Телематика'2003

X Всероссийская
научно-методическая
конференция


 

 

АВТОМАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СЦЕНАРИЕВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ АНИМАЦИИ

М.А.Мазин, В.Г.Парфенов, А.А.Шалыто

Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет), Санкт-Петербург

Тел.: (812) 315-61-59, e-mail: mazine@rain.ifmo.ru

В настоящее время в образовательном процессе все чаще применяется анимация, которая позволяет наглядно представить изучаемый материал. Для предоставления широкого доступа к обучающим материалам целесообразно размещать их в сети Интернет. Наиболее пригодным средством для создания анимации в этом случае является пакет «Macromedia Flash».
Как правило, созданию анимации предшествует написание текста сценария, на основе которого впоследствии создается раскадровка. В образовательных приложениях целесообразно использовать интерактивную анимацию – анимацию, на развитие сюжета которой пользователь может влиять. В связи с этим в отличие от линейных сценариев мультфильмов возникает задача программирования нелинейных сценариев.
В настоящей работе предложен подход к разработке и реализации нелинейных сценариев с помощью интерактивной анимации на базе рассматриваемого пакета. Основу этого подхода составляет формализация сценариев и их формальная реализация на языке «ActionScript» [1]. Метод основан на применении автоматного подхода [2, 3].
Предлагаемый подход состоит из следующих шагов.
1. По вербальному заданию (тексту сценария) строится его математическая модель в виде графа переходов конечного автомата. Для этого сюжет разбивается на сцены – статические изображения в точках, в которых пользователь осуществляет ввод данных. Каждая сцена определяет состояние автомата, в котором указанное изображение формируется как выходное действие.
При этом пользовательский ввод генерирует входные переменные и порождает события, с которыми вызывается автомат. В зависимости от типа события и от значений входных переменных вызываемый автомат может осуществлять переходы.
Анимация, связанная с задачей, составляет совокупность дополнительных выходных действий, которые выполняются при переходах автомата.
Кроме того, при переходах выполняются выходные действия, связанные с управлением средой исполнения, например, таким действием является завершение работы флэш-плеера.
Изложенное позволяет построить схему связей автомата, которая описывает его интерфейс. При этом автомат управляет статическими изображениями, анимацией и средой исполнения.
2. По построенному графу переходов формально и изоморфно строится текст подпрограммы, которая реализует его логику на основе конструкции «switch» языка «ActionScript». Функции выходных действий и входных переменных на этом этапе заменяются функциями-заглушками. Обработчики событий выделяют из потока обрабатываемые события и вызывают с этими событиями автомат, который в зависимости от своего текущего состояния и значений входных переменных может осуществлять переходы и выходные действия.
3. После реализации графа переходов программист пишет программные модули, соответствующие выходным действиям, входным переменным и обработчикам событий. В то же время, руководствуясь схемой связей автомата, художник «рисует» статические изображения и выполняет раскадровку анимации.
Тем самым создается программа, состоящая из обработчиков событий, указанной выше конструкции «switch» и функций, которые вызываются из этой конструкции.
4. Далее программист связывает функции выходных действий с анимацией и статическими изображениями, созданными художником.
5. Отладка поведения программы в рамках предлагаемого подхода осуществляется с помощью протоколов (логов), для построения которых, вводятся функции протоколирования, вызываемые из конструкции «switch», функций выходных действий, входных переменных и обработчиков событий.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по гранту 02-07-90114 «Разработка технологии автоматного программирования».
Литература
1. Сандерс Б. Flash ActionScript. СПб.: Питер. 2001.
2. Шалыто А.А. SWITCH-технология. Алгоритмизация и программирование задач логического управления. СПб.: Наука. 1998.
3. Шалыто А.А., Туккель Н.И. SWITCH-технология – автоматный подход к созданию программного обеспечения "реактивных" систем // Программирование. 2001. №5. http://is.ifmo.ru. Раздел «Статьи».
4. Степанова Г.Н., Степанов А.П. Сборник вопросов и задач по физике. СПб.: Основная школа. 2001.



 



Санкт-Петербург, 14-17 апреля 2003 г.
X Всероссийская научно-методическая конференция "Телематика'2003"