機械設(shè)計中三維動畫的創(chuàng)作與應(yīng)用

摘 要：伴隨著現(xiàn)今信息技術(shù)的發(fā)展，計算機在市場上所占有的價額比例正處于不斷下滑趨勢，各類行業(yè)都將計算機納入到了普通的工作環(huán)境之中，成為工作、學(xué)習(xí)、生活的好幫手。機械設(shè)計工作在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，都是根據(jù)實物的分析從中尋找出所蘊含的規(guī)律，而這樣就促使了時間、勞動力的消耗，顯得即費時又費力，而通過計算機三維動畫，對實物進行模擬，這種方法就對耗時耗力的情況進行了改善，使得計算機的設(shè)計水平得到了突破性發(fā)展，而對于機械設(shè)計的規(guī)律尋找、新事物的探索無非是提供了最好的應(yīng)用條件。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；三維動畫；實物模擬；計算機應(yīng)用

在機械設(shè)計方面，將三維的動畫運用到設(shè)計過程之中，能夠使真實的模型以動畫的形式展現(xiàn)在人們的眼前，而設(shè)計者即可以根據(jù)該三維動畫模型，對零件或者設(shè)計元素的相互運動關(guān)系進行分析，這不僅促進了總體設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的合理把握，而且能夠處理一些細(xì)微存在的不足之處，通過三維動畫的應(yīng)用，可以有效的尋找出不足之處，并予以改正。才能盡可能的保證產(chǎn)品的質(zhì)量，同時省時省力的進行創(chuàng)作。

1 對于三維動畫的創(chuàng)作過程分析

在機械設(shè)計過程中，所運用的三維動畫基礎(chǔ)，計算機必須要保證在win95以上，相關(guān)的三維設(shè)計軟件必須要配有，比如SolidWorks、pro/e，UG等。而對于其設(shè)計過程我們可以分為幾步來實現(xiàn)，首先是針對于動畫的編導(dǎo)方面；其次，是對相關(guān)所涉及到的設(shè)計資料的收集整理；最后，是設(shè)計對象的模型建立。

動畫的編導(dǎo)方面，它是屬于機械設(shè)計前期的一個準(zhǔn)備過程。設(shè)計者通過對產(chǎn)品的大概的結(jié)構(gòu)、輪廓情況，通過三維動畫形式先刻畫出來，對回路中的某些單一路線，都將其設(shè)為一個場景，并根據(jù)這個情況對于其中產(chǎn)品產(chǎn)生的工作原理進行展示分析。在進行動畫編導(dǎo)時，要對所設(shè)計的產(chǎn)品外觀進行大概的了解，與此同時，還要對所設(shè)計的零件與零件間工作原理和流程進行適當(dāng)?shù)陌才拧Ｖ挥凶龊昧诉@些工作，在電腦上將設(shè)計模型進行動畫編導(dǎo)就更為適應(yīng)了。此外，在設(shè)計編導(dǎo)過程中，對細(xì)節(jié)的把握要到位，瀏覽整個流程，既可以有效的發(fā)現(xiàn)其中所出現(xiàn)的細(xì)微錯誤。

然后是針對于對相關(guān)所涉及到的設(shè)計資料的收集整理。通常情況下，我們一般根據(jù)對所收集的路徑、所跨越的實際情況、設(shè)備問題、裝置的具體裝配流程以及設(shè)計內(nèi)容基本要求等設(shè)施尺寸大小、色澤材料、顏色與光澤度的情況進行分析，在機械設(shè)計的三維動畫過程中，充分考慮這些元素的作用，以此促進三維動畫創(chuàng)造的真實性。最后的是對產(chǎn)品設(shè)計內(nèi)容進行模型的建立。

一般情況下，對于模型的建立方式有許多種方式，在這些方式之中，擁有簡單適用的，其設(shè)計水平就相對而言不高，對產(chǎn)品的要求也是較低的，另外擁有一些比較復(fù)雜的，像這類方式對模型的要求就盡可能的讓所設(shè)計的模型與實際的產(chǎn)品相接近，因此在設(shè)計的過程中，其難度是相對較大的，同時也是比較耗時的。首先是第一類，要先將所要修整調(diào)整的模型創(chuàng)建好，利用相關(guān)的比例對其基本的要素或者尺寸進行修改。此類方法比較容易、清晰，但是它對尺寸范圍的把握比較明確，不然就很容易出現(xiàn)錯誤的情況。其次是第二類。通過函數(shù)在客戶端所創(chuàng)建的對象，利用這些對象來促使實體的構(gòu)建以及編輯。在對子對象進行創(chuàng)建與編輯的以及實體的構(gòu)建，通過利用軟件內(nèi)部的宏功能就可以促使其成功編輯，這種方法相對來說比較省力，節(jié)省時間。而這種方法就適合所創(chuàng)建的模型結(jié)構(gòu)比較單一的，建模步驟相對來說比一些零件要好很多。

2 對于軟件的選擇

就目前來看，最為常用的機械三維軟件有AutoCAD、SolidWorks/PRO/E，UG等等。以SolidWorks軟件為例，它擁有針對于機械零件的設(shè)計模塊，他可以根據(jù)所設(shè)計的零件不同，進行不同方法的改進，對設(shè)計的要求就簡化了。通過對其的應(yīng)用，能夠?qū)⒁恍┫鄬?fù)雜性的零件進行繪制，而且還能夠便于3D圖和2D圖間的轉(zhuǎn)換，同時還能夠根據(jù)立體圖形轉(zhuǎn)成2D三視圖。而AutoCAD軟件是Autodesk公司開發(fā)的在世界影響力同樣很深的一種能夠繪制二維以及三維的繪圖工具，與SOLIDWORKS/PRO/E，UG等之間可以通過格式轉(zhuǎn)換聯(lián)系在一起。AutoCAD軟件最為主要針對的是二維的設(shè)計方面，在三維上只是涉及到部分而已，雖然在三維建模上比SOLIDWORKS/PRO/E，UG等稍微差一點，但是相對一些比較有規(guī)則的物體，AutoCAD的功能會顯得比SOLIDWORKS/PRO/E，UG等更加具有優(yōu)勢。其最為主要的特點就在于它擁有高精度的數(shù)字輸入功能，能夠?qū)⒆鴺?biāo)進行精確的捕捉，對于模型精度要求相對較高的比較適合。在設(shè)計過程中，設(shè)計者可以根據(jù)設(shè)計人員本身的特點，同時對所建模的物品，參照模型的設(shè)計要求，選擇適合的建模軟件，對于簡單的有規(guī)則的設(shè)備，可以將其利用AutoCAD軟件繪制而出然之后通過SOLIDWORKS/PRO/E，UG等進行渲染，制作成三維動畫，而對于結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜的非規(guī)則性物體則直接選用SOLIDWORKS/PRO/E，UG等進行建模設(shè)計工作。

3 在機械設(shè)計過程中，三維軟件的具體應(yīng)用

在機械設(shè)計過程中，把三維動畫創(chuàng)作納入其中，就是通過上述幾個步驟得以實現(xiàn)，先是對所設(shè)計的產(chǎn)品進行動畫編導(dǎo)，做好機械設(shè)計前期的準(zhǔn)備工作，其次是對產(chǎn)品采用全景漫游的形式瀏覽產(chǎn)品整體，將產(chǎn)品的整體運行情況進行詳細(xì)分析，并對所設(shè)計的產(chǎn)品整體有大致的了解，并且通過所建立的三維模型，對設(shè)計過程中存在的細(xì)節(jié)或者是一些沒有考慮到的問題進行詳細(xì)分析，其次在對產(chǎn)品模型的工作流程和設(shè)計的合理程度進行檢驗，將不正確的地方予以改正，最后設(shè)計出成品。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)今機械設(shè)計的過程中，將三維的動畫創(chuàng)作與設(shè)計過程相結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，在時間、人力的耗費上都有了很大程度的改善作用，為設(shè)計人員創(chuàng)造新的產(chǎn)品提供了有效的作用，在產(chǎn)品設(shè)計過程之中，根據(jù)設(shè)計者自身的特點以及設(shè)計模型的要求，對適合該模型建立的軟件進行合理的選擇，再通過后續(xù)的加工制造將設(shè)計過程變得更加合理，能對產(chǎn)品生產(chǎn)之前進行模擬操作，為產(chǎn)品提供了更多有效的優(yōu)化方案，這對于工廠或者所設(shè)計的產(chǎn)品來說，在其效益上、質(zhì)量上以及實用性上都有了很大的提升。

參考文獻

[1]劉莉.淺談機械設(shè)計中三維動畫創(chuàng)作與應(yīng)用[J].核動力工程，2003（2）.

[2]韓亞峰.機械設(shè)計中三維動畫創(chuàng)作與應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息，2012（24）.

[3]梁政.三維動畫創(chuàng)作的課程設(shè)計與教學(xué)研究[J].美術(shù)界，2011（4）.

[4]倪卉蘭.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011（20）.