機械設計中三維動畫的創作與應用

摘 要：伴隨著現今信息技術的發展，計算機在市場上所占有的價額比例正處于不斷下滑趨勢，各類行業都將計算機納入到了普通的工作環境之中，成為工作、學習、生活的好幫手。機械設計工作在傳統的設計過程中，都是根據實物的分析從中尋找出所蘊含的規律，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，使得計算機的設計水平得到了突破性發展，而對于機械設計的規律尋找、新事物的探索無非是提供了最好的應用條件。

關鍵詞：機械設計；三維動畫；實物模擬；計算機應用

在機械設計方面，將三維的動畫運用到設計過程之中，能夠使真實的模型以動畫的形式展現在人們的眼前，而設計者即可以根據該三維動畫模型，對零件或者設計元素的相互運動關系進行分析，這不僅促進了總體設計框架結構的合理把握，而且能夠處理一些細微存在的不足之處，通過三維動畫的應用，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品的質量，同時省時省力的進行創作。

1 對于三維動畫的創作過程分析

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

動畫的編導方面，它是屬于機械設計前期的一個準備過程。設計者通過對產品的大概的結構、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，都將其設為一個場景，并根據這個情況對于其中產品產生的工作原理進行展示分析。在進行動畫編導時，要對所設計的產品外觀進行大概的了解，與此同時，還要對所設計的零件與零件間工作原理和流程進行適當的安排。只有做好了這些工作，在電腦上將設計模型進行動畫編導就更為適應了。此外，在設計編導過程中，對細節的把握要到位，瀏覽整個流程，既可以有效的發現其中所出現的細微錯誤。

然后是針對于對相關所涉及到的設計資料的收集整理。通常情況下，我們一般根據對所收集的路徑、所跨越的實際情況、設備問題、裝置的具體裝配流程以及設計內容基本要求等設施尺寸大小、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造的真實性。最后的是對產品設計內容進行模型的建立。

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，其設計水平就相對而言不高，對產品的要求也是較低的，另外擁有一些比較復雜的，像這類方式對模型的要求就盡可能的讓所設計的模型與實際的產品相接近，因此在設計的過程中，其難度是相對較大的，同時也是比較耗時的。首先是第一類，要先將所要修整調整的模型創建好，利用相關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，不然就很容易出現錯誤的情況。其次是第二類。通過函數在客戶端所創建的對象，利用這些對象來促使實體的構建以及編輯。在對子對象進行創建與編輯的以及實體的構建，通過利用軟件內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，節省時間。而這種方法就適合所創建的模型結構比較單一的，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計模塊，他可以根據所設計的零件不同，進行不同方法的改進，對設計的要求就簡化了。通過對其的應用，能夠將一些相對復雜性的零件進行繪制，而且還能夠便于3D圖和2D圖間的轉換，同時還能夠根據立體圖形轉成2D三視圖。而AutoCAD軟件是Autodesk公司開發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換聯系在一起。AutoCAD軟件最為主要針對的是二維的設計方面，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則的物體，AutoCAD的功能會顯得比SOLIDWORKS/PRO/E，UG等更加具有優勢。其最為主要的特點就在于它擁有高精度的數字輸入功能，能夠將坐標進行精確的捕捉，對于模型精度要求相對較高的比較適合。在設計過程中，設計者可以根據設計人員本身的特點，同時對所建模的物品，參照模型的設計要求，選擇適合的建模軟件，對于簡單的有規則的設備，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，而對于結構相對較為復雜的非規則性物體則直接選用SOLIDWORKS/PRO/E，UG等進行建模設計工作。

3 在機械設計過程中，三維軟件的具體應用

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

4 結束語

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

參考文獻

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