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CATIA三維機(jī)械模型動畫設(shè)計
動畫制作是CATIA軟件很好的拓展與發(fā)揮，具有重要的現(xiàn)實意義與發(fā)展前景。下面是小編分享的CATIA三維機(jī)械模型動畫設(shè)計，歡迎大家閱讀.
1前言
隨著眾多三維軟件的開發(fā)，創(chuàng)建三維模型的技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，提高了裝配過程的可視性及精確性，在大型產(chǎn)品的設(shè)計中顯得尤為重要。其中CATIA軟件是法國Dassault公司開發(fā)的一套完整的3DCAD/CAM/CAE一體化軟件，在航空航天、汽車輪船及機(jī)械制造領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。在CATIA建�；A(chǔ)上，生成脫離軟件環(huán)境，并可在Windows環(huán)境下獨(dú)立運(yùn)行的動畫，對模型運(yùn)動測試、干涉檢查及產(chǎn)品發(fā)布，有著重要作用。
2模型的建立
動畫制作要求先用CATIA軟件建立完整模型，并且為了動畫的美觀，需要賦予模型材料、顏色等屬性并進(jìn)行渲染。模型內(nèi)部有運(yùn)動要求的部件要有裝配關(guān)系，不能設(shè)計成同一零件(part)，當(dāng)然在同一個模型里，產(chǎn)品(product)與產(chǎn)品(product)之間也可以實現(xiàn)相互的運(yùn)動。
3動畫制作
CATIA模型的動畫制作可以有三種設(shè)計思路，分別是:視頻錄制器(VideoＲecorder)，電子樣機(jī)技術(shù)(DMU—DigitalMockup)和3DVIAcomposer軟件的應(yīng)用。對于CATIA模型來說，這三種是最為簡便且行之有效的制作方法。
3．1視頻錄制器
CATIA環(huán)境下，可以通過【工具】(Tools)—【圖像】(Image)—【視頻】(Video)操作，打開視頻錄制器，按電影格式錄制屏幕上設(shè)計人員的操作，自動生成AVI格式動畫。
3．2電子樣機(jī)技術(shù)(DMU—DigitalMockup)
電子樣機(jī)技術(shù)(DMU—DigitalMockup)是CATIA自帶的運(yùn)動仿真模塊，通過該模塊中DMU運(yùn)動機(jī)構(gòu)模擬(DMUkinematics)功能，可以實現(xiàn)對裝配模型進(jìn)行模擬、分析和仿真，同時生成AVI格式動畫。設(shè)計思路就是，利用裝配件間的約束關(guān)系，將驅(qū)動部件的運(yùn)動通過逐級傳遞，實現(xiàn)整個機(jī)構(gòu)的動作。首先在裝配設(shè)計(AssemblyDesign)模塊里建立完整的裝配約束關(guān)系(Constraints)。然后切換到電子樣機(jī)技術(shù)(DigitalMockup)模塊DMU運(yùn)動機(jī)構(gòu)模擬(DMUkinematics)功能，開始定義機(jī)構(gòu)運(yùn)動機(jī)制(mechanism)。利用裝配約束轉(zhuǎn)換(AssemblyConstraintsConversion)，將裝配約束轉(zhuǎn)換成運(yùn)動約束(ＲevoluteJoint)，因為裝配約束已經(jīng)定義好了，采用自動轉(zhuǎn)換(AutoCreate)。第三步定義驅(qū)動機(jī)構(gòu)(Drive)。選擇合適的零部件作為初始的動作機(jī)構(gòu)，設(shè)置動作參數(shù)，驅(qū)動與之有運(yùn)動關(guān)系的零部件傳遞相應(yīng)動作，形成完整運(yùn)動。第四步可以使用仿真(simulation)制作機(jī)構(gòu)仿真及動畫。當(dāng)然，也可以直接在DMUkinematics模塊里直接定義運(yùn)動約束關(guān)系替代約束轉(zhuǎn)化的操作。
3．3利用3DVIAcomposer軟件
以上兩種操作方法均是利用CATIA自身功能來實現(xiàn)動畫制作，實際上Dassault公司開發(fā)了專門利用3D數(shù)據(jù)創(chuàng)建視角和動畫的軟件———3DVIAcomposer，與CATIA軟件有很好的無縫式接口對應(yīng)。catia模型可以直接在3DVIAcomposer上打開與編輯，該軟件可作為CATIA制作動畫的擴(kuò)展軟件來使用。設(shè)計思路有兩種:(1)利用【視圖】—【創(chuàng)建視圖】操作，把視圖區(qū)模型以照片形式保存，通過照片生成動畫。該視圖包含視角方位、模型屬性以及視圖區(qū)中所有可視零件。根據(jù)要播放的畫面順序，依次創(chuàng)建多張視圖，然后將創(chuàng)建的視圖拖入時間軸區(qū)作為幀，選擇合適播放速度的時間間隔，軟件會自動填補(bǔ)各幀間的連續(xù)動作，最后將文件另存為AVI格式生成動畫。(2)通過在時間軸里直接創(chuàng)建關(guān)鍵幀操作，生成動畫。關(guān)鍵幀是構(gòu)成動畫的基本組成單元，每個關(guān)鍵幀對應(yīng)動畫的相應(yīng)動作，3DVIAcomposer包含三種關(guān)鍵幀，可以記錄模型的位置、屬性、視角、方位、特征。根據(jù)動畫播放速度及每幅畫面的停頓時間，選擇合適的時間間隔設(shè)置關(guān)鍵幀，將文件另存為AVI格式生成動畫。
4三種方法的比較
視頻錄制器簡單易學(xué)，但表現(xiàn)力弱，生成的動畫展示效果有限，只是如實記錄下設(shè)計人員在屏幕上的每一步操作，所以多用于簡單裝配、視角轉(zhuǎn)動以及配合DMU模塊制作動畫使用。DMU模塊制作動畫的優(yōu)點(diǎn)在于，其自身擁有運(yùn)動仿真功能，可以完整、真實的展現(xiàn)機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動傳遞關(guān)系，便于干涉檢查，通過驅(qū)動運(yùn)動的創(chuàng)建就可以自動完成所有運(yùn)動動作，不需人為干預(yù)。缺點(diǎn)在于對模型約束關(guān)系，也就是運(yùn)動副的完整性、有效性有嚴(yán)格要求。對于大型裝配模型來說，約束眾多，從而容易造成由于約束關(guān)系的不完整及不合適而報錯，無法生成整個運(yùn)動的動畫的結(jié)果。DMU模塊要求正確選擇驅(qū)動，從驅(qū)動的初始動作到最終動作的實現(xiàn)，之間傳遞過程基于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)映射關(guān)系，而反之則無法完整實現(xiàn)。3DVIAcomposer優(yōu)點(diǎn)在于專業(yè)的動畫制作功能，在展現(xiàn)模型的裝配關(guān)系、爆炸視圖及突出細(xì)節(jié)方面有強(qiáng)大表現(xiàn)力。缺點(diǎn)在于相較CATIA環(huán)境，對于模型的修改比較麻煩，建議模型的修改在CATIA環(huán)境下完成，在3DVIAcomposer環(huán)境下更新對應(yīng)的幾何體和角色。DMU模塊及3DVIAcomposer在生成的動畫時要選擇合理的壓縮程序以及壓縮比，這樣既防止不必要的軟件報錯，同時又可以兼顧文件大小以及畫面質(zhì)量。
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