基于CATIA的互補色體視圖的繪制方法

楊 敏， 楊 萍

（1.青海民族大學 繼續教育（職業技術）學院，青海 西寧 810007，2.青海省地方病預防控制所，青海 西寧 811602）

引言

體視圖是具有深度感的透視圖。應用中心投影法繪制的透視圖能區分上下、左右，有立體感，缺點是不能感知深度。若以人的雙眼［1］為“投影中心”，把某物體投射到一個平面上將得到左右視點的圖像，觀看時使左右兩只眼睛只能分別看到這兩個投影，由于生理和心理的作用，人的大腦中就會產生能感知深度的立體映象。為此，需采用液晶眼鏡或互補色眼鏡觀察。前者硬件系統比較復雜、昂貴；后者雖顏色單一，但硬件只用互補色濾色眼鏡，非常適合制作教材插圖或教學積件［2－3］。目前，主要應用 AutoCAD 等軟 件［4－9］繪 制此類體視圖，但生成復雜模型的效果圖仍相當困難。本文首次提出使用CATIA人機模塊［10］視野窗口，生成左、右眼透視投影，再通過Photoshop合成為互補色體視圖，起點低、效率高、精度高。

1 投影的獲取

1）打開CATIA人機工程學模塊，新建人體模型和零件。CATIA V5R20提供了美、加、法、日、韓、德、中（臺灣）共7國人的男女模型，文中選中國人類型。

3）設置視野窗口的屬性。通過鼠標右擊視野窗口裝飾外圍區域獲得；若在CATIA V5R14～16的較低版本環境下，視野窗口的屬性需在樹狀目錄的視野條目獲得。現以“左紅”（左眼可見紅色模型）為例，先將零件模型修改為紅色，并設置視野窗口屬性的視野范圍類型為左眼，通過視野窗口的捕獲菜單功能（見圖1），可將“左紅”圖象保存為BMP格式文件。類似可得右眼所見的“右綠”圖象。此處僅用視野范圍類型分別選左、右眼便實現了雙視點同時產生兩幅透視圖——體視圖（對）。

圖1 生成左眼透視投影

2 投影的合成

在PhotoShop環境下合成“左紅”、“右綠”圖象的方法：分別打開前面生成的“左紅”和“右綠”圖象，將其中一張圖相應圖層的不透明度調節為50%，再將兩圖合成至同一位置（見圖2）。戴紅綠互補色眼鏡觀看，精準地實現了形體“躍”出紙面的立體效果。

圖2 生成體視實體圖

3 必要設置

1）為滿足戴紅綠眼鏡觀察圖象的需要，需設置CATIA背景為黑色。

2）為使體視圖（對）圖形外圍黑色范圍能滿足需要，可在確認零件位于可視范圍及合適方位的前提下取消視野窗口顯示設置欄的裝飾外圍。

3）若需要表達零部件點、線、面關系，可設置“左紅”和“右綠”圖象顯示模式為線框。

4）為增大像素，需設置視野窗口比例為較大值，本文使用的CATIA V5R20可選范圍0.1～2.4，CATIA V5R14～17中是0.1～3.0。結合前面關于視野窗口屬性與版本的聯系，推薦CATIA V5R17為用CATIA實現互補色體視圖的首選版本。

4 結語

應用CATIA生成左、右眼透視投影并在PhotoShop下合成實現繪制互補色體視圖的方法，比使用AutoCAD或3Dmax的設置相機法便捷，機械特質表達得更加充分。

［1］ 張宇輝，呂國強，胡躍輝，等.立體顯示的雙目模型算法及實現［J］.計算機工程與應用，2006（35）：65－67.

［2］ 楊敏.機械制圖課輔助教學手段比較［J］.機械管理開發，2008，23（6）：152，154.

［3］ 楊敏.“積件”瀏覽器的制作及其在課堂教學中的應用［J］.中國現代教育裝備，2008（6）：52－53.

［4］ 梁煥武.制作三面投影形體體視圖的一種新方法［J］.黑龍江商學院學報，1990（4）：34－37，41.

［5］ 張培忠，王慧.利用AutoCAD軟件繪制體視圖方法［J］.山東建材學院學報，1998，12（3）：271－274.

［6］ 陳興義.水平體視圖圖幅分析及計算作圖法［J］.遼寧工程技術大學學報，2003，22（5）：695－697.

［7］ 游步東，鐘浩亮，徐銘政，等.Autolisp在開發V畫面體視圖自生成系統中的應用［J］.南昌大學學報（工科版），2003，25（3）：29－33.

［8］ 韓變枝.計算機繪制工程實體體視圖的理論與實踐研究［D］.太原理工大學，2001.

［9］ 黃心淵.虛擬現實技術與應用［M］.北京：科學出版社，1999.

［10］ 楊敏，楊萍，夏恒，等.機車乘務員上車腳梯位置的工效學分析［J］.人類工效學，2014，20（3）：72－74.