用3DSMAX模拟示波器原理_高中学习网-人民教育出版社人教版部编同步解析与测评答案-电子课本资料下载-知识点学习方法与技巧补课解题技巧学习计划表总结-人教网-高中试卷网题库网-中学学科网

    用3DSMAX模拟示波器原理
    湖北省武汉市青山区武钢十六中　朱广林

    【引言】
    笔记本电脑的制作有两种方式：一种是以最低的成本生产出符合大众基本需求的产品，它价格低廉，但不够精致；另一种是不计成本，用最好的技术、最好的材料生产出目前为止最好的艺术品。
    课件的制作也是如此，绝大多数人受制于技术和时间，包括兴趣，完成的作品难有精巧之作。很多软件都可以让人画线条，做美术字，飞入飞出，弄出声音……然而做课件的目的是什么？是为了让观众从新的角度正确认识和理解事物，并且得到美的享受，从而提高学习和生活的品质，宛如一个精致的笔记本。我们不能苛求每个人的作品都美轮美奂，总有一部分人，他们对使用最新最好技术情有独钟，以创造为快乐。我愿以自身所知，与所有人探求一条利用三维动画制作课件的新奇之路。可以想见，我们可以象摄像师一样，从不同的角度来观察课件模拟的事物，带给我们的视觉冲击是多么震撼，而它的参数设置又是如此的简单。一起来看吧。
    【正文】
    一、准备工作
    启动《3DSMAX8》，制作出下图所示模型。创建四个长方体分别作为扫描电极和偏转电极。创建4个文字对象（用extrude略为修改一下，避免笔画空心），放在电极旁边。创建一个薄圆柱体作为荧光屏。创建两根线段作为坐标轴，选择可渲染。创建两个空间扭曲对象──重力（实为重力加速度；渲染后不可见），分别命名为扫描电压和信号电压，将扫描电压的方向设为水平，将信号电压的方向设为竖直。创建一个超级粒子系统，粒子类型为标准球型（详细参数见源文件），粒子的速度要设置为足够大（通过调试，取“20”较为合适，这里不是以m/s为单位）并将其绑定到两个重力对象上。造型准备完毕。

    二、示波器原理
    1．中央亮点
    打开曲线编辑器，给扫描电压的强度指定波型控制器。打开强度属性，选择锯齿波

，如下图所示。

    将持续时期（相当于周期）改为100（动画的总帧数），振幅（Amplitude）改为零。这表示扫描电压为零。将信号电压作同样设置。点击播放按钮，可以看到粒子流在不受力时沿直线运动，打在“荧光屏”的中央，截图如第一个图所示。
    2．扫描
    将扫描电压的振幅改为0．5，点击播放按钮，可以看到粒子流在受到扫描电压作用时从左至右匀速打在“荧光屏”，截图如下所示。

将扫描电压改为方波

，猜想一下粒子怎么运动？点击播放按钮，看到粒子有一半时间打在左边，而另一半时间跳过来打在右边，不是扫描运动。截图从略，大家应该可以想见吧。
将扫描电压改为正弦波

，猜想一下粒子怎么运动？点击播放按钮，看到粒子仍然作扫描运动，但在两边比较缓慢，在中间扫得很快。个中原因大家自己去理解吧。
3．正弦波
将扫描电压选择为锯齿波

，将信号电压选择为正弦波

。将振幅都设为0．5。点击播放按钮，看到粒子在“荧光屏”上扫过的是正弦曲线！这就是《3DSMAX8》的魔力所在，它能让你对物体在各个方向分别作出精确控制，而利用波型控制器的相关参数可以轻易作到。实际运动自然是各分运动的合成。这如同沙摆实验，一个匀速直线运动作扫描，垂直方向的简谐运动作信号，合成便是正弦曲线。截图如下所示。

4．方波
将信号电压改为方波

，点击播放按钮，观察粒子在“荧光屏”上扫过的轨迹曲线。截图如下所示。

5．锯齿波、三角波和弧形波
将信号电压分别改为锯齿波

、三角波

和弧形波

，点击播放按钮，观察粒子在“荧光屏”上扫过的轨迹曲线。截图分别如下所示。
锯齿波：

三角波：

弧形波：

    6．扫描范围和扫描微调
    将扫描电压的周期增大一倍（变为200），变为信号电压周期（为100）的两倍，结果会怎样？点击播放按钮，看到两个完整的正弦曲线。这是由于扫描太慢，即一次扫描过程中，信号完成了两个完整的周期，截图如左下所示。波型的个数即是扫描电压和信号电压的比，比值为整数则波型稳定，比值不为整数则波型不稳定，需进行“扫描微调”。
    将扫描电压的周期减小一倍（变为50），变为信号电压周期（为100）的一半，结果会怎样？点击播放按钮，看到只有半个正弦曲线。这是由于扫描太快，或信号变化太慢。即一次扫描过程中，信号完成了半个周期，后半个周期又从左边开始，图像关于横轴对称。截图如右下所示。