SolidWorks Animator 動畫製作

tags: SolidWorks 動畫製作    時間:2014-03-07 09:53:12
SolidWorks Animator 動畫製作簡介
solidworks是一款功能強大的中高端CAD軟體,方便快捷是其最大特色,特別是自solidworks2001后內置的animator插件,秉承solidworks一貫的簡便易用的風格,……
SolidWorks Animator 動畫製作正文

solidworks是一款功能強大的中高端CAD軟體,方便快捷是其最大特色,特別是自solidworks2001后內置的animator插件,秉承solidworks一貫的簡便易用的風格,可以很方便的生成工程機構的演示動畫,讓原先呆板的設計成品動了起來,用最簡單的辦法實現了產品的功能展示,增強了產品的競爭力以及與客戶的親和力。光說不做不能讓大家完全領略animator的魅力,讓我帶大家實際做一個動畫,親身感受一下animator的方便快捷吧。

要想在solidworks中使用animator必須手動啟動,系統默認在啟動時沒有啟動animator。方法如下:進入 工具--插件--在animator前的複選框上打勾,點擊確定就行了。這時在屏幕上會出現animator的工具欄。這樣我們就啟動了animator,並且以後它會和solidworks一起啟動。

animator工具欄第一部分是動畫設置工具,用來設置完成動畫的路徑,第二部分是動畫播放控制工具,原理和家用的影碟機類似,第三部分是錄製動畫部分,可以將做好的動畫渲染成影像文件,最後是屏幕捕捉部分。另外,工具欄上的所有按鈕對應的功能在屏幕頂部animator菜單中也能找到。

animator提供了動畫嚮導,利用它可以很輕鬆的製作出模型旋轉以及爆炸視圖動畫。點擊工具欄上的動畫嚮導按鈕,出現“選擇動畫類型”對話框,只要按照計算機提示以及幫助,就能很方便的生成旋轉及爆炸動畫,我就不細講了,幫助文件講的比我還詳細。

以上的動畫製作過程很簡單,但是不能滿足複雜的路徑動畫要求,這就需要對零件設置路徑點來精確實現路徑動畫。先說說什麼是路徑動畫,路徑動畫是指零件沿著設計者指定的路徑運動,零件路徑的變化由路徑點實現,這和3Dmax等三維動畫軟體的關鍵幀很相似,舉個簡單的例子,一個球從高空落地再彈起,這個過程需要兩個關鍵幀(路徑點),第一個是在球落地瞬間,另一個是球彈起后的最高點,設置好這兩個關鍵幀(路徑點),球在其間的運動軌跡由計算機計算完成,就solidworks來說,路徑點就是零件由一種運動狀態轉為另一種運動狀態的轉折點,這裡的運動狀態是廣義的,包括運動類型,極限位置,速度等等。說了這麼多理論,我們來實際操作一下吧。

這個裝配體文件是一個帶有輪子,在軌道上運行的機械手,我們要做一個機械手從軌道一端滑動到另一端,同時機械手臂展開的動畫,這個動畫包括了零件的移動,轉動和滾動,基本上使用了animator的全部功能,同時還用了solidworks一些其他功能(本文不詳述)。還有一點要說明的就是正確的實現動畫有一個總的前提,就是必須完整地為裝配體設置好正確的配合關係,否則在設置動畫時,會有很多麻煩,比如,完全定義的零件是不能被移動的。

先做機械手滑動過程及展開動畫.仔細分析一下整個動作,可以看出整個過程有兩個關鍵幀,一個是啟動,機械手開始滑動和展開。另一個是完成展開動作,同時滑到軌道另一端。好了,大致框架出來了。下面選擇要動畫的零件,animator的動畫設置流程就是選擇要設置動畫的零件--設置路徑點--選擇另一個零件--設置路徑點--。。。可以看出本例中機械手作為一個整體在運動,我們可以選擇機械手上的任意零件

 

進行動畫設置,solidworks通過先期設定好的配合關係保證其他的零件按正確的路徑和被選零件一起運動(這時就看出正確配合關係的重要性了)。在選擇要動畫的零件時,不必在feature manager設計樹中選擇,我們可以通過更簡潔明了的animation manager選擇,單擊屏幕左下方的animation manager選項卡進入,選擇要動畫的零件,這裡選擇機械手指ed部件,可以看見ed變為綠色,此時animator工具欄中的第二個按鈕--“生成路徑”可用了,點擊進入生成路徑對話框,第一欄是路徑名稱,如果動畫設計的零件很少,就可以使用默認的名字,這裡是ed-1-1。

下面就是生成路徑點的設置框了,根據先前的分析,機械手的初始位置就是第一關鍵幀,所以點擊“添加路徑點”按鈕,為ed添加了第一個路徑點。此時“當前路徑大小”顯示為1。下面添加第二個路徑點。這需要零件移動工具幫忙。!!不要關閉生成路徑的對話框!!點擊移動零部件按鈕,拖動ed,這時會帶動整個機械手一起滑動,拖至軌道終點,並將ed向垂直於軌道的方向拖動使機械手展開,這就是機械手動作完成時的最終位置,這裡要注意一點,在被拖動零件活動範圍很大,像本例中的ed,以及裝配體很複雜的情況下,用自由拖動方式拖動零件會出現很多意想不到的情況,這時可以通過拖動其他零件,或多多利用solidworks裝配體中的零件固定/浮動來順利實現位置的擺放,比如本例中拖動底座使ed到達軌道終點,以及拖動ed使機械手展開時將底座設為固定等。在生成路徑的對話框保持打開的情況下,animator只記錄被選零件的位置,其他零件的位置改動不會被記錄下來,所以為了簡化定位工作,我們要儘可能地拖動活動範圍小的零件使被選零件達到指定位置。現在點擊“添加路徑點”按鈕為機械手添加第二個路徑點。如果你要製作某個零件轉動一周的動畫可以將“重複開始路徑作為結束路徑點”複選項選中,這樣animator自動用第一個路徑點零件的位置覆蓋最後的路徑點,保證零件完整地旋轉一周。在時間設定欄中設定延遲時間為1秒,時間長度為15秒,延遲時間就是從動畫開始到零件運動的間隔,這樣可以給觀看者一個緩衝的時間,保證能看清楚剛開始的動作,一般1秒就足夠了。比較遺憾的是animator沒有對路徑點之間的時間控制功能,這裡的時間長度是指整個動畫的時間長度,不是兩兩路徑點之間的時間間隔,。點擊完成關閉對話框。此時animator記錄下了需要生成動畫的全部路徑點,在路徑點之間的動畫就麻煩計算機它老人家計算了

現在animator工具欄中的動畫播放控制按鈕就可用了,點擊一下播放,就可以在界面中看到計算機即時演算的動畫了,簡單吧?此時在animation manager中可以看見在ed的分支下多了一個名為ed-1-1的動畫,在這裡我們可以管理已生成的動畫,右鍵點擊生成的動畫,會出現幾個選項:所經路徑就是把動畫播放一遍;編輯路徑是對路徑進行修改,插入或刪除路徑點。在“沿路徑移動”設置欄中選擇要編輯的路徑點,然後在“動作”中選擇要修改的類型:1.更新當前路徑點--以對象當前的位置參數來

 

更新路徑點。2.刪除當前路徑點-- 將當前的路徑點刪除。3.在當前路徑點前插入-- 在對象當前的位置之前插入一個新的路徑點。4.在當前路徑點后插入-- 在對象當前的位置之後插入一個新的路徑點;至於刪除路徑,我就沒必要說明了,另外,在animator菜單中還有一個選項--刪除所有路徑,使用時要小心。

大家可以根據以上方法觸類旁通,假如設計要求是等機械手滑動到軌道終點時再展開,這時ed就需要三個路徑點:軌道起點,軌道終點,展開后的極限位置。這和上面做的動畫就不太一樣了,機械手不是邊滑動邊展開,而是等滑動到軌道終點才開始展開

下面介紹一下滾動零件的動畫製作,animator沒有專門設置滾動的功能,我是在實際使用中摸索出了一點用路徑點實現滾動的經驗,拿出來和大家共同切磋,以機械手底座典型零件---輪來說吧,首先我在軌道外側做了一排枕木,枕木的間隔大約是輪的四分之一周長(這可以由計算精確控制),用來參考輪的滾動長度,輪滾動一周要經過五塊枕木,每經過一塊枕木時都有一個孔和它對齊,最後1號孔和5號枕木對齊,所以這個過程要四個路徑點然後將輪拖動至軌道起始端,為了方便說明,我將這五塊枕木編號為12345。相應地將輪面上的孔也編號為1234,現在將一號孔與一號枕木對齊,添加第一個路徑點(這裡就不再詳述如何加路徑點了),然後再定位1號孔於2號枕木上方,為了避免在拖動時轉動輪子,可以通過拖動底座來定位1號孔,現在為了表現出輪子的滾動,要將2號孔轉至對齊2號枕木的位置上,先將底座設為固定,然後轉動輪將2號孔對齊2號枕木,添加第二個路徑點,解除底座的固定狀態。以此類推,對3,4號孔添加路徑點,完成輪子轉動一周的動畫,現在1號孔和5號枕木對齊了,此時不用在添加路徑點了,因為輪子又回到了初始狀態,我們可以使用宏操作繼續設置輪子的第二周滾動動畫,關於宏的操作這裡就不細講了。有幾點問題要說明:1,由於animator的功能局限性,上述製作過程的定位不是非常精確的,基本上還處於目測的水平,如果要製作零件精確的滾動動畫這個方法可能就不適用了。2,在設置這個動畫前,已經用配合將輪與軌道約束為“相切”。3,枕木是作為參照物而臨時添加的,設置完動畫可以刪除。以上的滾動動畫製作只是我個人的經驗,也許您還有更好的方法,歡迎與我交流。

最後說說如何將做好的動畫渲染成影像文件,使任何觀看者不用安裝solidworks而用普通的播放軟體就能收看作好的動畫。點擊animator工具欄中的錄製動畫按鈕,進入錄製動畫對話框。先為你的動畫命名,保存類型為microsoft AVI文件。在圖像渲染器欄中選擇photoworks緩衝區,這樣animator在渲染動畫時就會使用photoworks為裝配體設置的材質,燈光,背景,增加動畫的效果。屏幕大小可任意選擇,但是越高的解析度渲染越慢,一般800X600即可。每秒的動畫片數默認為7.5,這個速度產生的效果比較差,電視的幀數在25-30幀左右,這是最好的效果,太高也沒有意義,以我個人的經驗15幀應 是個底線。點擊保存,會彈出視頻壓縮對話框,可以使用計算機中安裝的壓縮程序對動畫進行壓縮。在壓縮程序下拉框

 

中可以看見本機的已有的壓縮程序,這裡選用microsoft video 1進行壓縮,每(K)幀數改為與動畫幀數相同,其他選項採用默認值就行。一般不要採用全幀(非壓縮),這樣會佔用大量的硬碟空間,我曾試過這種方式,結果一段15秒的動畫佔用了800M空間。另外如果您的計算機中安裝了divx mpeg4解碼器,可以採用這種方式壓縮,與microsoft video 1相比,同等畫質的動畫佔用的空間更小。好了,經過一番努力和漫長的等待,動畫渲染完成,快打開看看吧。

最後需要說明:在錄製動畫以前,先按一下“第一張動畫片”按鈕,這樣保證先渲染動畫的第一幀,而不是先渲染當前幀再開始從頭渲染。

以上是使用animator製作動畫的基本方法,還有幾點在這裡一併說明:

animator不是3dsmax,它的動畫功能雖然簡單但不是特彆強大,在為一個零件設置動畫時,必須一次性把所有路徑點設置完,否則當你第二次對該零件設置路徑點時,animator會覆蓋你第一次設置的一系列路徑點。

不要對兩個相互聯繫的零件分別設置動畫,這樣會發生奇怪的錯誤,有時裝配體會散架。

在渲染動畫前,如果你設置了延遲時間,請務必按一下“第一張動畫片”按鈕,否則渲染出的動畫的開始就是當前位置的靜止畫面,等延遲時間過後才開始真正動畫.

 

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