的过程中,培养分析问题、解决问题以及利用计算机处理信息的能力。在这个过程中,学生还会不断地获得成就感,可以最大限度地激发他们的求知欲望和学习兴趣,逐步形成一个感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。

2任务设计原则

设计任务是任务驱动教学方案的关键,应遵循以下原则:

(1) 任务应该具有明确的目的

设计的任务必须紧紧围绕教学目标,以强化和巩固教学内容为直接目的。例如在学习B/S结构编程的过程中,设计制作一个包含动态网页功能的个人主页,在网站制作过程中,学生既可以利用到以前所学的静态网页设计的知识,也可以根据自己对动态网页的运用水平,灵活地为自己的个人主页添砖加瓦。

(2) 任务必须切实可行

设计的任务必须符合学生的认知规律,不能超出他们的能力范围。例如在“专业实践”课程的初期,我们设计了“使用可视化编程工具制作多功能计时器”的任务,该任务难度适中,同时又能够很好地与后期的任务相衔接。

(3) 任务应该能够引起学生足够的兴趣

人常说“兴趣是最好的老师”。设计的任务如果能引起学生的兴趣,学生就会主动参与到任务的设计和制作过程中。例如在学习使用Visual Basic进行软件制作中,设计任务“制作一个可以联机对战的五子棋游戏”,通过游戏软件的设计与开发提高学生对软件制作的兴趣。

(4) 任务应该具有较强的实用性

任务的设计应该要联系相关学科的知识,只有实用的知识才是有用的知识。例如以“设计开发B/S结构下的电子商务平台”作为任务驱动,既包含了计算机编程的相关知识,又让学生了解了电子商务的相关内容。

(5)任务的设计应该给学生留有思考的空间

设计的任务要给学生充分创造和发展的空间,使学生能举一反三、触类旁通,思维得到发展。例如学习“为个人主页增加网页留言板的功能”时,我们为学生举例说明如何将留言数据添加到数据库中,而将删除和修改留言的部分留给学生课后自行完成。

3 “专业实践”课程的任务设计

“专业实践”课程要求学生运用软件工程的思想进行一个完整软件系统的分析、设计、开发、集成与测试。根据软件系统层次法中“由总到分,逐步细化”的分解原则,我们首先设计出该课程的总任务为:根据软件工程思想,完成“基于校园网络的辅助教学平台”软件系统的开发。软件体系结构为B/S结构与C/S结构相结合。针对这样一个总任务,我们将其再分割成若干个小任务,提高学生对该课程的学习兴趣,增强任务的可行性。

任务1:对“基于校园网络的辅助教学平台”进行需求分析。选择该软件进行需求分析的设计,是因为我校很多教师都有应用该软件进行网络辅助教学的需求,学生们可以直接在校内完成本软件的需求分析工作。通过实施该任务,学生可以充分理解和学习软件开发中需求分析的作用和地位,同时对后续的软件制作有着重要的指导意义。

任务2:学习HTML语言,使用DreamWeaver制作个人主页,这个任务对于本科大四的同学基本上是没有难度的,目的是帮助他们巩固和复习静态网页制作的内容,并为后续动态网页制作做好铺垫。

任务3:使用可视化编程工具制作多功能计时器(含万年历、时钟、闹铃等功能),这个任务主要是为了让学生熟悉可视化编程工具的界面设计与制作过程,同时了解编程环境中各个控件的用法,以及帮助学生复习程序设计的相关知识,要写出好的程序必须有扎实的基本功。

任务4:使用可视化编程工具制作一个通讯录软件,在该软件的设计制作过程中引入了数据库的相关知识,数据库的相关知识在程序员的知识体系中是不可缺少的一个部分。

任务5:为自己的个人主页加上网页计数器的功能,在这个任务中,学生接触到了关于B/S结构编程的基础知识,为后续课程中复杂B/S结构程序的设计与开发做了铺垫。

任务6:为自己的个人主页加上网页留言板的功能,该任务在简单B/S结构软件制作的基础上引入了数据库的相关内容,要求学生能够熟练使用B/S结构软件编程操作数据库。

任务7:使用可视化编程工具制作一个功能简单的即时通讯软件,该任务以使用可视化编程工具制作软件界面以及操作数据库等相关内容为基础,引入了网络编程技术,在任务实现过程中强调网络编程在目前软件开发中的重要地位,同时学生通过该任务可以了解C/S结构编程的基本内容。

任务8:设计开发B/S结构下的电子商务平台,该任务在结合以前所学的内容基础上,提高了软件设计与开发的难度,强调对学生进行小组协作能力的培养,在软件开发过程中强调模块化设计的概念,让学生从宏观上理解与认识软件的开发过程。

任务9:制作一个可以联机对战的五子棋游戏,在该软件的编制过程中,学生可以进一步锻炼自己的编程能力,同时加深对基于网络的软件开发过程的认识。

任务10:完成“基于校园网络的辅助教学平台”的设计与模块划分,在接触了前期的B/S与C/S结构的软件开发后,学生已经有能力完成中小规模的软件系统的开发,将学生分成若干小组,由组长将总任务分成若干模块,交给能力不同的同学去完成,让学生充分理解模块化设计的软件开发理念。

任务11:完成“基于校园网络的辅助教学平台”的编码与整合,在分模块开发之后,将一个项目的不同模块整合起来实现一个完整的系统,编码与整合的环节不仅能锻炼学生个人的实际动手能力,更能让他们体会到团队协作在软件开发中的重要作用。

任务12:对“基于校园网络的辅助教学平台”进行软件测试,软件的测试往往会被学生忽视,而一个好的软件必须经过严格的测试。在这个任务中,学生可以了解到软件测试的一般内容,学会对软件系统进行一些常规测试,认识软件测试在软件开发中的重要作用。

4教学效果与总结

通过一个学期的教学实践,我们可以看到“任务驱动”教学模式在“专业实践”课程中的应用效果是很好的。首先,端正了学生的学习态度,以往的专业课都是老师逼着学生学习,学生的学习主动性非常差,引入了“任务驱动”教学模式后,学生感觉到学习是为了自己学,学习的自觉主动性大大提高;其次,锻炼了计算机专业同学的专业实践能力,从原来的纸上谈兵到现在的独立进行软件的设计、编码、测试,学生感觉自己学到了真正的本领;第三,提高了学生对计算机学习的兴趣,很多同学对专业课反感,主要是因为专业课难度大学习方法难于掌握,通过这次由简单到深入的“专业实践”,同学们掌握了学习计算机知识的方法,提高了学习兴趣;最后,有利于培养学生的大局意识,锻炼他们的团队协作能力,在一个个任务的制作过程中,学生之间互相帮助,共同学习,既有乐趣又增加了同学之间的友谊。

参考文献

[1] 石良武. 网络环境下任务驱动教学方案的设计与实现[J]. 当代教育论坛,2006,(10).

[2] 何克抗. 建构主义学习环境下的教学设计[M].北京师范大学出版社.

[3] 凌慧. “任务驱动”教学法的应用原则[J]. 广西教育,2006,(2).

游戏界面设计论文范文第8篇

关键词:虚拟现实;智能实验室;物联网;ZigBee ;OSG

中图分类号: TP31 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.016

文本著录格式:[1]白雪飞,赵文深,崔岩松,等.基于现代智能实验室的三维场景用户界面设计[J].软件,2013,34(7):41-45

0 引言

随着通信技术的发展和物联网技术的日趋成熟,传统的实验室逐渐向现代智能化实验室转变,实现了诸如远程查看实验室温湿度,监控实验室中的照明,门禁,投影仪,摄像头等设备状态的功能。此外智能实验室中还可以安装通用的智能插座,方便灵活地控制其他各种电器设备。现代智能实验室多采用分布式结构,通常由一个web服务器和一定数量的传感节点,和控制节点组成。传感节点采集设备信息汇总到web服务器,而控制节点则根据web服务器的指令来操作相应的硬件设备,web服务器则以二维GIS的形式展示实验室的结构、内部设施、电器设备状态,同时提供控制电气设备的接口,实现了实验室的远程监控和管理。

但是该智能实验室系统以二维的形式展示三维的信息,存在一定的信息缺失,同时场景缺乏真实感,操作界面单一,用户体验不佳。而三维虚拟现实技术则很好地弥补了二维展现形式的缺陷。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。虚拟现实技术与智能实验室物联网系统有机结合[1,9-10],将满足用户对实验室空间信息的迫切需求,增加场景的逼真度,以及操作的直观性和乐趣性。

1系统框架

如图1所示:本系统的总体框架有三个层次构成:最底层是由各种控制节点,传感节点,以及ZigBee节点组成的网络层,该层主要负责节点状态信息的采集和上传[2]。中间是服务层,它由一个web服务器组成,主要负责信息汇总,数据计算,与节点控制。最上层是显示层,也是本文要重点讲述的虚拟现实场景用户界面。

1.1 ZigBee网络层与服务层构成

本文中介绍的智能实验室节点网络采用ZigBee无线网络技术结合JavaWeb服务,组织和管理实验室智能控制节点,如图2所示。

1.1.1 ZigBee局域网络:

每一个智能实验室中都必须有一个ZigBee网络协调器(Coordinator),若干个ZigBee路由器(Router)和网络终端设备(end device)。其中ZigBee网络协调器的职责是建立和初始化设备,管理网络节点,存储关联节点路由信息等。ZigBee网络路由器主要负责搜索网络,传输数据,发送请求,起到路由的作用。ZigBee网络终端设备,则是相应的功能硬件设备,如温湿度传感器,门禁,智能开关等[3]。

1.1.2 网关

网关又称为协议转换器,是一种网络互连设备,用于连接不通通信协议的两种网络系统。在本系统中采用基于linux操作系统的ARM处理器作为网关,连接ZigBee无线局域网络和外部Internet网络[4]。

1.1.3 Web服务器。

在一个智能实验室系统中Web服务器是不可或缺的。它向下汇聚传感器节点采集的数据,指令控制ZigBee终端设备;向上为用户提供监控实验室设备的用户接口,是人机交互的关键环节。本论文中的Web服务器是利用Java语言构建并运作的,以web页面的形式,展现实验室的二维结构布局和设备分布。

1.2虚拟现实显示层构成

1.2.1三维模型

智能实验室模型的建立直接决定了虚拟环境场景的逼真程度。本系统最终采用3ds Max软件,以北邮校园为背景,建立智能实验室的室内外三维模型,再现室外真实环境和室内桌椅,实验设施布局,温湿度传感器,灯光,门禁,投影仪,以及智能节点等。

1.2.2 osg虚拟引擎,实时驱动渲染。

OSG(OpenSceneGraph)是一款高性能跨平台的3D图形开发库,完全由C++和OpenGL编写而成,具有跨平台和开源的突出优点。OpenSceneGraph在对OpenGL封装的基础之上,建立一个面向对象的框架,使得编程者可以摆脱底层的繁杂建模,便于应用程序的开发和管理[5]。此外它还提供了大量的优化算法,提升运行时性能,提供几乎所有主流数据格式的数据接口,以及对脚本语言的支持。因此其广泛应用于可视化仿真、游戏、虚拟现实、高端技术研发等领域。

现智能实验室的虚拟现实接口,必须建立基于OSG的人机交互接口,实现以下功能:

(1)场景漫游功能:使用户可以在虚拟环境中自由行走,犹如漫游于真实场景之中。

(2)碰撞检测功能:此功能保证人在虚拟环境中自由移动,但不会“穿越”墙等障碍物。

(3)点选场景中物体的功能:使人能够选中,拾取,释放虚拟环境中的某个物体。

(4)场景控制功能以及菜单功能:场景控制指虚拟场景中照明开关,门禁,投影仪的等控制,并在点选某设备时弹出菜单,显示该设备的参数信息。

(5)与web服务器的通信接口。当人在虚拟场景中关闭的某一盏灯时,osg程序要向web服务器发送指令,关闭真实场景中的照明灯。然后osg程序再检测真实场景中的照明状态,在虚拟场景中再现照明状态。

2针对智能实验室虚拟现实接口的关键技术

本系统采用3ds Max建模工具进行三维建模,利用Visual Studio 2008建立C++工程,引用osg三维渲染库,进行虚拟场景的渲染,漫游控制,碰撞检测,拾取物体等动态控制。

2.1三维建模

智能实验室场景的生成过程具体包括实景获取、建模、场景材质设置和真实感贴图、虚拟现实系统初始化、模型对象化导入与实时呈现几个部分,其中三维建模是核心部分,其质量好坏直接影响智能实验室虚拟场景的呈现效果[6]。

智能实验室三维模型流程如图3所示,对于室外建筑和室内设施,其轮廓多为规则的几何体,故用一个长方体构建起其建筑轮廓,再增加门、窗、台阶、周围花草树木、室内设施等构成三维场景的模型。而纹理则通过高像素的相机拍摄,但由于受建筑物高度、拍摄距离、透视关系、光照条件等因素的影响,拍摄的图片比例失调,不能直接用作纹理,需要用PhotoShop等图像处理软件对照片进行裁切变换等处理,使之成为正射状态,最终以JPG格式保存,形成贴图库。贴图的长度和宽度应是2的幂次的整数,否则贴图在后期可视化中将不能正常显示。

拍摄的过程中要注意相机镜头的法线尽量与建筑物垂直,尽量避免仰视拍摄和俯瞰拍摄,如图4所示:正确的拍摄角度可以大大的减少图像的后期处理压力。

2.2 osg场景控制

建立好智能实验室三维模型以后,剩下的工作就是在osg中进行实时渲染驱动,主要包括漫游控制,碰撞检测,拾取物体,和web服务器通信等。如图5所示:

2.2.1漫游控制

Osg中场景的漫游涉及到两个主要的类:osgGA::GUIEventHandler和osgGA::CameraManipulator。

osgGA::GUIEventHandler是osg引擎中的事件处理类,它可以捕捉鼠标和键盘的操作。定义一个osgGA::GUIEventHandler的子类,即可自定义某个鼠标或键盘事件触发的操作,如按下W、S、A、D键 分别向前、向后、向左、向右移动模型等。而osgGA::CameraManipulator继承自osgGA::GUIEventHandle,专门用于相机视角的调整。其setByMatrix(const osg::Matrixd & matrix)和setByInverseMatrix(const osg::Matrixd& matrix)方法是其特有的用于调整相机视角的角度和位置的方法。自定义一个继承自osgGA::CameraManipulator的类,由继承关系,该类具有捕捉事件的能力,根据捕捉到的键盘事件,自由的调整相机视角和相机的位置。

2.2.2碰撞检测

本系统从实现的复杂度和运算开销角度考虑,采用射线体相交测试的方案进行碰撞检测,即用一个描述用的正方体或者球体包裹住3D物体对象(或者对象的主要部分),之后根据该包装盒的位置、距离等信息来计算,某一个时刻T,对象物体是否与其他的物体发生了碰撞和交叠。

如图6所示,在进行相交测试时,首先连接物体A的旧位置与新位置构成一条线段,然后创建一个IntersectVisitor交叉访问实例,并把线段加载入该交叉访问实例,初始化访问实例位于场景图的根节点,然后线段跟随其遍历场景层次,与场景对象进行相交测试[7]。

2.2.3拾取物体

拾取物体是指用鼠标点击虚拟场景中的某一个物体之后,可以选中该物体,取消选中该物体,并能检测出点击的是哪一个物体等。本系统使用射线相交法实现物体拾取的目标,即通过遍历模型结构树,检测视点与鼠标选择点之间所确定的射线与哪个实体相交,从而确定被选中的实体。

如图7所示:OSG引擎首先捕获鼠标的单击事件,然后获得鼠标点击的位置,进而运用射线相交法得到一个相交物体的集合,最后运用模型节点的唯一性标志 NodeName筛选出用户所要选取的模型结点。

2.3封装ActiveX插件,与web服务器互动、通信

如何将osg虚拟环境嵌入到网页中,并与web服务器通信,实现在虚拟环境中对现实场景中设备的控制呢? 将osg工程封装成基于MFC的ActiveX 控件为上述问题提供了解决方案。

2.3.1 ActiveX技术

ActiveX控件是基于组件对象模型(COM)的可重用软件组件,广泛的应用于桌面以及web应用中。ActiveX作为组件可以嵌入到web网页中,网页程序就成为了组件的容器。ActiveX控件为我们提供了两种机制:“事件机制”,“方法和属性机制”。“事件机制”用来实现当某种条件满足时,控件主动通知控件容器发生了某些事情。“方法和属性”机制用来实现组件容器主动通知控件发生了某些事情。

2.3.2完整的通信过程

虚拟环境与真实场景的完整通信流程如图8所示,通过“事件机制“和“方法属性机制”,完成了“虚拟环境事件触发web服务器指令,web服务器反馈信息更新虚拟环境中节点状态”的通信过程[8]。

当用户在虚拟场景中单击灯的开关时,首先通过osgGA::GUIEventHandler检测到用户单击了鼠标左键,并通过“拾取物体”技术,判断出用户单击的是灯的开关,此时利用ActiveX的事件机制,在ActiveX内部触发开灯事件(假设灯状态由关到开),通知web容器(这里的容器指网页)灯被打开,再由嵌入到网页中的JavaScript指令向web服务器发消息,消息中包含灯所属控制节点的编号,以及“开或关”的状态,由服务器和ZigBee节点去将指定的灯打开。

与此同时,Web服务器存在一个独立的线程,不停的检测ZigBee网络上传的各个节点的状态数据。当检测到某个灯的状态由“关”设置成了“开”,服务器便通过Web容器,利用ActiveX中的“方法和属性”机制,调用ActiveX中预留出的关灯方法,将虚拟场景中的指定的灯关闭。

3 虚拟现实接口的实现,以及测试结果

本系统所设计的智能实验室三维虚拟现实接口,在原来智能实验室的基础上,增加了三维立体的展现形式。并且经过了实际的测试和实验:虚拟环境中开灯,真实环境中灯会相应被开启;真实环境中将灯关闭,虚拟环境灯会随之置成关闭状态,实现了虚和实的有机统一。三维场景的效果如图10所示,和二维GIS的表现形式(图9所示)相比,大大增加了场景的“逼真度”,接口的“易操作性”,改善了用户体验。

4结束语

本论文在现有的智能实验室物联网系统基础之上,提出了基于虚拟现实的三维虚拟场景接口。重点阐述了三维建模、利用osg进行场景渲染驱动,以及虚拟场景与实际场景的有机连接等关键技术。实际的测试和检验,证明基于虚拟现实的三维用户界面,不仅实现了“实验室设施受控于三维场景”、“三维场景反映实验室设备状态”的功能,而且明显增强了展现形式的真实性和直观性,改善了用户体验。同时此系统所用到的技术和方案,可进一步拓宽应用范围,直接应用到现代智能家居领域,也是虚拟现实与智能家居的有机结合。

参考文献

[1]刘莉,黄海平,王汝传,叶宁.面向普适计算的虚拟现实在智能家居中的应用[J].信息化研究,2011,37(5):48-52.

[2]周游,方滨,王普.基于zigBee技术的智能家居无线网络系统[J].电子技术应用,2005,31(9):37-39.

[3]张周,周剑扬,闰沫.ZigBee在智能家居系统中的应用研究[J].工业控制计算,2006,19(12):7-9.

[4]满莎,杨恢先,彭友,王绪四.基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计[J].计算机应用,2010,30(9):2541-2544.

[5]明芳,李峻林,基OSG的虚拟场景漫游技术研究[J].计算机与数字工程.2011,39(3):133-137.