（计算机科学与技术专业论文）internet多媒体制作软件netanim+v30关键技术的研究与实现.pdf

摘要 随着多媒体技术和网络技术的发展，远程教育将成为下一世纪一种重要的 教育方式。这种教育方式是以大量的优秀课件为核心的。但是，目前大多课件 由于数据量很大而不适合网络传输。n e t a n i m 是为数不多的优秀的课件制作软 件，它采用了矢量化技术使得生成的课件数据量十分的小。然而它仍然存在制 作出的课件交互能力弱、对象库管理功能不完善、蛰形粗糙等缺点。针列这些 缺点，j 本课题的主要研究工作是： 1为增强制作的课件的交互性和灵活性，设计并实现交互式脚本语言系统 n e t s c r i p t 。 2对系统基本图形的生成进行反走样处理。 3增加对象库管理子系统。 脚本语言系统将编译技术和多媒体技术很好地结合起来，极大地增强了课 件的交互性和灵活性，为用户更进一步地控制对象的各种属性提供了可靠的途 径。考虑到对象库管理系统要求的实时性，我们在外部文件的查找算法、信息 项数据组织以及遍历技术等很多方面做了深入的研究。、对象库管理系统可以组 织一个各种媒体的对象库，使用户能够很方便的重用各种影片对象。在广泛研 究目前国内外各种反走样技术的基础上，实现了性能时间比更高的反走样算法。 结果表明，任何斜率的直线都没有锯齿。 我们已经全面完成了系统的设计和实现，并经过了详细的测试，我所做的 三个系统性能稳定，功能齐全。在整个课题实现中，我独立编写代码一万二千 多行。 f 关键词：远程教育，课件，脚本语言系统，对象库管理，反走捌、 第1 页 国防科学技术人学研究生院：j 付论文 ab s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm u l t i m e d i aa n dn e t w o r kt e c h n o l o g y r e m o t et r a i n i n gi s b e c o m i n g a n i m p o r t a n tt e a c h i n g m e t h o d ，w h i c hi sb a s e do n al o to fe x c e l l e n t c o u r s e w a r e s h o w e v e r m o s tn o w a d a y s c o u r s e w a r e sa r el a r g ei nf i l es i z e ，w h i c h m a k et h e mu n s u i t a b l ef o rt r a n s m i t t i n go v e rn e t w o r k n e t a n i mi so n eo faf e w e x c e l l e n ts o f t w a r e sf o rc r e a t i n gc o u r s e w a r e s i ti sb a s e do nv e c t o rd e s c r i p t i o no f g r a p h sa n da n i m a t i o n s a n dc a nb eu s e dt oc r e a t ea n i m a t i o n st h a ta r ev e r ys m a l l i nf i l e s i z e h o w e v e r n e t a n i mh a ss o m em a j o rd r a w b a c k s ，i n c l u d i n g ：r e l a t i v e l yw e a ki n i n t e r a c t i v i t y ，t h ef u n c t i o no fo b j e c tl i b r a r ym a n a g e m e n ts u b s y s t e m i sn o ts a t i s f a c t o r y ， t h eg r a p hi sn o te x q u i s i t ee n o u g h o u rr e s e a r c hi st os o l v et h e s ep r o b l e m s t h ew o r kc o m p l e t e di nt h i sp r o j e c ti n c l u d e s ： 】t oe n h a n c et h ei n t e r a c t i v i t ya n df l e x i b i l i t y , w ed e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h e s c r i p tl a n g u a g es y s t e mn e t s c r i p t 2 i m p l e m e n t e da n t i a l i a s e da l g o r i t h mf o rs t r a i g h tl i n e ，w h i c hi s t h eb a s i co fa l l c o m p o n e n t s o f g r a p h s 3 d e s i g n e d a n di m p l e m e n t e da no b j e c tl i b r a r ym a n a g e m e n ts y s t e m t h e s c r i p tl a n g u a g es y s t e mi n t e g r a t e s t h e c o m p i l et e c h n o l o g y w i t ht h e m u l t i m e d i at e c h n o l o g y t h i ss t r o n g l ye n h a n c et h ei n t e r a c t i v i t ya n df l e x i b i l i t y ，a n d a l s os u p p o r tar e l i a b l ew a yf o ru s e r st oc o n t r o la l lt h ep r o p e r t i e so f o b j e c t s t h eo b j e c t l i b r a r ym a n a g e m e n ts y s t e mp r o v i d e su s e r sw i t hp o w e r f u lf u n c t i o n sf o rm a n a g i n ga n d s t o r i n g a n i m a t i o no b j e c t sf o rr e u s i n g w ed e s i g n e dt h e o r g a n i z a t i o n ，t h e s e a r c h a l g o r i t h ma n dt h et r a v e r s i n ga l g o r i t h m ，w h i c h a r ev e r ye f f i c i e n tb a s e do nad e e p s t u d yo fs o m ef a m o u sa n t i a l i a s e da l g o r i t h m s ，w ed e s i g n e da n di m p l e m e n t e dah i g h p e r f o r m a n c ea n t i a l i a s e da l g o r i t h mt h a tc a np r o d u c ee x q u i s i t el i n e s w eh a v ec o m p l e t e dt h e d e s i g n a n di m p l e m e n t a t i o no ft h e s e s u b s y s t e m s a n d c o m p o n e n t s ，a n dt e s t e dt h e mi nd e t a i l t h er e s u l ts h o w st h e yw o r kc o r r e c t l y , a n dt h e p e r f o r m a n c ei ss t a b l e k e y w o r d ：r e m o t et e a c h i n g ，c o u r s e w a r e ，s c r i p tl a n g u a g es y s t e m ，o b j e c tl i b r a r y m a n a g e m e n t ，a n t i a l i a s e d 第1 i 页 1 1 远程教学的意义 第1 章引言 近些年，由于i n t e m e t 的迅猛发展使得传统的教学方法和模式正面临着新的 挑战。基于w e b 的远程教学被认为是面向二十一世纪的一种崭新的教学模式。 远程教学是一种横跨地理空间的教育行为，教师和学生可以不在同一教室 里，甚至不在同一地区、同一国家；远程教育包括一系列的行为，如课程学习、 讨论等，同时也包含所有程度的教育，从幼儿园到研究生教育，可以是正规的 教育，也可以是学校之外的非正规活动。传统的远程教育通常是通过广播、电 视、函授等方式进行。随着计算机网络技术发展，计算机远程教育将成为i n t e m e t 最有前景的应用之一，计算机网络的远程教学将成为今后远程教育发展的主流。 基于w e b 的远程教学就是利用i n t e m e tw w w 服务具有的各种功能，以浏览主 页的形式提供远程教学服务。与传统的远程教学相比，由于其存在以下几个方 面的优点，在未来几年中将很快显示出其巨大的作用和广泛的应用前景： 夺极大地提高了远程教学的速度，学生可以通过网络在极短的时间内获 得所需的信息：学生和教师可以快速地相互交流信息，并且是双向交 流。 夺无时间和空间的限制，教师和学生可以在合适的时间里进行访问，不 必同时联机；教师和学生可以在家里、工作单位或其他任何可上网的 地方进行学习和辅导活动。 夺可以提供多种教学手段，教师对学生可进行同步或异步的教学辅导； 学生之间可以通过网络进行交流和讨论，可以促进学生之间的协同学 习，可提供多种学习方法以适应不同学生的学习要求。 夺在计算机远程教学过程中，计算机可以记录网上学生的学习情况，教 师可对学生的学习情况进行归纳、总结，以便进一步改进教学方法和 教学内容。 夺学生和教师可以使用统一的用户界面( 浏览器) 访问远程教学系统， 用户端无需增加任何软件，使用简单方便。 1 2 多媒体制作软件n e t - a n i m 的特点 由于基于w e b 的远程教学具有巨大的应用前景，因此开发一种适合远程教 学的课件制作软件很有应用价值。目前市场上有很多比较优秀的多媒体制作平 台，如a u t h w a r e ，d i r e c t o r ，m u l t i t o o l b o o k 以及方正奥思等，这些软件功能强 大、使用方便，深受广大用户的喜爱。但是它们并不适合于网上教学课件的开 发，究其原因主要有以下两点： 第1 页 国防科学技术人研究生院学位论文 夺影片文件过于庞大，不适合刚上传输。 夺这些系统设计的初衷并不是针对c a i 课件的制作，因而很多功能不适 合课件的制作。 基于此，我们开发了n e t a n i m ，n e t a n i m 系统是一个在w i n d o w s 环境下 开发的特别适合于i n t e m e t 的新型多媒体、动画制作演播系统。利用它专业人 员和非专业人员均可以非常容易、高效地制作各种集动画、声音、图像、图形、 二维三维文字等多种媒体于一体的信息演播系统，如多媒体远程本地教学系 统、多媒体培训系统、i n t e m e t 广告、远程技术支持系统、产品介绍演播系统、 报告会演播系统、电子出版物等。 n e t a n i m 系统采用了许多新颖、先进的设计思想和技术，具有以下特点： 夺采用了面向对象的设计方法和思想。由于独创性地为各种对象赋予时 空属性，因而使得多媒体信息演播系统的制作过程完全适合人的思维 习惯，形象直观，易学易用； 夺基于矢量描述，数据量很小( 比传统动画小几十到几百倍) ，特别适合 于在i n t e m e t 上传送： 夺可以嵌入h t m l 中，用户可以通过网络浏览器进行浏览； 夺可以随意地集成动画、声音、图像、图形、二维- - 维文字等多媒体信 息： 夺提供了一个功能完善的基于结构化模式的图形绘制与对象装配工具； 夺系统可以对各种西文字符或汉字进行矢量化，可生成三维文字，并可 对三维文字定义实时的三维运动； 令提供了完全的所见即所得的制作界面，制作过程与演播过程浑然一体， 制作非常方便、容易： 夺演播机制丰富多样，可步进、快进、快退和跳跃式播放。 然而，该软件在某些方面仍存在不足之处。具体有如下几个方面： 夺制作出的课件与用户的交互能力较差。 夺系统在绘制基本图形时不够精确，没有进行特殊处理，造成图像生成 时出现锯齿现象。 夺对象库管理功能不够完善。 1 3 主要研究内容 为了克服n e t - a n i t a 的上述缺点，我们推出n e t a n i t av 3 0 ，主要在以下几个 方面进行改进。 1 设计并实现面向本平台的交互式脚本语言系统n e t s c r i p t 。 2 对系统基本图形的生成进行反走样处理。 第2 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 3 增加对象库管理子系统。 脚本语言系统将编泽技术应用到具体平台上，这不仅仅局限在多媒体制作 方面，在数据库管理，网络搜索等许多领域都有广泛的应用，因此我们所做的 脚本语言系统为如何更好地将编译技术与应用系统结合起来提出一个解决方 案，在理论及实践上都具有较高的应用价值。我们所提出的基本图形的反走样 算法较好地考虑了绘制效果和时间开销两方面的结合，在理论上对现有反走样 算法进行了有效地改进。 1 4 章节组织 本文主要是针对n e t a n i m 30 所采用的新技术展开论述的。第二章中对目前 市场上优秀的多媒体制作软件进行了详细地分析，从而得出它们的优缺点以及 多媒体制作的发展方向：在第三章我分析了怎样实现对象库管理子系统，第四 章我对编译技术进行了详细地论述，并给出了n e t s c r i p t 系统的总体结构设计 以及具体实现；第五章中我首先介绍了几种反走样算法，之后对我所改进的算 法进行了深入地分析；接下来的第六章给出了各部分测试结果以及对以后工作 进一步展开的建议。 第3 页 囤防科学技术人产研究： 院学位论文 第2 章多媒体制作平台的发展状况 多媒体技术的发展曰新月异，全世界已形成开发应用多媒体技术的热潮。 多媒体技术被公认为是信息处理技术的第四次革命性飞跃。它是继印刷术、无 线电、电视技术、计算机技术等之后的又一次新的技术革命。而计算机辅助教 学正是多媒体技术应用的重要方向，因此开发实用的多媒体制作软件已成为发 展趋势。在本章中，我们将分析比较国内外比较优秀的多媒体制作软件的优缺 点，并总结出发展方向。 2 1 多媒体技术的发展简史 多媒体是指信息表示媒体的多样化，常见的文字、图像、声音、动画，承 载信息的程序等都是媒体。多媒体技术是指人类同计算机交互处理多媒体信息 的方法。因此，多媒体技术包括音响( a u d i o ) 信号处理、静态图像( i m a g e ) 和电视图像( v i d e o ) 处理，话音信号处理以及远程通信技术。这些技术包括软 件和硬件技术。多媒体技术的雏型被认为始于1 9 8 4 年，a p p l e 公司首先在 m a c i n t o n s h 上引入了位影射b i t m a p 的概念对图形进行处理，并使用了窗口和图 形符号作为用户接口。在这个基础上，1 9 8 7 年8 月a p p l e 公司又引入了“超级 卡”，它使m a c i n t o s h 成为用户可以被方便使用的能处理多种信息媒体的机器。 1 9 8 6 年3 月，p h i l i p s 和s o n y 联合推出了交互式数字光盘系统c d 。i ( c o m p a c t d i s c i n t e r a c t i v e ) ，该系统把各种多媒体信息以数字化的形式存放在容 量为6 5 0 m b 的只读光盘上，用户可以通过读取光盘内容播放多媒体信息。1 9 8 8 年3 月，r c a 公司推出了交互式数字视频系统d v i ( d 泐t a l v i d e o i n t e r a c t i v e ) ， 用标准光盘存储和检索静止图像、动态图像、声音和其它数据。1 9 8 9 年3 月，i n t e l 公司宣布把d v i 技术( 包括d v i 芯片) 开发成普通的商品。1 9 9 0 年1 1 月，由 p h i l i p s 等1 4 家厂商组成的多媒体市场协议应运而生，产生了多媒体计算机 ( m p c ) 标准，其第一层次是在10 m h z 2 8 6 a t 的基础上增加硬盘和c d r o m ， 1 9 9 3 年推出第二层次标准，它包括全动态视频图像，并将音频采样提高到1 6 位。1 9 9 2 年i n t e l 和i b m 公司研制的d v i a c t i v e m e d i a 7 5 0 i i 荣获美国秋季c o m d e x 博览会的最佳多媒体产品奖和最佳展示奖，从而掀起了一个世界性的多媒体浪 潮。 1 9 9 2 年1 9 9 5 年，i n t e l 和i b m 公司的多媒体系统是以d v i 技术为先导推 出了三代产品。d v i 技术硬件的核心是i n t e l 公司生产的芯片v d p i 和v d p 2 ( 即 视频象素处理器和视频显示处理器) 。软件核心部件是a v s s ( a u d i o v i d e l s u p p o r t s y s t e m ) 和a v k ( a u d i o v i d e o k e m e l ) ，a v s s 是在d o s 环 境下运行，a v k 是在w i n d o w s 环境下运行。美国著名芯片c c u b e 公司推出了 高速数据处理芯片，同时也产生了实时动态压缩卡。台湾大众电脑公司推出接 收射频信号卡和编码盒：新加坡的创通新技术有限公司生产了视霸卡和声霸卡， 将多媒体技术引入到一般家庭。a s t 公司的最新型p c 机已将音频处理芯片固 化到主机板上，使p c 机由小扬声器时代转入音响时代。1 9 9 5 年i n t e l 公司把d v i 第4 页 堕堕型兰丝查叁! ：i ! ! 塑壅竺堕兰笪堡塞一 一一 技术放到母板上，称为多媒体计算机。多媒体技术在我国蓬勃兴起，许多公司 纷纷进行多媒体的研究和开发。 2 2 多媒体制作软件 开发多种环境下的多媒体创作平台己成为多媒体未来发展的方向。a t & t 竺豢喜删? 絮d 奶i a f e s i e r 雕图像处理程序；赫篓筌? 喾盏磊瓣蓑g c 推出w i n d o w s 9 5 箨薷舞慧鼻嵩瞅有慨尤其是面向勰嚣器娄苫羹娄胥笋 件的研究与开发可以大有作为，尤其是面向应用的工具软件和且袋田最癸用厂 使用的应用软件。 目前存在的多媒体制作工具按信息组织方法可分为： 夺基于卡和页面的编辑软件： 夺基于图标面向对象的编辑软件； 基于时间轴的编辑软件： 夺基于传统程序语言的编辑软件。 下面我们简要地介绍目前市场上流行的多媒体制作软件，并分析其优缺点。 2 3d i r e c t o r d i r e c t o r 是由著名的m a c r o m e d i a 公司开发的多媒体制作工具。d i r e c t o r 作为 多媒体制作工具，不仅能把多媒体元素结合到一部电影( 多媒体影片) 中，更 具有代表性的是它拥有l i n g o ( 交互式脚本语言) 。从此，多媒体制作真正地成 为可编程的制作。 l i n 2 0 使得d i r e c t o r 开发人员以及电影的用户可以控制电影的进程。用户可 以与影片的任何多媒体元素进行交互，在不同的信息帧之间漫游，玩交互式游 戏等等。 下面我们先介绍d i r e c t o r 的几个基本概念，然后重点论述其强大的l i n g o 脚 本编程语言。 2 3 1 d i r e c t o r 的基本概念 用户在影片中所看到的任何对象都发生在舞台( s t a g e ) 上。d i r e c t o r 中的舞 台等效于剧场中的舞台。 运行d i r e c t o r 时，将出现三个最重要的d i r e c t o r 窗 - 1 ：内部演员表( i n t e m a l c a s t ) 、s c o r e 和控制面板( c o n t r o lp a n e l ) 。开发人员就是利用这些窗口和舞台 进行编辑影片。 c a s t 窗口是存储所有演员表成员的地方。演员表成员包括大量计算机生成 第5 页 国防科学技术人却”究生院。j + 付论文 的媒介元素，如图像、声音、文本、3 d 文件、数字视频以及其他d i r e c t o r 电影。 其他类型的演员表成员( 如电影循环、脚本等) 都是在d i r e c t o r 中工作时导入 或生成的。 一个演员( s p r i t e ) 就是一个演员表成员在舞台上的一个实例，影片中所有 演员有序的“表演”就组成了一部影片。 s c o r e 窗口是开发人员的任务控制塔，它类似于一个电子表格，在其中一个 演员占据一个实例或单元。s c o r e 反映出了舞台的内容以及特定帧之间的其他事 项。 d i r e c t o r 通过s c o r e 中的帧进行播放。在电影中帧的数目是无限的。每一帧 代表电影中的一个新场景，d i r e c t o r 播放磁头顺序通过s c o r e 的每一帧，到达新 的帧时，就进入一个新的动画。 2 3 2 l i n g o 的组成 l i n g o 程序员现在具有一种类似于对其他常规编程语句可用的集成开发环境 ( i d e ) 的调试工具。d i r e c t o r 引入了d e b u g g e r 窗口来与m e s s a g e 窗口一起工 作，以便查找d i r e c t o r 电影的l i n g o 代码中的错误。 d e b u g g e r 窗口使你跟踪执行你的l i n g o 代码。d e b u g g e r 窗口与s c r i p t 窗口 一起工作，逐行执行代码，在断点处停止，查看参数和变量，并监视剧本是如 何被执行的。 w a t c h e r 窗口使你能够在播放电影的过程中查看变量和表达式。 2 3 3 l i n g o 的作用 在交互式d i r e c t o r 电影中，运行电影时，用户用鼠标和键盘所做的每一件事 情就是一个事件，宦鉴二叁旦畦i q 【逍息。而d i r e c t o r 在不断地检查用户是否 移动鼠标或进行了键盘输入，脚本程序的作用就是控制d i r e c t o r 如何响应用户 所做的操作。l i n g o 的大多数命令和函数都对环境中的对象( 如演员、演员表 成员或窗口) 进行操作。 当l i n g o 执行时，它取代了s c o r e 对播放进行控制。l i n g o 脚本可以做如下 事情： 夺跳转到s c o r e 的另一部分或另一个电影中； 夺改变任何演员通道的演员表成员和其他特性； 夺通过在某帧连续循环，来暂停一个d i r e c t o r 电影： 夺检测并响应特定的用户动作，例如在屏幕上一定区域内的鼠标单击或某 一个键按下： 夺动态生成新的s c o r e 帧，并用成员填充它们。 第6 页 国防科学技术大学_ 【 j f 究生院学位论文 2 3 4 对象和特性 对象( o b j e c t ) 是d i r e c t o r 环境中可以使用l i n g o 进行控制的部分，特性 ( p r o p e r t y ) 是对象所具有的属性，开发人员可以检查和改变这些特性。l i n g o 编程的主要部分就是检查和设置对象的特性以改变舞台上的行为。 2 3 5 事件、消息和处理程序 l i n g o 中的每一件事情都作为一个事件的结果发生。有些事情是用户行为， 如m o u s e u p 和k e y u p 。另外一些则由系统产生，如t i m e o u t 。 当d i r e c t o r 检测到一个事件发生之后，它产生一条事件消息。然后，它在电 影的l i n g o 脚本中查找处理该消息的代码。一个l i n g o 脚本由一个多个消息处 理程序组成。 d i r e c t o r 中有四种不同的脚本，分别是演员、演员表成员、帧和电影。处理 程序的脚本类型确定了它在什么时候处理消息脚本。 1 演员脚本 一个演员脚本链接到s c o r e 中的一个单元中。如果该单元为一个可见的演员 表成员所占据，则它将在用户在该单元上单击时接受一条消息，并且，如果该 演员表是一个可编辑的文本字段，则在用户输入字符到该字段中时，它也接收 一条消息。 2 演员表脚本 演员表成员脚本链接到演员表成员。如果它所占据的单元不具有演员表成 员，则用户在演员表上单击，或往其中进行输入时，它接收一条消息。若想在 s c o r e 中放置它的每一个地方都想让某些事情以相同的方式发生，则可以使用演 员表成员脚本。 3 帧脚本 当播放进入或退出它们所在帧时帧脚本接收消息。它们还接收任何没有被 演员或演员表成员脚本处理的消息。帧脚本最常见的用途就是让播放头在某一 帧或某些帧上循环。 4 电影脚本 电影脚本接收所有未被演员、演员表成员或帧脚本处理的消息。电影脚本 很适合处理默认的消息。如可以用电影脚本实现当用户在非热点区域上单击时 显示一条错误消息。 2 3 6 数据管理 d i r e c t o r 的变量定义包括局部变量和全局变量。局部变量只在声明它的处理 第7 页 国防科学技术人学研究生院学位沦文 程序的生命周期中存在，在其外部的处理程序中不可用，任意多个脚本都可以 使用相同的局部变量名称，这将产生几个完全独立的变量。全局变量存在于整 个d i r e c t o r 任务中，它可以被任何处理程序或电影读取或设置。 d i r e c t o r 支持大多数编程语言中可以找到的数据类型。其外，d i r e c t o r 还提 出了列表的概念。列表是包含其他变量的容器，相当于其他语言中的数组，但 它更为强大。列表中可以包含任何种类的l i n g o 变量类型及其组合，包括字符 串、常量、浮点数、整数、符号甚至其他列表。为了使用户能够简单的开发具 有列表的脚本程序，d i r e c t o r 提供了许多针对列表操作的函数，这些函数跟操作 数据库的函数有些类似。 d i r e c t o r 同时也提供了永久性数据，可以保存影片播放过程中某些状态，播 放结束时并不会消失，在下一次运行该应用程序时可以再一次使用。 2 4a u t h o r w a r e a u t h o r w a r e 是m a c r o m e d i a 公司推出的用于制作交互式教育、训练软件的多 媒体开发平台。a u t h o r w a r e 以图标为基础，并具有多层次开发应用能力，操作 便利，功能强大，是制作交互式多媒体软件的有力工具。 a u t h o r w a r e 的图标共十三种，用于显示文字、图形、图象，播放音频、视 频、动画以及交互功能。文本、图形、图象具有七十余种显示效果，支持f l c 、 f l i 、m o v 、a v i 、m m m 、d i r 、c e l 等多种二维、三维动画格式，可播放w a v 、 m i d i 、p c m 、a i f 等格式音频，支持影牒机等众多外部设备，提供热区、按钮、 下拉式菜单等十种交互方式。利用图标提供的功能，可轻松制作出普通的多媒 体应用系统。 a u t h o r w a r e 除图标外，提供了十三大类共一百五十余种函数、九大类五十 余个系统变量，用于扩充图标的功能和进行复杂的控制。 a u t h o r w a r e 利用动态库d l l 和用户自定义命令u c d 实现功能的对外扩充， 具有良好的开放性。a u t h o r w a r e 制作的应用系统最终可进行包装，形成e x e 文 件，并独立于a u t h o r w a r e 单独运行，为用户使用提供了便利。 2 4 1 媒体的控制方法 在a u t h o r w a r e 中，媒体的控制方法有多种，不同层次的开发人员往往采用 不同的控制方法。对于初级开发人员，可采用a u t h o r w a r e 提供的图标；对于中 级的开发人员，通常利用函数、变量，结合图标进行控制；高级开发人员需要 充分利用函数、变量，并采用动态链接库d l l 和用户命令u c d 进行深层次开 发。 1 图标 a u t h o r w a r e 提供了十三种图标，分别是： 夺显示图标：用于显示文字及图象； 第8 页 围防科学技术人学 卅究生院学位论文 夺运动图标：用于设定对象在给定的时间或给定的速度沿指定的路径运 动； 夺删除图标：用于删除文字、图象及动画等对象； 夺等待图标：用于暂停文件的运行，延迟或等待用户按键及击鼠标； 夺判断图标：用于构成顺序、随机、选择结构； 夺交互图标：用于提供十种交互方式： 夺计算图标：用于进行计算或函数调用： 夺组合图标：用于多个图标的组合，以形成多层次结构； 夺导航图标：与框架图标配合，用于设定超文本链接： 夺框架图标：与导航图标配合，用于设定超文本链接； 夺动画图标：用于播放f l c f l i 、m o v 、a v i 等格式的动画； 夺声音图标：用于播放声音及音乐； 夺视频图标：用于支持录像设备播放视频信号。 利用图标进行控制的特点是：使用简单，对于较小的多媒体应用程序，很 容易制作。 2 函数与变量 a u t h o r w a r e 除图标外，提供了十三大类共一百五十余种函数，包括计算、 字符串、时间、视频、图形、文件和用户自定义函数等类型：九大类五十余个 系统变量，分为交互、时间、判断、视频、图形、文件、通用及自定义变量等。 函数与变量用于扩充图标的功能和进行复杂的控制。以动画的演播为例，对于 m m m 、m o v 、a v i 格式动画与视频，直接利用动画图标播放可得到满意的效果。 对于n i 、f l c 格式动画，由于a u t h o r w a r e 将n i 、n c 文件的代码保存到a u t h o r w a r e 源程序中，因此，利用动画图标播放时，存在较大问题，尤其是当课件中的f l i 、 n c 格式动画较多或文件很大时，动画图标将无法满足要求。若利用一组动画播 放函数对f l i 、n c 进行控制，问题就可得以解决。 3 外部程序的调用 a u t h o r w a r e 具有良好的开放性，通过动态链接库d l l 或用户命令u c d 进 行功能的进一步扩充。为了使用d l l 和u c d ，首先利用b o r l a n d c + + 等语言进 行编程，形成d l l 和a u t h o r w a r e 的u c d 。加载d l l 和u c d 后，a u t h o r w a r e 就可直接调用。 另一种途径是，形成e x e 文件，a u t h o r w a r e 使用跳转类函数进行控制。 2 4 2 动态交互的实现 a u t h o r w a r e 提供了丰富的人机交互方式，一个交互可以包含按钮、点按 触摸区、点按物体、移动物体、下拉菜单、条件判断、文本交互、按键盘交互、 限定次数、限定时间共十种交互方式或其中的组合，在制作cai 课件时，为 第9 页 增加课件的趣i 睐性和界面的友好性，丌发者可组合选择以适用于不同的要求。 2 5t o o l b o o k 美国a s y m e t r i x 公司设计了运行于w i n d o w s 环境的多媒体编辑工具软件 t o o l b o o k 。该软件以描述性语言为主干，与多媒体的综合运用结合成为一个完 整的整体它把整个程序过程比喻为一本书的组合，每一屏幕画面就是书的一 页，每一页包含字段、画面、图形、按钮等各种对象，再利用其特有的o p e n s c r i p t 编程语言，对各种对象的动作及人机交互过程进行设计。其最大的优点是：开 发使用的适用性很强；初学者容易入门：对熟练者它又能提供足够的空间去施 展才能：所编课件对学习者给以充分人机交互机会，最大程度地调动学习积极 性。 2 6f l a s h f l a s h 是由m a c r o m e d i a 公司推出的制作网络交互动画的优秀工具。它支持 动画、声音以及交互，具有强大的多媒体编辑功能，并可直接生成主页代码。 它的前身是f u t u r e s p l a s h ，用于完善m a c r o m e d i a 的拳头产品d i r e c t o r 。但是由 于d i r e c t o r 并非针对互联网而设计的，因占用带宽过大而影响了其在互联网中 的传输和应用。针对目前网络传输速度的问题，f l a s h 通过使用矢量图形和流式 播放技术克服了这一缺点。基于矢量图形的f l a s h 动画尺寸可以随意调整缩放， 而不会影响图形文件的大小和质量，流式技术允许用户在动画文件全部下载完 之前播放已下载的部分，而在不知不觉中下载完剩余的动画；f l a s h 提供透明技 术和物体变形技术使创建复杂的动画更加容易，为w e b 动画设计者的丰富想像 提供了实现手段；交互设计让您随心所欲控地制动画，赋予用户更多的主动权； 优化的界面设计和强大的工具使f l a s h 更简单实用。同时，f l a s h 还具有导出独 立运行程序的能力，其优化下载的配置功能令人为之赞叹。可以说，f l a s h 为制 作适台网络传输的w 曲动画开辟了新的道路。值得一提的是，由于f l a s h 记录 的只是关键帧和控制动作，所生成的编辑文件f l a ) ，尤其是播放文件( + s w f ) 都 非常小巧，这些正是无数w e b 页设计者所孜孜以求的。 m a c r o m e d i a 公司随其软件附带了一个小工具a f t e r s h o c k ，这个工具能够 自动产生h t m l 文档，使用脚本来控制动画的播放，也就是说，您不用构建程 序便可以获得可直接使用的h t m l 页。f l a s h 格式已经作为开放标准发布，并 将获得第三方软件的支持。所以，更多用户的浏览器将支持f l a s h 动画，而f l a s h 动画必将获得更加广泛的应用。 f l a s h 在多媒体产品设计方面，将在网络动画设计及网页组织上显示出巨 大的生命力。 _ 其主要特点如下： 夺利用矢量图作为主要的表现手段，网页内的动画能随意放大或缩小而不 失真；动画变形效果过渡非常流畅，就像看电视一样的感觉；也可输入 点阵图，满足各类创作的需要。 第l o 页 夺 一个文件里面可以同时混合声音与图像，是一个真f 的多媒体文件。 2 7 小结 本章简要的回顾了多媒体发展的简史，从中我们可以看出多媒体制作平台 的开发研制是多媒体应用的一个重要领域。然后我们着重介绍了目前市场上流 行的几种多媒体制作软件的特点及支持技术，d i r e c t o r 提供了接近自然语言的脚 本语言l i n g o ，利用l i n g o 开发者能够将编程的强大功能融入到影片制作中，从 而大大提高了制作高质量影片的能力。这些软件大都提供了对象库管理的功能， 从而减少了用户开发课件的工作量。同时都对图形图像都进行了优化处理，使 得制作出的对象都显得十分精美。 对这些软件功能的分析为我们下一步的工作提供了参考，奠定了基础。 第l l 页 第3 章对象库的设计与实现 用户在编辑影片时，可能经常使用相同的影片对象，因此有必要增加专门 管理影片对象的功能，以方便用户开发课件。 一些比较优秀的制作软件一般都支持对象库管理，如o f f i c e 9 7 等。而多媒 体制作软件由于其媒体对象的多样性，比较难处理，因此很少对此支持。我们 在对多种媒体管理、文件结构等深入研究的基础上，对原n e t a n i m 平台上增加 了库管理子系统，使该系统更加完善。 对象库管理包括查看、加入、删除等功能。 3 1 文件结构 管理大量的影片及文件，必然涉及到将这些详细信息记录在哪里的问题。 这些信息包括每个记录的名称( 用户可以随意定义) 、该记录的具体位置( 对于 用户是屏蔽的) 、记录缩图的大小等等。我们将这些信息项保存在外部文件中。 文件是记录的汇集，每个记录由一个或多个数据项组成，其值能唯一标识 该记录的数据项或数据项的组合称为关键码。因而一个文件可看作由多个记录 组成的数据结构，把构成该文件的各记录看作结点，当一个文件的各个记录按 照某种次序排列起来时，各记录之间就形成了一种线性关系。因此，可以说文 件在逻辑上是一种线性结构。 3 1 1 文件的存储结构 根据需要，文件的存储结构有不同的实现方法，我们将其分为顺序结构、计 算寻址结构和带索引的结构。下面分别予以介绍。 1 ) 顺序结构顺序文件 顺序文件中的记录按存入文件的时间先后次序顺序存放。当记录的物理存 放顺序与它们的关键码一致时，则物理顺序和逻辑顺序是一致的。顺序文件适 合顺序存放。 2 ) 计算寻址结构散列文件 散列文件中的记录，在存放时，是根据它的关键码值经过散列函数计算来 确定其地址的。散列函数把一个记录的关键码值经过计算转化成该记录所对应 的地址。散列文件适合随机存取。 一般来说，用来存放记录的地址的总数比所有可能出现的关键码的总数要 少得多，因此散列函数不是一对一的关系，即不同的关键码值经散列函数的转 换后可能会得到相同的地址，产生碰撞现象。 第1 2 页 国防科学技术火0 研究生院学位论文 3 ) 带索引的结构一一带索引文件 带索引文件带有一个索引表，索引表中的每个项内容包括一个关键码值和 对应于该关键码值的相应地址。一般来说，索引表本身是按关键码值的大小顺 序排列的，而带索引文件本身内容的物理顺序与其逻辑可以是一致的，也可以 是不一致的，前者称为索引顺序文件。 如果文件中每个记录对应一个索引项 果不是每个记录都对应一个索引项，例如 那么我们称这样的索引为稀疏索引。 我们称这样的索引为密集索引，如 让文件中每个页块对应一个索引项， 在实际应用中，不仅需要按关键码值查找记录并进而找到记录中其他数据 项值，而且常常需要按记录中其他数据项( 属性) 值来查找记录。这样就需要 对某属性按属性值建立索引，这种索引表中的某项内容包括一个属性值和具有 该属性值的各记录的地址。由于这种索引不是由记录来确定属性值，而是由属 性值来确定记录位置，因而称为倒排索引。 带索引文件是以索引表的物理顺序来体现文件的逻辑次序的，即索引表的 物理顺序实现了文件的线性结构。当索引表十分庞大时，通常还需要建立索引 的索引，形成多级索引，这样索引本身己不是表结构，而是一种树结构了。 带索引文件可用于随机存取，索引顺序文件既适用于随机存取又适合于顺 序存取。 3 1 2 文件操作 文件上的操作包括：检索、修改、插入、删除和排序。下面我们按对不同 类型的文件分开论述。 1 顺序文件 1 ) 分块插值检索 分块插值检索其实就是应用二分法查找，这里不再赘述，详见文献 3 7 1 。 2 ) 建立附加文件的插入方法 在一个大型顺序文件中进行插入是需要付出较大代价的，因为不但需要在 文件中找到插入的位置，而且为了保持记录的顺序，在插入时往往需要移动大 量的记录，而采用建立附加文件的方法可以减少插入所需要的代价。 我们把所考虑的大型顺序文件称为主文件，对主文件的插入不直接在主文 件上进行，而另建立一个较小的文件，把对主文件插入的记录登记在该较小的 文件上，我们称这个较小的文件为插入附加文件。般来说，此附加文件也是 顺序的，当附加文件变得足够大时，可以进行一次总的处理，把附加文件和总 文件进行合并，形成新的主文件。此时空了的附加文件又可再用于积累此后新 的插入。 第1 3 页 国防科学技术人学研究生院学能论文 设主文件的记录个数为n ，附加文件的记录个数为m ，则向主文件插入一个 记录平均所需的移动记录个数为： “：旦旦+ l 4m + l 当m ：2 i 一1 时，“：石为极小值。 2 散列文件 我们以一个典型的散列文件设计模型按桶散列方法讨论文件的操作。 按桶散列方法的基本思想是把一个文件的记录分为许多存储桶，每个存储 桶包含一个或多个页块，一个存储桶内的各页块用指针连接起来，每个页块包 含若干记录。散列函数h 把关键码值k 转换为存储桶号，即h ( k ) 表示具有 关键码值k 的记录所在的存储桶号。 1 ) 查找 给定一个值k ，要查找关键码值等于k 的记录。我们先计算h ( k ) ，得到存 储桶号i ，然后查看存储桶目录表以找到i 号存储桶的第一个页块地址，把该第 一个页块调入主存，然后在这页块中顺序扫描每一个记录，检查有无关键码值 等于k 的记录，若找到了就结束查找，若找不到就在该页块的头上找到链指针， 从而找出i 号存储桶的下一个页块地址，把下一个页块调入主存，以同样的方 式查找。依此类推一直找出关键码值等于k 的记录或断定不存在关键码值等于 k 的记录( 即找完桶中所有页块) 为止。 2 ) 修改 假定我们要修改关键码值为k 的记录的一个或多个字段，若要修改的字段 中有一些是关键码的一部分，则这样的修改相当于删除加插入。因为在散列文 件中，关键码值的变化可能改变记录的地址，修改后的记录可能与原记录位于 不同的存储桶内，因而我们必须先删除原记录，再插入修改后的记录。如果修 改的字段不涉及关键码字段，则首先查找这个记录，若找