机械设计中三维动画创作与应用分析

信 息产 业
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机械设计中三维动画创作 与应用分析
韩亚峰
（ 双鸭山市集贤县利发机械制造有 限公 司， 黑龙江 集贤 １５ ０ ） ５ ９０ 摘 要： 随着计算机 市场价格的不断降低 以及应用的逐 步广泛 ， 各行各业似乎都在运用计算机进行平时的工作。机械 设计在 以前的 研究 中都是 通过 实物进行探 讨并发现规律 ， 但是有些 实物做 成模 型费时费力 ， 当利用三维动画进行 实物模拟就大大的减轻 了劳动力和时 间。因此 ， 在机械 设计 中应 用三维动画可以进一 步提 高机械 设计 的水平 。
行搜索 ， 以在 图书馆里进行查 阅相关资料。 也可 生产前 的模拟操作 ， 时也可 以发现产品在设计 过程 当中出现 的问 最后是建模。 建模有多种方法 ， 这些方法中有 简单适用 的， 这只 题 ， 并进 行及时的更正 ， 这就大大 的减少 了设计产 品人 工操作所需
不仅 能够 能针对那些设计水平不高 ， 要求不是很严格 的产 品 ， 还有 一些 比较 要的时间。因此在机械设计 中合理 的运用三维动画创作 ， 繁琐的 ， 这种 方法要求设计 的模型尽可能 的接 近产 品 ， 以设计难 提高对于产 品结构清晰的了解 ， 所 同时也能适当的提高想象 能力 以及 度较大 ， 比较耗时 。首先介绍第一种方法 ， 要先创建好实体模 型 ， 通 形象思维能力 。 过调用相关的 比例来修改产 品的一些 尺寸 ，拓扑关键建 立基础模 参考 文 献 型， 这种方法是最简单的 ， 但是对于零件 的尺寸范 围， 系要求 比较 【】 关 １王增 民＿０ 并 用计算机对双螺杆啮 合进行动 态模拟 的研 究［ ． Ｊ机械设 ］ １９ ．５ ：５ ３ ． 明确 ， 否则极容易 出错 。 第二种方法 ， 通过调用 函数在客户端应用程 计 ，９ ８（ ）３ — ７ 序中创建对象 ， 然后利用创建好 的对象分别创 建一些子对象 ， 通过 【】 ２郭萍萍 ， 刘培编． Ｓｕ ｉ ＭＡ 从入 门到精 通［ 一卷 ， ３ ｔｄｏ Ｄ Ｘ Ｍ】 北京 ： 这些子对象来完成实体的构建 和编辑。 编辑完成后再保存结果 与原 宇航 出版社 ，９ ８ １９ ． 模型进行 比较 。 在创建子对象 以及对于实体的构建和编辑通过软件 『１ ３北京希望 电脑公 司总策划 ， 中英文 ３ ｔ ｉ ＭＡ ２ Ｄ Ｓｕ ｏ Ｘ Ｒ ． ｄ ０三维动 内部 的宏功能就可 以轻松 的实现 。这种方法相对来 说 比较省 时省 画基础教程『 ． Ｍ】 北京： 北京希望电脑公 司出品，９ ９ １９ ． 力， 适合创建一些结构 比较单一 ， 建模步骤相对较多 的一些零件。 但 ｆ１ ４叶邦燕 ， 周泽华 ， 梁伟章． 计算机动画与仿 真技 术在金属切 削 变形 是如果所需要创建的试题需要 的宏较多 时， 很容易出现差 错。对 于 教 学中的应用『． 南理工大学学报，９５２ （ １ ：９ ２ ． Ｊ华 ］ １９ ．３ １ ） １— １ ５江洪 ， 勇， 杨 乔兰 东． 实例 解析 一曲线 ， 曲面 ， 仿真 渲染【 】 Ｍ． 北京： 机 这两种方法进行 比较 ， 第一种方 法可以实现所有的建模操作 ， 适用 【】 性较广 ， 但是对于设计人员 的要求很 高 ， 在设计 的过程 中要求不 能 械 工业 出版 社 。０ ５ ２０． 有些许的差错 ， 否则就会导致整个产品的不 良。而第 二种方法虽然 操作 比较 复杂 ， 但是这些操作 步骤都是简单易懂 的， 因此适合 于大 多数没有太多经验 的设计人员 ， 这种方法在设计过程中可能会 出现 部分差错 ， 但是在最后 的结果 中会有所显示 ， 修改也 比较方便。
２软 件 的选 择
目前通用的软件有两种 ， 分别是 ＭＡ Ｘ和 Ｃ Ｄ 对于 Ｍ Ｘ， 由 Ａ。 Ａ 是 Ａ ｔ ｅｋ公司最先开发并在世界范围内广泛使用的软件 。 ｕｏ ｓ ｄ 这种软件 在造 型处理 ， 画制作 以及 渲染 着色方面功能非常强大 ， 动 同时建模 的方式也较 为独特 ， 适合基 础设 计人员操作 ， 涵盖了大多数 的产品 模型 ， 几乎可 以建造各种形状 的三维实体模 型。 但美 中不足的是 ， 这
关 键 词 ： 械 设 计 ； 维 动 画 ； 作 与 应 用 机 三 创
而忽略了机械设计所需 在机械设计当中应用三维动画 ， 可以对 相关 的产 品进行真实模 种软件过多的偏 向于艺术层次方 面的设计 ， 拟， 在计算机 上真实的反映 出各个零件之 间的相互运动关系 ， 不仅 要 的精度设计 ， 在一些 高精 度的产品设计时 ， 软件会显示 出精 度要 过于艺术化的缺点 。而 Ｃ Ｄ也是 由 Ａ ｔ ｅｋ 司发 明的， Ａ ｕｏ ｓ 公 ｄ 能够对 总体 的框架进行有效把握 ， 同时也 能够发 现在 细微之处 的不 求不高 ， 足， 并在电脑上进行改正 ， 避免 了生产 出产品再进行更正 ， 节省 了大 主要是针对二维软件设计的 ， 只设计到部分 的三维产 品， 它与 ＭＡ Ｘ 虽然在建模功能上 量的时间和原料 。 本文将重点介绍在机械设计 中三维动画的创作过 之剑可 以用多种 文件格式进行相互的模 型转换 ， 可能会逊色于 Ｍ Ｘ， 是对 于一般 比较规则 的物体 ， Ａ Ａ 但 Ｃ Ｄ会显示出 程和具体 的应用 。 １三 维动 画的 创 作 过 程 比 ＭＡ Ｘ更为强势的功能 。 它的主要有点是高精度 的数字输入 功能， 具有精确的定位空间坐标 在机械设计 中运用的三维动 画 ， 需要具备几个基 础。第一 电脑 可 以严格灵活的捕捉到模型的精确坐标 ， 需要 是 ｗｎ ５ ｉ ８以及 以上 系统 ，同 时需 要 安 装 Ｃ Ｄ，Ｄ ｍ— 系的能力 ， ｉ ，ｎ ９ｗ ９ Ａ ３ｓ 因此非常适合于规则模型的精确建模 。 在设计的时候 ， 可 并且参照模 型的设计要求对于软件进行适 ｄ ＭＡ ｉ Ｘ等相关软件。 ｏ 三维动画的创作过程分为 以下几步 ， 首先是动 以根据设计人员的特点 ， 画编导 ， 其次是资料 收集 ， 最后是建模 。 当的选择 ， 对于简 单 比较规 则 的设备 ， 基础 ， 管道 等就可 以选 择在 Ａ 然后转换格式导人 到 Ｍ Ｘ进行渲染并制 Ａ 动画编导属于机械设计 的前期准备工作。 设计人员可 以根据对 Ｃ Ｄ上进行准确的建模 ， 于产品的大致轮廓进行三维模 拟 ， 回路 中的每个路线都设计 成一 作成动 画， 把 对于较为复杂的结构 ， 文字 ， 流动液体等非规则性物体就 Ｘ进行构建模 型。 个场景 ， 并根据具体的流程展示所有的产品工作原理 。对单个主要 要选择 ＭＡ 装置按 照事 先安 排好 的路径绕行从而就能在 电脑 上对其浏览 一周 ３具 体 的 应 用 将三维动 画创作应用到机械设计 当中， 就是通过上述的几个步 并能够局部放大观察或者进行 剖视动画展开等等。 进行动 画编导的 工作需要对于所要设计的产品的外 形有 大致 的了解 ， 并能够合理安 骤 ， 首先进行 动画编导 ， 对于产品采取全景漫游 ， 并环形浏览一周 ， 排相邻 的配件之 间的工作原理以及 工作 流程 。只有把握 了这些 ， 对 于产 品的整体概况做大致 的了解 ， 才 并对产 品的某个部分进行局部 能在 电脑上合理 的进行动画编导。在动画编导过程 中 ， 也要注意对 方 法 ， 次根 据模 拟产品的工作流程探究产 品设计 的合理性 ， 其 并对 于各个 细节的把握 ，对于整个流程 的俯 瞰可以发现细微之处 的错 其中不 当之处进行改正。最后将设计好 的产品进行数据分析 ， 最后 制造出成 品。 误 。可见 ， 画编导是进行 三维动画的关键 。 动 其次是收集 相关 的资料 。资料的收集主要包 括以下几个部分 ， 结束 语 根据设计人员 的特点 以及模 型的具体要求 ， 选择适合 的软件进 收集路径 ， 跨越情况 ， 电设备 ， 机 装置流程 以及基础等设施 的三维几 何 尺寸和色彩 ， 材质 ， 光泽等等 。对于这些资料 ， 我们可 以从 网上进 行合理 的建模 ， 再通过后续 的一 系列 加工制作 ， 就能 够对 产品进行