CHNG TRèNH KC 01 TI M S KC 01-14 & TI THUC CHNG TRèNH KHCN CP NH NC KC 01 M S KC 01.14 NGHIấN CU PHT TRI N NG DNG CễNG NGH A PHNG TIN Ch nhim ti: PGS.TS Nguyn Cỏt H BO CO NHNH: QUY TRèNH XY DNG PHN MM Mễ PHNG TH NGHIM O A PHNG TIN Ch tr ỡ: PGS TS Nguyn ỡnh Húa 6352-9 20/4/2007 H NI, 4/2005 Đề tài kc 01-14 Viện Công nghệ Thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội Tài liệu: Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện Ngời viết: Lê Việt Hà Hà nội, 4-2005 Mục lục Mở đầu Mục đích Đối tợng sử dụng Sản phẩm đa phơng tiện hỗ trợ dạy học máy tính cá nhân Quy trình chung xây dựng sản phẩm đa phơng tiện 5.1 Pha chuẩn bị sản xuất 5.1.1 Đề xuất sản phẩm thực 10 5.1.2 Thiết kế khung sản phẩm 11 5.1.3 Thu thập, tìm kiếm liệu 12 5.1.4 Yêu cầu tài nguyên 14 5.2 Pha sản xuất 15 5.3 Pha sau sản xuất 17 Kiến trúc cho sản phẩm đa phơng tiện 18 6.1 Nguyên tắc chung xây dựng sản phẩm đa phơng tiện 18 6.2 Nguyên tắc xây dựng nội dung sản phẩm đa phơng tiện 19 6.3 Thiết kế giao diện tơng tác ngời dùng máy tính 24 Đánh giá trạng lựa chọn kỹ thuật 25 Lập kế hoạch 29 Nội dung thực 30 9.1 Cấu trúc sản phẩm 30 9.2 Viết kịch 30 9.3 Cài đặt phần mềm Error! Bookmark not defined 9.4 Yêu cầu phần cứng Error! Bookmark not defined 9.5 Xây dựng kho liệu đồ họa Error! Bookmark not defined 9.5.1 Xây dựng liệu văn Error! Bookmark not defined 9.5.2 Xây dựng liệu ảnh Error! Bookmark not defined 9.5.3 Xây dựng liệu hoạt hình Error! Bookmark not defined 9.5.4 Xây dựng liệu âm Error! Bookmark not defined 9.5.5 Xây dựng liệu video Error! Bookmark not defined 9.6 Tích hợp liệu Error! Bookmark not defined 9.7 Kiểm tra Error! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined 10 Kết luận 11 Phụ lục - Xây dựng phần mềm Hiện tợng khúc xạ ánh sángError! not defined Bookmark 11.1 Kế hoạch xây dựng phần mềm Error! Bookmark not defined 11.2 Nội dung thực Error! Bookmark not defined 11.2.1 Thống kịch Error! Bookmark not defined 11.2.2 Cài đặt phần mềm Error! Bookmark not defined 11.2.3 Yêu cầu phần cứng Error! Bookmark not defined 11.2.4 defined Xây dựng quản lý kho liệu đồ họa bảnError! Bookmark not 11.2.5 Lập trình Error! Bookmark not defined 11.2.6 Tích hợp liệu Error! Bookmark not defined 11.2.7 Chơng trình Error! Bookmark not defined 11.2.8 Kiểm tra Error! Bookmark not defined 11.2.9 In lên CD-ROM Error! Bookmark not defined 11.3 Kết Error! Bookmark not defined Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện Mở đầu Thông tin khoa học kĩ thuật đóng vai trò vô quan trọng trình dạy học Tin học tơng tác với giáo dục thỏa mãn nhu cầu giúp cho nhiều ngời nắm bắt đợc tri thức phản ánh thành tựu văn minh, tạo nên sở giáo dục dới hình thức Sẽ không hiểu lĩnh vực giáo dục cách cặn kẽ nh không tính đến mối liên quan tin học Ngợc lại tổng thể vấn đề xã hội nhân văn, tin học nghiên cứu khía cạnh đặc biệt liên quan đến phát triển lĩnh vực giáo dục, đến tình hình thời xu hớng Trong lĩnh vực giáo dục nh lĩnh vực quan trọng khác đời sống xã hội, tin học phơng tiện máy tính ngày đóng vai trò to lớn Trong xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện cần quan tâm đến khái niệm hệ thống đa phơng tiện số Thông tin đợc truyền đạt hệ thống truyền đa phơng tiện, gọi tắt thông tin đa phơng dạng sau: - Văn (text) - Đồ hoạ (graphic) - Hoạt hình (animation) - Hình ảnh (image) - Đoạn phim (Video) - Âm (Audio) Thuật ngữ Media đợc hiểu hiển thị, lu trữ truyền liệu Nó dùng để thực thể nh audio, video, điện thoại, tạp chí - chúng thực thể không mang thông tin đơn mà hệ thống tơng đối phức tạp, có cấu, có đối tợng cụ thể Dạng khác Media đợc nói đến tranh, tác phẩm điêu khắc đối tợng khác mà có khả mô tả truyền đạt thông tin Loại truyền thông trực tiếp, từ miệng ngời đến tai ngời kia, không sử dụng thành phần (media) trung gian Không khí truyền chấn động âm media mà mang tính chất vật lý thông thờng làm công việc tải thông tin Media đợc phân thành nhóm lớn, là: Sự biểu : trình bày thông tin dới dạng hiểu đợc Chúng bao gồm kí tự, từ ngữ, hình ảnh, bảng biểu, ma trận, lu đồ đối tợng có tính chất tơng tự Truyền thông: đợc hiểu truyền thông tin từ nguồn xa hầu nh thời gian trễ Nhóm bao gồm thiết bị truyền thông nh đờng điện thoại, đài, tivi, thiết bị lu giữ thông tin nh tạp chí, băng từ, đĩa từ, v.v Tuy nhiên hầu hết trờng hợp biểu truyền tách rời Thông tin mô tả thông tin đợc truyền đến ngời nhận thiết bị truyền tin Đa phơng tiện kĩ thuật mô sử dụng đồng thời nhiều dạng phơng tiện chuyển hóa thông tin tác phẩm từ kĩ thuật Nói cách khác đa phơng tiện phối hợp văn bản, hình ảnh, âm thanh; có nghĩa truyền thông đồng nhiều dạng liệu cho phép ngời tham gia truyền thông tơng tác với chúng Liên quan đến định nghĩa đa phơng tiện cần lu ý khía cạnh sau: - Thông tin cần phải đợc số hoá: điểm quan trọng nhất, kiểu thông tin mà nhận vào nh văn bản, âm thanh, hình ảnh thờng tồn dới dạng tín hiệu tơng tự Để sử dụng thông tin tơng tự máy tính phải chuyển đổi dạng tín hiệu số - Sử dụng mạng máy tính: thiết bị đầu cuối đa phơng tiện đợc sử dụng nhà văn phòng tổ chức xã hội phải đợc kết nối với mạng để trao đổi thông tin với Đó yếu tố cần thiết để phát triển xã hội đa phơng tiện - Sử dụng phần mềm có tơng tác: phần mềm sáng tác sản phẩm đa phơng tiện phải phối hợp, tơng tác với phần mềm khác Do liệu sử dụng phong phú Đồng thời kết hợp đợc với ngôn ngữ lập trình bậc cao để đa sản phẩm u việt - Phải thiết kế giao diện ngời-máy: thực xã hội thông tin không xuất trừ ngời tác động tới thông tin thao tác đơn giản Chẳng hạn, ngời sử dụng tác động đến chơng trình cách dễ dàng thông qua bàn phím, chuột Để đạt đợc điều này, công nghệ cần phải tạo cho khả tác động tới thiết bị đầu cuối Trong định nghĩa đa phơng tiện nói đến việc sử dụng đồng thời dạng liệu muốn nói đến yếu tố thời gian Có nghĩa thời điểm liệu đợc đợc khai thác sử dụng Chính điều khiến ngời ta phải nói tới khái niệm đồng Khái niệm động khái niệm quan trọng, có tính cốt lõi đa phơng tiện Đồng đặt thay đổi hay biến đổi đối tợng (còn gọi kiện) theo trật tự thời gian cho thời điểm, kiện có trật tự thời gian đợc xuất Khi nói đến giáo dục ngời ta nghĩ đến truyền đạt tri thức, cha đủ, tri thức cần phải chuyển thành động lực thúc đẩy ngời hành động, hình thành nên loạt hành vi diễn điều kiện Thiết kế phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện đợc nhiều sở nớc giới thực Mặc dù triển vọng khả ứng dụng lớn nhng cha hoàn toàn hấp dẫn đợc ngời sử dụng nh mong muốn Vì việc tìm cách nâng hấp dẫn, mức độ thuận tiện nh u tơng tác ngời máy thách thức kỹ thuật tạo phần mềm loại Tăng cờng việc tích hợp tối đa khả kỹ thuật Multimedia phần mềm ý tởng đợc nhiều phòng thí nghiệp hớng tới Trong phần trình bày quy trình xây dựng sản phẩm đa phơng tiện áp dụng vào việc xây dựng thí nghiệm ảo phục vụ giảng dạy giáo viên phổ thông Trong chi tiết quy trình tích hợp phơng tiện nghe nhìn kỹ thuật số với kỹ thuật mô máy tính, kỹ thuật văn bản, kỹ thuật tơng tácđể tạo nên phần mềm dạy học phổ biến kiến thức Các giải pháp đợc dùng giáo dục đợc định hớng phát triển cho thật đơn giản ứng dụng đợc cho việc phổ cập tri thức tới học sinh Mục đích Việc xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện có tính tơng tác cao nhằm phục vụ việc dạy học với tính s phạm phù hợp Ngoài có tiến hành xây dựng kho liệu yếu tố đồ họa số hoá (tĩnh video) phục vụ cho việc phát triển thí nghiệm mô sau Phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện có tiêu yêu cầu kỹ thuật cần đạt tới nh sau: a Chức năng: - Chức hoạt động - Quản trị thí nghiệm ảo - Thực thí nghiệm ảo giảng dạy, thực hành làm tập thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật: - Bảo đảm tính pháp lý s phạm - Tính chân thật, đắn, gần thực - Có tính tơng tác cao phù hợp với yêu cầu giáo viên học sinh thực hành - Tính mỹ thuật b Giao diện - Thân thiện, dễ sử dụng - Tơng tác thông qua menu - Làm bật tính trực quan, tính đa dạng thể nội dung c An toàn bảo mật - Sản phẩm phần mềm đợc mã hoá dới dạng mã máy - Có biện pháp chứng thực quyền - Có chế bảo vệ CSDL d Tính chuẩn hoá - Các liệu Multimedia (video, hình ảnh ) đợc chuyển thành dạng chuẩn quốc tế chuẩn công nghiệp - Chuẩn hoá thiết kế giao diện với ngời dùng - Thống sử dụng công cụ MySQL mã nguồn mở e Tính mở, tính khả chuyển - Thiết kế chơng trình có tính module - Bảo đảm tính khái quát cho lớp thí nghiệm tơng tự - MySQL mã nguồn mở f Môi trờng công cụ cài đặt - g Chơng trình đợc cài đặt hệ điều hành phổ dụng Windows NT, Windows 9X 2000 Tài liệu kỹ thuật kèm - Tài liệu mô tả nội dung - Tài liệu hớng dẫn sử dụng Đối tợng sử dụng Sản phẩm đợc xây dựng chủ yếu nhằm phục vụ hỗ trợ giáo dục đào tạo bậc phổ thông Đối tợng sử dụng phần mềm giáo viên học sinh Họ ngời trực tiếp tham gia thí nghiệm, tơng tác với đối tợng tợng Sản phẩm đa phơng tiện hỗ trợ dạy học máy tính cá nhân Sản phẩm công nghệ đa phơng tiện xâm nhập ngày sâu rộng vào lĩnh vực đời sống xã hội Có thể nói sản phẩm công nghệ có mặt khắp nơi, từ công sở đến gia đình Nó xuất nhiều lĩnh vực từ giáo dục, y tế, vui chơi giải trí đến nghiên cứu khoa học Mô thí nghiệm đa phơng tiện tăng cờng khả quan sát nhận thức ngời học Khi làm việc kiểu tơng tác, ngời học thờng xuyên đọc văn hình để chuyển dịch từ giai đoạn sang giai đoạn khác, đồng thời thờng xuyên đa can thiệp văn vào máy Nhờ mà cách học tơng tác, đào tạo đa phơng tiện ngày phổ biến Việc thiết kế sử dụng xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện có thể: Xây dựng thí nghiệm ảo theo kiểu lắp ráp khối có sẵn Chất lợng tiếp thu thí nghiệm cao có nhiều hình ảnh minh hoạ mà phơng pháp giảng dạy truyền thống có Ngời học học học lại thí nghiệm cha hiểu lớt qua thí nghiệm mà họ cho dễ không thiết phải ngồi học nh giảng giáo viên Tìm kiếm thông tin cách nhanh chóng nhờ mối liên kết thí nghiệm Ngời học học vào thời điểm tuỳ thích không bị phụ thuộc vào thời khoá biểu định sẵn Mỗi thực hành thí nghiệm kết thúc nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào khả ngời dùng không bị hạn chế nh học trờng Quy trình chung xây dựng sản phẩm đa phơng tiện Mục đích việc tạo sản phẩm đa phơng tiện máy tính tạo giao tiếp với văn Sự chuyển động, hình ảnh, âm thanh, âm nhạc ngời dùng lựa chọn cách độc lập, riêng biệt thông quan loại liệu Cách trình bày hầu hết thể đợc đặc trng, vẻ đẹp độc đáo vấn đề Nếu chất lợng không đợc hữu rõ ràng, khó nhận đợc thông điệp đợc truyền tải Sáng tác sản phẩm đa phơng tiện công việc lý thú đòi hỏi nhiều chuyên môn phối hợp Quá trình sáng tác bao gồm bớc chính: chuẩn bị sản xuất, sản xuất, sau sản xuất Ba phần bao gồm toàn phần trình tạo sản phẩm, phần có u quản lý khác Để trở thành công cụ quản lý, phần quy trình tạo sản phẩm cần tạo khung phản chiếu sản phẩm đợc thảo luận/đánh giá trớc sau hoàn thành Tuy nhiên chúng đợc biến đổi sản phẩm đội phát triển cho phù hợp, mô tả dới luôn tuyệt đối Các qúa trình tạo sản phẩm cần thực liên tục Trớc dãy thiết kế công việc đợc thực hiện, ngời có liên quan trình xây dựng sản phẩm cần hiểu rõ vấn đề đợc làm nh phải làm nh Hiểu nhầm không đồng ý trình thực dự án làm chậm tiến trình 5.1 Pha chuẩn bị sản xuất Đây pha quy trình sản xuất sản phẩm đa phơng tiện Trong bớc ta phải xác định đợc phạm trù công việc đối tợng sử dụng sản phẩm Xác định phạm trù công việc tức chọn tên sản phẩm Tuỳ theo tính chất mà sản phẩm mang tên với ý nghĩa: tên sản phẩm, tên mang thông tin, tên sáng tác tên giáo dục Sau dựa theo tên sản phẩm mà ta xác định nội dung Việc cuối pha chuẩn bị sản xuất xây dựng nhóm thực Trong nhóm thực trớc hết phải có chủ nhiệm đạo diễn, thành phần lại nhóm ngời ngời cũ từ nhóm khác - Chọn tên: Tên mang thông tin Tên giải trí Tên sáng tác - Tên sản phẩm Tên giáo dục Xác định ngời dùng: định thành công gợi ý sáng tác cho sản phẩm phát triển Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện "You can set the amount of time to wait between characters, and play a sound for each letter." & RETURN & RETURN & \ "PARAMETERS:" & RETURN & \ " - Autotype when sprite appears" & RETURN & \ " - Time between characters" & RETURN & \ " - Sound to play when character appears" & RETURN & \ " - Sound channel to use" & RETURN & RETURN & \ "PERMITTED TYPES:" & RETURN & \ " - Text or Fields" end getBehaviorDescription on getBehaviorTooltip me return \ "Types text onto screen into 'visible' or 'invisible' text field " & \ "An accompanying sound can be assigned to play as text appears." end getBehaviorTooltip PROPERTIES -property pSprite sprite object reference property pMember member object reference property pText text to type into field or text cast member property pChars length of text property pIndex number of character being displayed property pStartTime last time character was displayed author-defined properties property pActive autostart property for behavior property pPeriodBase number of seconds between characters property pPeriod pPeriodBase converted to milliseconds property pSoundChannel also used as flag to determine if sound is played property pSound sound to play for character typing EVENT HANDLERS -on beginSprite me mInitialize me end beginSprite on endSprite me pMember.text = pText end on prepareFrame me mType me end prepareFrame CUSTOM HANDLERS -on mInitialize me called by beginSprite determine sprite reference pSprite = sprite (me.spriteNum) determine cast member reference pMember = pSprite.member Trang 134 Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện set framing for text or field member to #fixed so it doesn't change size pMember.boxType = #fixed extract text from text or field cast member pText = pMember.text find number of characters to display pChars = pText.length show alert if field or text member is empty if pChars < then vError = mErrorAlert (me, #noText) end if put space in field or text member to preserve formatting pMember.text = " " index keeps track of which character is currently being displayed pIndex = convert seconds set by user into milliseconds for behavior pPeriod = integer (pPeriodBase * 1000) timer for counting periods between characters, set for immediate disply of first character pStartTime = the milliseconds - pPeriod check to see if a valid sound cast member is available only check if a sound channel is selected if pSoundChannel then flag to determine if error is detected vError = FALSE sound channel selected, no sound selected if pSound = #none then vError = TRUE else sound channel selected member chosen is not sound if member (pSound).type #sound then vError = TRUE end if end if sound error detected if vError then set sound channel to pSoundChannel = display no sound error vError = mErrorAlert (me, #noSound) end if end if end mInitialize on mType me called from prepareFrame handler only evaluated if behavior is active if pActive then if index value is larger than the number of characters, all characters should have been shown if pIndex >= pChars then behavior should no longer be active pActive = FALSE else get current millisecond value Trang 135 Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện vMillis = the milliseconds determine if enough time has elapsed since last character was shown if (vMillis - pStartTime) > pPeriod then increment index value pIndex = pIndex + if pIndex = then because a space is used in the field or text member to preserve formatting, the first character needs to replace the space pMember.text = pText.char[1] else otherwise each character in the text is concatenated with the text or field member pMember.text = pMember.text & pText.char[pIndex] end if check for sound flag, if no channel is chosen, nothing happens if pSoundChannel then kill sound in channel puppetsound pSoundChannel, play sound in specified sound channel puppetSound pSoundChannel, pSound end if update timer value pStartTime = the milliseconds end if end if end if end mType on mErrorAlert me, vError, vData based on James Newton's error checking procedure determine name of behavior vBehaviorname = string (me) delete word of vBehaviorName delete the last word of vBehaviorName delete the last word of vBehaviorName convert supporting data case vData.ilk of #void: vData = "" #symbol: vData = "#" & vData end case case vError of deal with individual error types #noText: alert "CANCEL: Sprite MUST contain formatted text to display correctly" #noSound: alert "CANCEL: Sound channel should be set to if no sound is selected" end case end mErrorAlert PUBLIC METHODS -Example: Trang 136 Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện -on exitFrame sendSprite(whichSprite, #mActive) end -replace "whichSprite" with the number of the sprite you wish to start typing on mActive me set pActive = TRUE end mActive AUTHOR-DEFINED PARAMETERS -on isOKToAttach (me, aSpriteType, aSpriteNum) case aSpriteType of #graphic: return getPos([#field, #text], \ sprite(aSpriteNum).member.type) #script: return FALSE end case end isOKToAttach on getPropertyDescriptionList me vPDList = [:] setaProp vPDList, #pActive, \ [#comment: "Autostart (alternative is wait for mActive message)", \ #format: #boolean, #default: TRUE] setaProp vPDList, #pPeriodBase, \ [#comment: "Time to wait between typed characters (seconds)", \ #format: #float, #default: 0.250, #range: [#min: 0.001, #max: 2.000]] setaProp vPDList, #pSound, \ [#comment: "Sound for typed characters", #format: #sound, #default: #none] setaProp vPDList, #pSoundChannel, \ [#comment: "Channel for sound (0 for no sound)", \ #format: #integer, #default: 0, #range: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]] return vPDList end getPropertyDescriptionList xhchau: điều khiển đối tợng chậu nớc global n2,i,r on mouseup me if ( sprite(17).visible=true) then sprite(17).visible=false n2=1 else sprite(17).visible= true if sprite(12).visible=true then sprite(18).visible=true n2=4/(3).float end if Trang 137 Quy trình xây dựng phần mềm mô thí nghiệm ảo đa phơng tiện if n2=4/(3).float then if i0 then sinr=sin(i*PI/180)*3/4 cosr=sqrt(1-sinr*sinr).float r=(atan(sinr/cosr)*180/PI ).integer else r=0 end if else r=i end if sprite(13).rotation=90-r end xhden: điều khiển đối tợng nguồn sáng on mouseup me if sprite(15).visible=false then sprite(15).visible=true sprite(16).visible= true if sprite(12).visible= true then sprite(12).visible= false sprite(13).visible= false end if else repeat with j=11 to 16 sprite(j).visible=false end repeat end if end do: điều khiển thớc đo độ global i2, r2 on exitframe me i2=i2.integer r2=r2.integer if (sprite(me.spritenum).loc=sprite(12).loc) and (abs(sprite(me.spritenum).rotation>270) and (abs(sprite(me.spritenum).rotation) mod 360