用delphi制作多媒体数学cai软件的方法

0　引　言
　　数学教学具有严密、抽象、逻辑性强的特点。传统教学媒体和手段难于表现抽象的数学概念和复杂的数量、图形变化关系。而多媒体技术是集文字、图形、图像、语音、动画等数据为一体的综合信息处理技术，因而多媒体教学软件具有直观、动态、交互性强的特点，能体现数学“数形结合”的教学思想，为学生提供一个理想的学习环境。设计教学软件，应从教育学、心理学角度出发，围绕课题的教学重点、难点，把抽象概念、内容转化成直观的多媒体信息，而不能搞成“课本搬家”，这样才能引导学生的认知从感知到理解，再上升到抽象。因此，制作数学cai软件应以“多媒体、动态显示、交互作用”等手段，通过“模拟、练习”等各种形式使抽象内容具体化，静态图形动态化，引导学生用抽象思维、动态观点揭示问题本质，提高教学质量和学习效果。
　　delphi是由borland公司开发的优秀的windows开发工具。它既具有vc的强大功能，又有优于vb的可视化快速开发环境，能满足制作cai软件的所有要求，是制作cai软件的理想工具。　　1　多媒体控制
1.1　图像显示
　　图形组件的出现是对传统方法的巨大改进。通过使用图形按钮、网格等组件，可容易地改进应用程序的用户界面，同时可向应用程序添加强大的功能。 delphi的tgraphic及其派生类封装通用的windows图像，诸如位图、图标、图元文件等。image、imagelist、dbimage等组件有picture属性。picture的类型为tpicture，它是任何类型图像对象的容器。
　　图像显示有两种方式：
　　(1)设计时装入。添加image组件，用鼠标调整其大小；设置picture属性：用picture editor引入图片文件，图片自动在组件上显示出来；设置stretch属性：stretch为true时，自动调整图片大小以适合组件区域；也可设置autosize属性：autosize为true时，自动根据图片大小调整组件区域的尺寸。　　(2)运行时装入。使用loadfromfile方法将一幅图像从磁盘装入图片对象中。如：
　　image1.picture.loadfromfile(c:＼bmp＼1.bmp);
　　上述两种方式，方式1的图像将作为资源，编译进exe文件中，显示速度快，适应于小图像；方式2在运行时装入，需要一定时间，适应较大图像的显示。合理搭配好图形组件，能设计出一个漂亮的界面。

1.2　mediaplayer组件
　　delphi提供mediaplayer是一个功能强大而且极易使用的多媒体组件，它隐藏了mci控制的细节，使用户方便控制各种媒体。它有一组按钮：play,pause,stop,next,prev,step,back,record,eject。
　　mediaplayer支持许多媒体设备，设计cai软件主要使用其中的几种：dtavivideo(avi动画设备)、dtsequencer(midi音讯器)、dtwaveaudio(wave音频设备) 。在片头或演示实验时常用avi动画，midi常用作背景音乐，wave声音用途更广，可作讲解内容，反馈教学信息，提示等。如下例可播放一个avi文件。
　　(1)定义媒体设备类型，指明要播放的文件：
　　form1.mediaplayer1.devicetype := dtavivideo;//也可定义为dtautoselect，根据filename文件类型自动对应媒体设备
　　form1.mediaplayer1.filename := c:＼delphi3＼demos＼cool.avi;//指明播放文件
　　form1.mediaplayer1.open; //打开播放文件
　　(2)设置按钮：为求界面美观，设计时先在object inspector中将visible属性置为true值，使mediaplayer不可见；对特定媒体文件，某些按钮无效可将它隐藏起来。如对avi文件，record、eject按钮就无效。
　　form1.mediaplayer1.visiblebuttons := ［btplay,btpause,btstop,btnext,
　　btprev,btstep,btback］；//设置使用的按钮
　　form1.mediaplayer1.visible := true; //运行时，设置按钮可见
　　(3)指定播放窗口：如果不指定播放窗口，系统会自动提供一个播放窗口，其大小位置不固定，影响美观。有必要自己指定播放窗口及播放区域，如果指定的区域与avi文件应显示的区域不同时，媒体播放器会根据播放区域自动调整画面大小。
　　form1.mediaplayer1.display := form1; //指定播放窗口
　　form1.mediaplayer1.displayrect := rect(20,20,160,160); //播放窗口的区域
　　(4)定义播放方法：根据界面要求，有时不用mediaplayer按钮，而自定义播放控制按钮，这时需利用play,pause...等方法。如：在按钮的onclick方法中加入:form1.mediaplayer1.play播放文件，form1.mediaplayer1.close则关闭。

1.3　playsound()函数
　　简单的声音播放也可以使用playsound()函数，其原型如下：
　　function playsound(pszsound: pchar; hmod: hmodule; fdwsound:dword):bool;stdcall;
　　其中的fdwsound为播放方式，常用的有以下标志：　　

标　志	值	功　　　　能
sndsync	$0000	同步播放声音，声音播放结束函数才返回（缺省）
sndasync	$0001	异步播放声音，声音开始播放后函数立即返回
sndloop	$0008	重复播放直到下一次playsound
sndnostop	$0010	如果有声音正在播放，函数不播放并返回

如：playsound(下一课.wav,0,sndasync)
　　注意：引用前必须在单元中加入mmsystem单元（mmsystem源文件在delphisource＼rtl＼win目录下），否则不能正确编译。　　

2　动画
　　动画是利用人眼的视觉暂留特性，连续移动在屏幕的位置或改变操作对象大小形成动画效果。根据动画的操作对象的不同，本文将动画分为图像动画和图形动画。

2.1　图像动画
　　图像动画的操作对象为已存在的图像，主要由image组件完成，操作方式为：显示/隐藏、变形、移动，组件的left、top属性决定了它在窗口的相对位置，height、width属性决定了它的大小。连续修改上述属性值就可实现组件的移动，产生图像动画。利用timer和image组件，以下程序实现了类似电视游走图片的效果。由于image组件仅支持bmp、ico、wmf等有限的图像格式，其它格式的图像须用photoshop等工具软件转换成bmp图像。
　　procedure tform1.formcreate(sender: tobject);
　　begin
　　timer1.interval := 10;
　　image1.picture.loadfromfile(c:＼bmp＼1.bmp);
　　image1.stretch := true;
　　end;
　　procedure tform1.timer1timer(sender: tobject);
　　var new:integer;
　　begin
　　new := image1.left - 10;
　　if image1.left + image1.width <0 then new := form1.width ;
　　image1.left := new;
　　end;

2.2　图形动画
　　图形动画操作对象为程序运行时绘制出的点、线、圆弧等各种几何图形。delphi的强大绘图功能是通过画布（tcanvas）表现出来的。
　　画布就是窗体和其它图形组件的绘制区域，由许多属性和方法组成，这些属性和方法隐藏了所有与图形设备（gdi）有关的api，使得在delphi绘制图形非常方便。画布虽是一个对象，但它却是很多可视组件的一个属性，编程者可以在这些组件的表面（画布的绘制区域）上随心所欲地绘图。
　　tcanvas提供了许多方法，可完成常用的绘图功能，如线、圆弧、椭圆、矩形等图形的绘制和填充，字符串、图像的输出。但因其没有绘制过程的动感，很难利用这些函数制作几何图形动画，必须自己重新设计。tcanvas对象的基本作图单位是点（点的坐标系统与屏幕的坐标系统相同）。tcanvas的pixels属性就是用来获得画布上指定一个点坐标的像素色彩，并可设置像素色彩。其原型如下：
　　property pixels［x, y: integer］: tcolor;
　　(1)画点函数。
　　如将坐标(100,100)上的点设置为红色：pixels［100,100］ := clred;
　　相应地从(10,10)至(300,300)画一条蓝线可用如下程序：
　　for i:=10 to 300 do form1.canvas.pixels［i,i］ := clblue;
　　为在画点后能恢复原有色彩，本文采用notxor方式设计了画点函数：
　　procedure dot(dotpoint:tpoint;dotcolor:tcolor); {画点函数：dotpoint为坐标，dotcolor为色彩}
　　begin
　　with form1.canvas do
　　pixels［dotpoint.x,dotpoint.y］ := not(pixels［dotpoint.x,dotpoint.y］xordotcolor);
　　end;
　　(2)延迟函数。
　　为使上述画线具有动感，形成动画效果，可用如下程序：
　　for i:=10 to 300 do
　　begin
　　dot(point(i,i),clblue xor form1.color);
　　delay(10);
　　end;
　　其中delay()为延迟函数。为在windows中精确地控制延迟时间，不能采用计数循环，因计数循环所延迟的时间与cpu有关。本文采用了读取时钟的办法，程序如下：
　　procedure delay(delaytime:integer); {延迟函数，delaytime为延迟时间，单位：毫秒}
　　var now:ttimestamp;
　　savetime:integer;
　　begin