Flash制作关于光的折射和全反射教程

　　这是一个反映光的折射和反射规律的flash动画，其效果主要是用编程实现的，大家可以先看一下效果：

点击这里下载源文件

　　大家可以看得出，整个flash动画大致由三部分组成：

　　一、基本元件：反射光线、折射光线、法线（与分界面垂值的那一条）、光源、分界面
　　二、各个角度的显示
　　三、动画的实现

　　这三部分中，教程将把重点放在第三部分上，将把整个的编程思路作详细讲解，好了废话少说，现在开始吧

　　一、基本元件的制作

　　这一步主要是用flash的绘图工具完成的反射光线、折射光线、法线、分界面的画法是一样的，所以只举一个例子足矣，如画分界面：

　　1、选取工具区的线条工具，线条粗细默认，在主场景按住Shifi键向下画一条适当长度的线段。

　　2、选中线段，右键—转化为元件－影片剪辑，其参数按图中设置，把它转化为影片剪辑

　　3、双击分界面元件，进入编辑状态，选取工具栏中的文本工具，在分界面元件的适当位置加入文字说明如图

　　其他的画法是一致的，不同的是：

　　1、法线按物理的画法是用虚线的，这可以在场景的下方属性栏设置，在笔触样式处选择如图

　　2、折射光线和反射光线的注册点选在左中间位置如何，各元件都画好了吗？下面就给各个元件命名吧，这个命名和转换为元件时的命名作用不一样，这次的命名将在脚本里用上。把各元件拖到场景中，分别选中元件，然后选择场景下方的属性－剪辑名称处命名，按中文拼音习惯命名吧，如分界面命名为fjm如图

　　其他的同样命名，反射光线命名fs，折射光线命名为zs，法线命名为fx，至于那个发光的光源，我是用工具栏的矩形工具画的，太丑了，各位应该画得比我好，同样，画好后，选中它，右键—转化为元件－影片剪辑，命名为jg（激光）。也许大家会问，入射光线呢，别急，这条光线是用脚本实现得

　　二、显示文本的制作

　　这一步牵涉到了文本工具里的动态文本和静态文本的用法

　　1、选中文本工具，此时的文本工具默认下是静态文本的，点击场景中的右上角，在点击处出现一个文本框、在其中输入“入射角”三字

　　2、同样选择文本工具，选择场景下方的属性对话框，点击文本类型下拉菜单，会出现三选项，静态文本、动态文本、输入文本，这里选择动态文本，用来动态显示入射角得数值，在上一步的文本“入射角”后按住左键拉出一个文本框，选中文本框，选择下方的属性，在变量处命名rsj（入射角）如图

　　最后在动态文本后用静态文本输入单位“度”，基本作法就如此，，之后依次完成折射角(zsj)、反射角(fsj)、临界角(ljj)的显示文本的制作，效果如图

　　三、动画的实现

　　1、理论分析

　　这部分主要是脚本了，我们先熟悉一些折射定律吧，高中物理告诉我们，当一束光线从光密介质到光疏介质（如从水或玻璃进入空气），有可能发生全反射(此时只有反射光线)，条件就是光线在光密介质中的入射角大于临界角，（如果不是很清楚，可看一下物理课本哦,，我这里基本上只是给出结论），临界的计算公式sinC＝1/n(n为折射率)，即C＝arcsin(1/n)，而光线在空气中与法线的夹角i和光线在介质中与法线的夹角r满足折射定律公式n＝sin(i )/sin(r),所以有i＝arcsin(n*sin(r),至于另外的一条反射光线就简单了，入射角等于反射角，根据能量守恒，入射光的总能量＝折射光的能量+反射光的能量，这一点将用他们的透明度（alpha值）反映出来。

　　2、代码分析

　　完整的代码如下

fjm._y = 200;
fx._x = 250;
zs._x = 250;
zs._y = 200;
fs._x = 250;
fs._y = 200;
n = 1.5;
onEnterFrame = function () {
        jg.onMouseDown = function() {
                this.startDrag(true, 0, 200, 500, 500);
        };
        jg.onMouseUp = function() {
                this.stopDrag();
        };
        this.createEmptyMovieClip("mc", 100);
        mc.lineStyle(2, 0xff0000, 100);
        mc.moveTo(250, 200);
        x = jg._x;
        y = jg._y;
        mc.lineTo(x, y);
        A = Math.atan2(y-200, x-250);
        jg._rotation = A*180/Math.PI+180;
        C = Math.asin(1/n);
        ljj = Math.round(C*180*10/Math.PI)/10;
        if (x<250) {
                r = A-Math.PI/2;
                if (r<C) {
                        i = Math.asin(n*Math.sin(r));
                        zs._rotation = -90+i*180/Math.PI;
                        zs._alpha = 100-i*60;
                } else {
                        zs._alpha = 0;
                }
        } else if (x>250) {
                r = Math.PI/2-A;
                if (r<C) {
                        i = Math.asin(n*Math.sin(r));
                        zs._rotation = -90-i*180/Math.PI;
                        zs._alpha = 100-i*60;
                } else {
                        zs._alpha = 0;
                }
        }
        fs._rotation = 180-A*180/Math.PI;
        rsj = Math.round(r*180*10/Math.PI)/10;
        if (r<C) {
                zsj = Math.round(i*180*10/Math.PI)/10;
        } else {
                zsj = "已全反射";
        }
        fsj = Math.round(r*180*10/Math.PI)/10;
        fs._alpha = i*60;
};

　　好了下面开始分析代码如何写的了，先看一个图

　　看得出，我是用分界面和法线把场景分成了4个区域，相当于数学里的第一到第四象限，在代码中先作了如下的初始化

fjm._y = 200;
fx._x = 250;
//以上可知交点相当于坐标原点为（250，200）
//折射光线、反射光线的x、y坐标分别在250，200（即坐标原点）
zs._x = 250;
zs._y = 200;
fs._x = 250;
fs._y = 200;

　　由以上的初始化可知，折射光线、反射光线的注册点必须在左边（看元件制作）同时由图可知，入射光线只能在3、4象限，意味着光源只能在3、4象限移动，所以光源（激光jg）元件只能在平面以下拖动，左右最好不要出场景，代码为

this.startDrag(true, 0, 200, 500, 500);

　　接下来就要解决入射角和折射角的关系，还是再看一个图

　　这个截图中入射光线是在第三象限，对应的折射光线在第一象限，而flash的旋转用其属性_rotation实现，这个属性表示的是指定影片剪辑相对于其原始方向的旋转程度，以度为单位。从 0 到 180 的值表示顺时针方向旋转；从 0 到 -180 的值表示逆时针方向旋转。所以首先要获得入射光线的旋转角A，可我们上面的元件中没有入射光线呀，怎么来的，实际上是用以下代码画的

this.createEmptyMovieClip("mc", 100);
        mc.lineStyle(2, 0xff0000, 100);
        mc.moveTo(250, 200);
        x = jg._x;
        y = jg._y;
        mc.lineTo(x, y);

　　那么，A就可以用反三角函数获得代码为

 A = Math.atan2(y-200, x-250);

    从图中可知，其真正的入射角为r = A-Math.PI/2;其折射角i = Math.asin(1.5*Math.sin(r)) 从图中可知折射光线旋转的角度应该为-90+i*180/Math.PI，相应代码为

if (x<250) {
                r = A-Math.PI/2;
                if (r<C) {
                        i = Math.asin(n*Math.sin(r));
                        zs._rotation = -90+i*180/Math.PI;
                        zs._alpha = 100-i*60;
                } else {
                        zs._alpha = 0;
                }

　　大家可能会问，zs._alpha = 100-i*60;这一句的算法是如何的，根据物理规律，当折射角越大，其能量越小，当折射为90度时发生全反射，对应的折射光线能量为零，在动画中反映为其_alpha值越来越小，按实际计算为zs._alpha = 100-i*63.7的，但考虑实际效果，算了，就这样吧。反之反射光线能量越来越大，当发生全反射时，能量最大，等于入射光的强度，用代码fs._alpha = i*60实现，怎么样，清楚吗？

　　剩下的是当入射光线在第四象限时的了，也看一下类似的图

　　对应代码如下

 } else if (x>250) {
                r = Math.PI/2-A;
                if (r<C) {
                        i = Math.asin(n*Math.sin(r));
                        zs._rotation = -90-i*180/Math.PI;
                        zs._alpha = 100-i*60;
                } else {
                        zs._alpha = 0;
                }
        }

　　最后解决最简单的反射光线的旋转问题，其实由倒数第三个图很容易得其代码为

fs._rotation = 180-A*180/Math.PI;