CATIA三維機械模型動畫設計
動畫製作是CATIA軟件很好的拓展與發揮，具有重要的現實意義與發展前景。下面是小編分享的CATIA三維機械模型動畫設計，歡迎大家閲讀.
1前言
隨着眾多三維軟件的開發，創建三維模型的技術得到了廣泛應用，提高了裝配過程的可視性及精確性，在大型產品的設計中顯得尤為重要。其中CATIA軟件是法國Dassault公司開發的一套完整的3DCAD/CAM/CAE一體化軟件，在航空航天、汽車輪船及機械製造領域有了廣泛的應用。在CATIA建模基礎上，生成脱離軟件環境，並可在Windows環境下獨立運行的動畫，對模型運動測試、干涉檢查及產品發佈，有着重要作用。
2模型的建立
動畫製作要求先用CATIA軟件建立完整模型，並且為了動畫的美觀，需要賦予模型材料、顏色等屬性並進行渲染。模型內部有運動要求的部件要有裝配關係，不能設計成同一零件(part)，當然在同一個模型裏，產品(product)與產品(product)之間也可以實現相互的.運動。
3動畫製作
CATIA模型的動畫製作可以有三種設計思路，分別是:視頻錄製器(VideoＲecorder)，電子樣機技術(DMU—DigitalMockup)和3DVIAcomposer軟件的應用。對於CATIA模型來説，這三種是最為簡便且行之有效的製作方法。
3．1視頻錄製器
CATIA環境下，可以通過【工具】(Tools)—【圖像】(Image)—【視頻】(Video)操作，打開視頻錄製器，按電影格式錄製屏幕上設計人員的操作，自動生成AVI格式動畫。
3．2電子樣機技術(DMU—DigitalMockup)
電子樣機技術(DMU—DigitalMockup)是CATIA自帶的運動仿真模塊，通過該模塊中DMU運動機構模擬(DMUkinematics)功能，可以實現對裝配模型進行模擬、分析和仿真，同時生成AVI格式動畫。設計思路就是，利用裝配件間的約束關係，將驅動部件的運動通過逐級傳遞，實現整個機構的動作。首先在裝配設計(AssemblyDesign)模塊裏建立完整的裝配約束關係(Constraints)。然後切換到電子樣機技術(DigitalMockup)模塊DMU運動機構模擬(DMUkinematics)功能，開始定義機構運動機制(mechanism)。利用裝配約束轉換(AssemblyConstraintsConversion)，將裝配約束轉換成運動約束(ＲevoluteJoint)，因為裝配約束已經定義好了，採用自動轉換(AutoCreate)。第三步定義驅動機構(Drive)。選擇合適的零部件作為初始的動作機構，設置動作參數，驅動與之有運動關係的零部件傳遞相應動作，形成完整運動。第四步可以使用仿真(simulation)製作機構仿真及動畫。當然，也可以直接在DMUkinematics模塊裏直接定義運動約束關係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自身功能來實現動畫製作，實際上Dassault公司開發了專門利用3D數據創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。catia模型可以直接在3DVIAcomposer上打開與編輯，該軟件可作為CATIA製作動畫的擴展軟件來使用。設計思路有兩種:(1)利用【視圖】—【創建視圖】操作，把視圖區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中所有可視零件。根據要播放的畫面順序，依次創建多張視圖，然後將創建的視圖拖入時間軸區作為幀，選擇合適播放速度的時間間隔，軟件會自動填補各幀間的連續動作，最後將文件另存為AVI格式生成動畫。(2)通過在時間軸裏直接創建關鍵幀操作，生成動畫。關鍵幀是構成動畫的基本組成單元，每個關鍵幀對應動畫的相應動作，3DVIAcomposer包含三種關鍵幀，可以記錄模型的位置、屬性、視角、方位、特徵。根據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置關鍵幀，將文件另存為AVI格式生成動畫。
4三種方法的比較
視頻錄製器簡單易學，但表現力弱，生成的動畫展示效果有限，只是如實記錄下設計人員在屏幕上的每一步操作，所以多用於簡單裝配、視角轉動以及配合DMU模塊製作動畫使用。DMU模塊製作動畫的優點在於，其自身擁有運動仿真功能，可以完整、真實的展現機構間的運動傳遞關係，便於干涉檢查，通過驅動運動的創建就可以自動完成所有運動動作，不需人為干預。缺點在於對模型約束關係，也就是運動副的完整性、有效性有嚴格要求。對於大型裝配模型來説，約束眾多，從而容易造成由於約束關係的不完整及不合適而報錯，無法生成整個運動的動畫的結果。DMU模塊要求正確選擇驅動，從驅動的初始動作到最終動作的實現，之間傳遞過程基於嚴格的數學映射關係，而反之則無法完整實現。3DVIAcomposer優點在於專業的動畫製作功能，在展現模型的裝配關係、爆炸視圖及突出細節方面有強大表現力。缺點在於相較CATIA環境，對於模型的修改比較麻煩，建議模型的修改在CATIA環境下完成，在3DVIAcomposer環境下更新對應的幾何體和角色。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量。
