张克宇

摘要：随着技术的不断发展，在电力仿真培训领域，企业和工作人员希望通过电力仿真培训软件获取所需仿真培训服务的需求日益突出。近年来，在以高层体系结构（ HLA）为代表的分布式仿真技术得到了广泛的应用，同时也存在一些讲解控制不便的问题，如何使得培训软件在手机端和平板端支持控制讲解的问题日益突出。本文以电力仿真培训应用为前提，结合虚拟现实仿真技术，介绍了一种基于Android端并应用于变电运行维护仿真培训系统的设备讲解控制方法。对控制讲解实现过程进行详细的介绍，该方法实现了仿真动画动作、字幕和语音协调配合。最大限度发挥企业培训资源建设的效益。

关键词：电力;仿真培训;软件;控制;讲解

中图分类号：TM711 -4

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0006 - 01

引言：在电力培训仿真中，系统培训软件以增强操作人员的体验感，使操作人员对所学内容融会贯通为目的。目前，在我国电力培训系统的操作是在基于PC端为操作工具进行的，但需要不断移动或点击鼠标。在2010年，微软公司于推出了Kinect体感设备，该设备被媒体誉为继鼠标和多点触控技术之后的“第三次人机交互革命”。此后，基于手机端、平板端的操作系统在不断的研发和问世，基于Kinect技术的虚拟现实应用到包含电力仿真培训的各个领域。本文在成熟的三维建模引擎Python基础上构建三维互动的视图，通过建立可视化动画曲线来控制语音播放、字幕切换、视角变换、突出显示所讲的零部件物体是设备讲解功能的特点。通过该方法，使得在虚拟仿真的环境中，字幕和语音的插入点控制和等待时间控制更为方便，且所讲设备零部件与语音对应的更为精准。

1 讲解控制方法

本文所要探讨解决的问题是在电力仿真培训软件中，基于在Android系统或者Ios系统的电力检修仿真开发环境下，通过建立一条可视化动画控制曲线，控制设备讲解语音播放、字幕切换、视角变换、突出显示所讲零部件物体的方法，从而发挥手机或者平板的操作便捷、易于携带的优点。这种方法采用可视化的动画曲线控制所有语音段与对应字幕的播放与切换，在电力检修仿真系统开发环境下制作设备讲解内容时，动画曲线还驱动视角变化以及突出显示指定零部件，使得讲解语音与被讲解设备的零部件对应更为准确直观，设备讲解更为清楚;且该方法在程序算法上简单，不容易出错。同时，使得语音和对应字幕的插入点控制和等待时间控制更为直观方便，调试更加简单。

2 软件的讲解控制方法的实现

2.1 讲解控制方法流程。首先将手机或者平板端的培训软件以及电力设备的讲解文字配音成若干段语音，并形成语音与对应字幕的列表文件，然后建立每段语音所对应的视角位置和方向物体以及配置需要突出显示的物体，最后建立一条语音控制动画曲线。变电检修仿真系统采用Python开发环境开发，动画曲线通过Python开发环境的动画编辑器建立，在动画编辑器中，可以针对某个参数值用插入关键帧的方式建立任意曲线，并存储为动画形式。当动画开始播放时，随着x时间轴的推移，y轴值会随着曲线的变化而变化。一篇设备讲解文字对应一条语音控制动画曲线，一条语音控制动画曲线控制多段讲解语音和对应字幕的播放与切换。

2.2 讲解控制方法实现过程。对于在手持端设备上的电力仿真培训软件，其对于电力系统设备的控制讲解方法主要有3个步骤。

第一步：初始化，记录突出显示物体的初始颜色、读入讲解语音以及对应字幕。

（1）记录突出显示物体的初始颜色。记录突出显示物体的初始颜色目的是当播放完某段语音后，用于恢复物体颜色到初始状态。摄像CTL类中保存默认颜色方法用于在初始化时记录突出显示物体的“初始颜色”。

（2）建立数据初始化类数据。首先建立初始化类数据库，在该类中定义的变量和方法如下：定义数组的类型变量，用于装载外部配置文件读取结果;定义数组类型序列，用于装载解析出来的语音;定义下载文件方法用于读取外部配置文件，其返回值为数组序列类型。

（3）读入讲解语音和对应字幕在下载文件方法中利用数据流读取文件方式，从配置文件中逐行读取信息，并存储在数据序列容器中。然后将容器中的语音信息解析出来，存储在声音序列容器中，为后期播放做准备。

第二步：建立设备讲解语音和对应字幕、语音控制动画曲线、视角位置与方向控制物体以及配置突出显示物体。

（1）建立位置与方向控制物体和配置突出显示物体。

a）建立视点位置和方向控制类摄像CTL。

h）建立虚拟摄像机，并将摄像CTL类手动添加到“我的摄像机”上。

c）针对每段语音建立其对应的摄像机位置和方向的虚拟物体。

c1）针对每段语音，将要突出显示的三维物体添加到“闪烁对象”数组中。

e）将已经建立好的虚拟摄像机手动赋值给“屏幕摄像”变量。

（2）建立设备讲解语音和对应字幕

根据一个设备讲解文字脚本，利用人工配音的方式将其配成语音格式，其特征在于：给待配音的一篇文字分段配音;建立语音段和字幕的配置文件。

（3）建立语音控制动画曲线

a）建立语音控制类目。

h）建立空物体控制目标，将语音控制类目手动添加到控制目标上。

c）对控制目标对象建立语音控制动画曲线。

d）将建立好的语音控制动画手动赋值给类中语音控制类的参数。

最后，将建立好的SF6VoiveAndTitleCTL.anim動画用手动拖拽赋值的方式赋值给控制目标物体语音控制类属性中类的控制参数，以便后期调取。

第三步：播放语音控制动画曲线，进行语音和字幕播放与切换处理，同时进行视角变化与突出显示零部件处理。在语音控制类目类中建立控制方法。当播放语音控制动画时，控制者参数即发生变化，随着控制者参数的逐渐升高，按照顺序逐一触发每一条讲解语音和对应字幕，实现讲解语音和对应字幕的播放与切换。同时视角自动移动至每一条语音对应的视角位置，且突出显示语音对应的设备零部件三维物体。

3 结语

通过上述电力仿真培训软件对电力设备的控制讲解方法介绍，操作人员可以方便地利用仿真软件进行电力系统地仿真，激发学习兴趣，切实提高培训效果，提高实际电力检修效率并对电力培训工作地有效开展具有重要意义。

参考文献：

[1]曹阳明，吴民，张玺.Proteus仿真软件在汽车电工电子技术课程教学中的应用[J].汽车实用技术，2018，44（ 11）：62 - 64.

[2]张珊珊.解析高校电工电子实验教学中仿真软件的应用[J].农村经济与科技，2017，28 （12）：297.