Flash设计开发零能耗家居水循环仿真系统*

孟春梅，陈 捷

(泰州师范高等专科学校数理信息学院，江苏 泰州 225300)

Flash是一种动画创作与应用程序开发于一身的创作软件，它融动画、声音、位图等内容于一起，功能强大，具有丰富的动画表现力及很强的交互性［1］，而且flash所制程序占用硬盘空间少，广泛应用在flash课件、MTV、网络小游戏、广告片头、交互设计等领域［2］.使用flash设计开发该系统，更为直观形象地仿真实验运行过程，同时也降低了实验成本，弥补了实验设备不足的问题.

1 家居日常生活用水的使用现状

人们日常的生活用水80%用于冲洗，例如洗衣服、洗澡和马桶冲水，而大多数使用都发生在卫生间里.那一个小小的卫生间，究竟能够造成多少的能源消耗?假如一个人用的洗澡水40L(1～2天)，洗衣服用水60L(3～6天)，做饭洗菜用水10L，早上洗脸用水3～4L.那么以一个三口之家为例一天产生废水量大约在175～235L.生活用水在使用过程中混进了各种杂质而受到污染，往往是直接废弃外排.如今水资源越来越少，怎样将这些生活污水合理的利用就成了我们需要去关注研究的难题.如果能解决这一问题，每个家庭则可节约一半的生活用水，同时还能节约电力资源.

2 仿真零能耗家居水循环系统的总体设计

2.1 零能耗家居水循环系统的开发思路

仿真设计首先要明确动画设计主要是对现实具体实验过程及现象的模拟.制作过程中要保证我们的仿真设计和实际的实验操作具有同样明确的实验目标、实验过程、注意事项;应对实际的实验环境和实验设备进行合理逼真地模拟布置;同时，需要利用flash的交互功能实现现实实验各项具体操作的演示，并能让学生通过操作模拟系统完成虚拟的实验过程，从而实现形象、直观、逼真的仿真实验环境设计.

2.2 零能耗家居水循环系统的功能框架设计

本零能耗家居水循环系统的设计原理是:适当将淋浴间提高，在下水孔连通管道并接到蓄水池，在蓄水池中放入明矾吸附细微颗粒，在管道中放入活性炭以及细沙所做成的纱布包用以净化过滤水中颗粒物以及杂质，防止其冲马桶时滋生细菌，在马桶后座加一个小型水泵，用于将蓄水池中水抽出，循环使用.同时洗脸池也使用红外水龙头，节水节能.在设计上将洗脸池的出水管道连接至蓄水池，利用重力势能将其引入，在蓄水池后面开一个出口以便储水箱水满时，多余的水可以顺利排出.

同时，在储水箱出水口以及通入马桶水箱和蓄水池的管道中安装一个超滑低阻力材料覆盖的轻质塑胶扇轮，当水经过时，会冲击扇轮的叶片转动，从而带动发电机产生电流并将电能存储于蓄电池中供给马桶水泵、卫生间照明及红外感应使用.

在仿真系统设计中，我们将系统设计分成两部分，一部分主要是通过动画展示水循环系统中水的流动过程;另一部分主要是展示水流冲击扇轮的叶片转动带动发电机产生电流并将电能存储于蓄电池的过程.

3 零能耗家居水循环系统的开发步骤

首先，进行实验基本素材准备，拍摄及绘制现实实验设备及相关图片，理清实验中各个实验设备之间的动作顺序及逻辑关系.

其次，完成试验环境的虚拟配置，绘制好各个实验设备及实验元素，形成元件库;

最后，根据实验原理，完成相关动画的制作，实现水循环系统运行的仿真模拟.

4 家居零能耗水循环系统的实现

按家居水循环利用的原理要求，设计的仿真系统的界面如图1、图2所示.本文主要以蓄水池和马桶之间的水循环系统为例来仔细说明家居零能耗水循环系统实验的仿真制作过程.

图1 家居水循环仿真系统界面图1

4.1 图形元件、影片剪辑元件制作

Flash中有3种元件类型，分别为:影片剪辑、按钮、图形［3］.其中图形元件为静态元件.从上图可以看出，在家居水循环系统中，马桶、导管、蓄水池、淋浴间等都是静态的图形元件，而导管中的水流、蓄水池中的水面等需要制作成动态的硬片剪辑元件.

4.2 组装元件，设计动画，仿真设计水循环系统

首先根据系统设计草图理清水循环系统的结构，将Flash元件库中的元件拖放至Flash场景中，将各个元器件连接起来就可以得到一幅静态的卫生间水循环连通图，适当的调整文件的大小和背景颜色以适应实验界面需求.完成静态的水循环连通图后，根据水循环流动的过程顺序及元件间的逻辑关系，进行元件的动画设计制作.制作过程中，最好将每个设备(尤其是动画对象)放置在独立的图层中，这样有利于避免动画的互补干扰.

4.2.1 管道中的水流运动

下水道中的水流效果主要是通过制作遮罩动画来实现，绘制好垂直和水平方向的水流，放置在两个图层中，然后分别为两层添加遮罩层，制作形状补间动画完成遮罩效果.

图3 水流从下水管道流向蓄水池

4.2.2 蓄水池中的连通效果

蓄水池分为两部分:洁水箱和储水箱，两箱之间设有过水口连通.通过运动补间动画控制“水流”影片剪辑元件实例制作出洁水箱中的水位逐步升高的动画效果.

(1)在场景中绘制一个浅灰色矩形，模拟流入蓄水池的污水，将矩形拖入元件库面板，转换为影片剪辑原件，命名为“污水”，设置影片剪辑的注册中心为左下角.

(2)新建图层，命名为“洁水箱水位”，在时间轴上第60帧插入关键帧，将“污水”影片剪辑从元件库中拖入场景中，调整元件实例的大小和位置.在第70帧上插入关键帧，使用任意变形工具拖放“污水”元件实例的高度到达过水口位置，制作运动补间动画.同样的方法，在70帧到80帧之间制作储水箱内水位变化.通过两段补间动画，我们模拟出当洁水箱中的水位升高到过水口时，水流从过水口流入储水箱，使得储水箱中的水流也升高的连通器效果.

当水流逐步升高，如何控制蓄水池中的水位，何时溢出，也是一个比较难解决的问题.此处我们通过编写程序代码来实现.首先需要运用到影片剪辑元件的嵌套使用知识.

(1)新建一个影片剪辑，命名为“水位控制”，在其中内置“污水”影片剪辑，注意调整“污水”影片剪辑的注册中心在矩形的左下方［4］，将“污水”影片剪辑元件实例命名为“shui”;

(2)在“水位控制”影片剪辑的子时间轴第一帧上添加actionscript程序代码，再在第二帧上插入普通帧.

图4 蓄水池中量水箱间的连通效果

具体代码如下:

(3)新建图层“溢出”，在第81帧插入关键帧，将“水位控制”影片剪辑元件拖放到场景中，调整大小与蓄水池等宽，此处注意“溢出”层应放在“蓄水池”图层的下层.效果如图5所示.

图5 蓄水池水流溢出

(4)扇轮转动发电

当水流经过导管进入马桶水箱时，水流冲击扇片，带动扇轮转动发电.此处，首先我们绘制三个扇片，并将它们转换成“扇轮”影片剪辑元件，在影片剪辑中，使用“扇轮”制作一段顺时针旋转的运动补间动画.

5 总结

本文提出了利用Flash软件模拟零能耗家居水循环仿真系统的设计.利用Flash的补间动画、遮罩动画和actionscript脚本语言实现了实验的微观化和实境化，避免了实验在时间和空间上的限制.且flash软件制作的仿真系统操作简单，可以随时添加、修改，学生使用方便.本系统中对于发电机以及电能的收集和传输部分，还需要进一步修改和完善.如果在现有的开发环境中，我们能够做好各个环节的细节处理和封装，将具有一定的应用价值.

［1］孙晓波，王荣浩，张鹏举.基于Flash的远程工业监控系统设计［J］.电子设计工程，2012，(9):64 －69.

［2］成乐，周祖荣.ActionScript在游戏制作中的应用［J］.科技信息，2012，(12):238.

［3］导向科技.Flash cs3动画制作［M］.北京:人民邮电出版社，2010.

［4］苏仰娜.基于Flash的汽车模拟驾驶教学系统［J］.河南大学学报(自然科学版)，2010，(3):307 －310.