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CATIA三維機械模型動(dòng)畫(huà)設計
動(dòng)畫(huà)制作是CATIA軟件很好的拓展與發(fā)揮，具有重要的現實(shí)意義與發(fā)展前景。下面是小編分享的CATIA三維機械模型動(dòng)畫(huà)設計，歡迎大家閱讀.
1前言
隨著(zhù)眾多三維軟件的開(kāi)發(fā)，創(chuàng )建三維模型的技術(shù)得到了廣泛應用，提高了裝配過(guò)程的可視性及精確性，在大型產(chǎn)品的設計中顯得尤為重要。其中CATIA軟件是法國Dassault公司開(kāi)發(fā)的一套完整的3DCAD/CAM/CAE一體化軟件，在航空航天、汽車(chē)輪船及機械制造領(lǐng)域有了廣泛的應用。在CATIA建�；A上，生成脫離軟件環(huán)境，并可在Windows環(huán)境下獨立運行的動(dòng)畫(huà)，對模型運動(dòng)測試、干涉檢查及產(chǎn)品發(fā)布，有著(zhù)重要作用。
2模型的建立
動(dòng)畫(huà)制作要求先用CATIA軟件建立完整模型，并且為了動(dòng)畫(huà)的美觀(guān)，需要賦予模型材料、顏色等屬性并進(jìn)行渲染。模型內部有運動(dòng)要求的部件要有裝配關(guān)系，不能設計成同一零件(part)，當然在同一個(gè)模型里，產(chǎn)品(product)與產(chǎn)品(product)之間也可以實(shí)現相互的運動(dòng)。
3動(dòng)畫(huà)制作
CATIA模型的動(dòng)畫(huà)制作可以有三種設計思路，分別是:視頻錄制器(VideoＲecorder)，電子樣機技術(shù)(DMU—DigitalMockup)和3DVIAcomposer軟件的應用。對于CATIA模型來(lái)說(shuō)，這三種是最為簡(jiǎn)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(guò)【工具】(Tools)—【圖像】(Image)—【視頻】(Video)操作，打開(kāi)視頻錄制器，按電影格式錄制屏幕上設計人員的操作，自動(dòng)生成AVI格式動(dòng)畫(huà)。
3．2電子樣機技術(shù)(DMU—DigitalMockup)
電子樣機技術(shù)(DMU—DigitalMockup)是CATIA自帶的運動(dòng)仿真模塊，通過(guò)該模塊中DMU運動(dòng)機構模擬(DMUkinematics)功能，可以實(shí)現對裝配模型進(jìn)行模擬、分析和仿真，同時(shí)生成AVI格式動(dòng)畫(huà)。設計思路就是，利用裝配件間的約束關(guān)系，將驅動(dòng)部件的運動(dòng)通過(guò)逐級傳遞，實(shí)現整個(gè)機構的動(dòng)作。首先在裝配設計(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技術(shù)(DigitalMockup)模塊DMU運動(dòng)機構模擬(DMUkinematics)功能，開(kāi)始定義機構運動(dòng)機制(mechanism)。利用裝配約束轉換(AssemblyConstraintsConversion)，將裝配約束轉換成運動(dòng)約束(ＲevoluteJoint)，因為裝配約束已經(jīng)定義好了，采用自動(dòng)轉換(AutoCreate)。第三步定義驅動(dòng)機構(Drive)。選擇合適的零部件作為初始的動(dòng)作機構，設置動(dòng)作參數，驅動(dòng)與之有運動(dòng)關(guān)系的零部件傳遞相應動(dòng)作，形成完整運動(dòng)。第四步可以使用仿真(simulation)制作機構仿真及動(dòng)畫(huà)。當然，也可以直接在DMUkinematics模塊里直接定義運動(dòng)約束關(guān)系替代約束轉化的操作。
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(lái)實(shí)現動(dòng)畫(huà)制作，實(shí)際上Dassault公司開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)利用3D數據創(chuàng )建視角和動(dòng)畫(huà)的軟件———3DVIAcomposer，與CATIA軟件有很好的無(wú)縫式接口對應。catia模型可以直接在3DVIAcomposer上打開(kāi)與編輯，該軟件可作為CATIA制作動(dòng)畫(huà)的擴展軟件來(lái)使用。設計思路有兩種:(1)利用【視圖】—【創(chuàng )建視圖】操作，把視圖區模型以照片形式保存，通過(guò)照片生成動(dòng)畫(huà)。該視圖包含視角方位、模型屬性以及視圖區中所有可視零件。根據要播放的畫(huà)面順序，依次創(chuàng )建多張視圖，然后將創(chuàng )建的視圖拖入時(shí)間軸區作為幀，選擇合適播放速度的時(shí)間間隔，軟件會(huì )自動(dòng)填補各幀間的連續動(dòng)作，最后將文件另存為AVI格式生成動(dòng)畫(huà)。(2)通過(guò)在時(shí)間軸里直接創(chuàng )建關(guān)鍵幀操作，生成動(dòng)畫(huà)。關(guān)鍵幀是構成動(dòng)畫(huà)的基本組成單元，每個(gè)關(guān)鍵幀對應動(dòng)畫(huà)的相應動(dòng)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。根據動(dòng)畫(huà)播放速度及每幅畫(huà)面的停頓時(shí)間，選擇合適的時(shí)間間隔設置關(guān)鍵幀，將文件另存為AVI格式生成動(dòng)畫(huà)。
4三種方法的比較
視頻錄制器簡(jiǎn)單易學(xué)，但表現力弱，生成的動(dòng)畫(huà)展示效果有限，只是如實(shí)記錄下設計人員在屏幕上的每一步操作，所以多用于簡(jiǎn)單裝配、視角轉動(dòng)以及配合DMU模塊制作動(dòng)畫(huà)使用。DMU模塊制作動(dòng)畫(huà)的優(yōu)點(diǎn)在于，其自身?yè)碛羞\動(dòng)仿真功能，可以完整、真實(shí)的展現機構間的運動(dòng)傳遞關(guān)系，便于干涉檢查，通過(guò)驅動(dòng)運動(dòng)的創(chuàng )建就可以自動(dòng)完成所有運動(dòng)動(dòng)作，不需人為干預。缺點(diǎn)在于對模型約束關(guān)系，也就是運動(dòng)副的完整性、有效性有嚴格要求。對于大型裝配模型來(lái)說(shuō)，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(wú)法生成整個(gè)運動(dòng)的動(dòng)畫(huà)的結果。DMU模塊要求正確選擇驅動(dòng)，從驅動(dòng)的初始動(dòng)作到最終動(dòng)作的實(shí)現，之間傳遞過(guò)程基于嚴格的數學(xué)映射關(guān)系，而反之則無(wú)法完整實(shí)現。3DVIAcomposer優(yōu)點(diǎn)在于專(zhuān)業(yè)的動(dòng)畫(huà)制作功能，在展現模型的裝配關(guān)系、爆炸視圖及突出細節方面有強大表現力。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)境下更新對應的幾何體和角色。DMU模塊及3DVIAcomposer在生成的動(dòng)畫(huà)時(shí)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(shí)又可以兼顧文件大小以及畫(huà)面質(zhì)量。
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