CATIA三维机械模型动画设计

时间：2020-09-28 11:38:58 动画设计我要投稿

CATIA三维机械模型动画设计

　　动画制作是CATIA软件很好的拓展与发挥，具有重要的现实意义与发展前景。下面是小编分享的CATIA三维机械模型动画设计，欢迎大家阅读.

　　1前言

　　随着众多三维软件的开发，创建三维模型的技术得到了广泛应用，提高了装配过程的可视性及精确性，在大型产品的设计中显得尤为重要。其中CATIA软件是法国Dassault公司开发的一套完整的3DCAD/CAM/CAE一体化软件，在航空航天、汽车轮船及机械制造领域有了广泛的应用。在CATIA建模基础上，生成脱离软件环境，并可在Windows环境下独立运行的动画，对模型运动测试、干涉检查及产品发布，有着重要作用。

　　2模型的建立

　　动画制作要求先用CATIA软件建立完整模型，并且为了动画的美观，需要赋予模型材料、颜色等属性并进行渲染。模型内部有运动要求的部件要有装配关系，不能设计成同一零件(part)，当然在同一个模型里，产品(product)与产品(product)之间也可以实现相互的运动。

　　3动画制作

　　CATIA模型的动画制作可以有三种设计思路，分别是:视频录制器(VideoＲecorder)，电子样机技术(DMU—DigitalMockup)和3DVIAcomposer软件的应用。对于CATIA模型来说，这三种是最为简便且行之有效的制作方法。

　　3．1视频录制器

　　CATIA环境下，可以通过【工具】(Tools)—【图像】(Image)—【视频】(Video)操作，打开视频录制器，按电影格式录制屏幕上设计人员的操作，自动生成AVI格式动画。

　　3．2电子样机技术(DMU—DigitalMockup)

　　电子样机技术(DMU—DigitalMockup)是CATIA自带的运动仿真模块，通过该模块中DMU运动机构模拟(DMUkinematics)功能，可以实现对装配模型进行模拟、分析和仿真，同时生成AVI格式动画。设计思路就是，利用装配件间的约束关系，将驱动部件的运动通过逐级传递，实现整个机构的动作。首先在装配设计(AssemblyDesign)模块里建立完整的装配约束关系(Constraints)。然后切换到电子样机技术(DigitalMockup)模块DMU运动机构模拟(DMUkinematics)功能，开始定义机构运动机制(mechanism)。利用装配约束转换(AssemblyConstraintsConversion)，将装配约束转换成运动约束(ＲevoluteJoint)，因为装配约束已经定义好了，采用自动转换(AutoCreate)。第三步定义驱动机构(Drive)。选择合适的零部件作为初始的动作机构，设置动作参数，驱动与之有运动关系的零部件传递相应动作，形成完整运动。第四步可以使用仿真(simulation)制作机构仿真及动画。当然，也可以直接在DMUkinematics模块里直接定义运动约束关系替代约束转化的操作。

　　3．3利用3DVIAcomposer软件

　　以上两种操作方法均是利用CATIA自身功能来实现动画制作，实际上Dassault公司开发了专门利用3D数据创建视角和动画的软件———3DVIAcomposer，与CATIA软件有很好的无缝式接口对应。catia模型可以直接在3DVIAcomposer上打开与编辑，该软件可作为CATIA制作动画的扩展软件来使用。设计思路有两种:(1)利用【视图】—【创建视图】操作，把视图区模型以照片形式保存，通过照片生成动画。该视图包含视角方位、模型属性以及视图区中所有可视零件。根据要播放的画面顺序，依次创建多张视图，然后将创建的视图拖入时间轴区作为帧，选择合适播放速度的时间间隔，软件会自动填补各帧间的连续动作，最后将文件另存为AVI格式生成动画。(2)通过在时间轴里直接创建关键帧操作，生成动画。关键帧是构成动画的基本组成单元，每个关键帧对应动画的相应动作，3DVIAcomposer包含三种关键帧，可以记录模型的位置、属性、视角、方位、特征。根据动画播放速度及每幅画面的.停顿时间，选择合适的时间间隔设置关键帧，将文件另存为AVI格式生成动画。

　　4三种方法的比较

　　视频录制器简单易学，但表现力弱，生成的动画展示效果有限，只是如实记录下设计人员在屏幕上的每一步操作，所以多用于简单装配、视角转动以及配合DMU模块制作动画使用。DMU模块制作动画的优点在于，其自身拥有运动仿真功能，可以完整、真实的展现机构间的运动传递关系，便于干涉检查，通过驱动运动的创建就可以自动完成所有运动动作，不需人为干预。缺点在于对模型约束关系，也就是运动副的完整性、有效性有严格要求。对于大型装配模型来说，约束众多，从而容易造成由于约束关系的不完整及不合适而报错，无法生成整个运动的动画的结果。DMU模块要求正确选择驱动，从驱动的初始动作到最终动作的实现，之间传递过程基于严格的数学映射关系，而反之则无法完整实现。3DVIAcomposer优点在于专业的动画制作功能，在展现模型的装配关系、爆炸视图及突出细节方面有强大表现力。缺点在于相较CATIA环境，对于模型的修改比较麻烦，建议模型的修改在CATIA环境下完成，在3DVIAcomposer环境下更新对应的几何体和角色。DMU模块及3DVIAcomposer在生成的动画时要选择合理的压缩程序以及压缩比，这样既防止不必要的软件报错，同时又可以兼顾文件大小以及画面质量。

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