1 動(dòng)畫設(shè)計(jì)的應(yīng)用

　　在當(dāng)今產(chǎn)品開發(fā)過程中，通過協(xié)同作業(yè)來提高工程設(shè)計(jì)效率的做法非常普遍。當(dāng)中的信息交流傳遞也越來越重要。在三維設(shè)計(jì)軟件面世之前，工程圖樣包含了整個(gè)產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)信息，由于它起到的重要作用，其也被稱為工程語言。隨著產(chǎn)品升級(jí)更新的步伐不斷加快，產(chǎn)品本身構(gòu)造日益復(fù)雜，僅靠工程圖樣已無法表達(dá)設(shè)計(jì)者的全部意圖。當(dāng)以參數(shù)化為核心的Pro/ENGINEER提供了三維實(shí)體設(shè)計(jì)功能后，很快被廣大用戶接受。其中的Design Animation就可以在Pro/ENGINEER的裝配中把產(chǎn)品的現(xiàn)實(shí)情景以動(dòng)態(tài)的形式演示出來，即使交流的對(duì)方?jīng)]有CAD工作站，仍然可以通過從Animation輸出的MPG或JPG將其傳遞出去，這大大豐富了信息交流傳遞的內(nèi)容和方式。

　　雅達(dá)電子是世界知名企業(yè)愛默生集團(tuán)旗下的骨干公司，其主要產(chǎn)品電源系列一直處于業(yè)界領(lǐng)先水平。公司采用Pro/ENGINEER軟件做為唯一的三維設(shè)計(jì)工具已有4年時(shí)間。公司與客戶供應(yīng)商(包括PTC公司在內(nèi))一直保持良好的協(xié)作關(guān)系，并將之間定期的工程信息交流活動(dòng)當(dāng)作產(chǎn)品開發(fā)的一項(xiàng)重要內(nèi)容來進(jìn)行。

　　2 制作動(dòng)畫的一般過程

　　雖然Animation要在裝配中操作，但并不需要所有零件的3D實(shí)體特征全部完成后才可以進(jìn)行，因?yàn)榻?D實(shí)體詳細(xì)特征時(shí)，往往都已處于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體化階段。而Animation在這之前完成則是更好的選擇。

　　當(dāng)主要零件建成初始簡(jiǎn)單的3D模型后，即可進(jìn)行動(dòng)畫制作。當(dāng)3D實(shí)體修改變化時(shí)，因Pro/ENGINEER本身的相關(guān)性自動(dòng)會(huì)映射到裝配中，此時(shí)再將Animation重新生成，即可以使Animation反應(yīng)到產(chǎn)品的最新狀況。建議不要使用含有原始骨架模型的源裝配來制作動(dòng)畫?？梢愿鶕?jù)動(dòng)畫所要表達(dá)的重點(diǎn)做一個(gè)單獨(dú)的裝配檔案。因?yàn)樵囱b配中的裝配關(guān)系都是在零件建立的同時(shí)就被完全定義，一些動(dòng)畫效果需要在裝配中定義與源裝配不同的約束條件才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，新建裝配文件中零件的最終位置必須與源裝配保持一致。下面以雅達(dá)公司一型號(hào)為例，大致介紹Pro/ENGINEER 2001動(dòng)畫設(shè)計(jì)的制作過程。

　　該型號(hào)是一高功率電源，主要部件由面殼散熱器，底殼，2個(gè)風(fēng)扇組件，一個(gè)PCB組件以及一個(gè)電源插座構(gòu)成。如圖1所示。風(fēng)扇組件及PCB組件含有不同的零件組成。裝配關(guān)系是風(fēng)扇組件裝在面殼散熱器上，PCB組件及電源插座裝在底殼中，底殼最終固定在面殼上。各組件都是通過螺釘連接固定。

　　我們期望得到的動(dòng)畫效果包含的信息有 ：整機(jī)的裝配過程以及模擬風(fēng)扇的工作狀態(tài)，同時(shí)也展示主要零件的大致外形特征。這些正是供應(yīng)商、生產(chǎn)部門與客戶都關(guān)注的。顯然工程圖樣無法表達(dá)這些信息，實(shí)體裝配文件也不具備動(dòng)畫的動(dòng)態(tài)演示動(dòng)能。在該裝配中首先裝入的零件是面殼散熱器，需要把它與裝配文件的三個(gè)基準(zhǔn)面的關(guān)系全部定義，然后依次裝入其他子組件及零件。因?yàn)橐敵鲲L(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以扇葉的裝配連接需特別處理，以便定義伺服電動(dòng)機(jī)。

　　完成總裝配后，可以開始將各組件或零件拖動(dòng)到想要的位置并拍取快照保存，以供動(dòng)畫制作使用。在拖動(dòng)零件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)裝配關(guān)系把零件定義成不同的缺省主體，系統(tǒng)會(huì)以拖動(dòng)主體的方式來實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)零件?？梢酝蟿?dòng)除了Ground 以外的所有主體。如果定義的缺省主體與所期望值不同，則需要重新定義。

　　本例中的Ground是第一個(gè)裝入的零件面殼散熱器，如圖2所示。拖動(dòng)主體的操作類似于修改裝配中的分解狀態(tài)。但此處多出不少功能選項(xiàng)，除了常用的平移，也可任意移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。加上限制條件以后，還可以把一個(gè)零件拖動(dòng)到另一零件相對(duì)特殊的位置。

　　我們期望得到的動(dòng)畫效果包含的信息有 ：整機(jī)的裝配過程以及模擬風(fēng)扇的工作狀態(tài)，同時(shí)也展示主要零件的大致外形特征。這些正是供應(yīng)商、生產(chǎn)部門與客戶都關(guān)注的。顯然工程圖樣無法表達(dá)這些信息，實(shí)體裝配文件也不具備動(dòng)畫的動(dòng)態(tài)演示動(dòng)能。在該裝配中首先裝入的零件是面殼散熱器，需要把它與裝配文件的三個(gè)基準(zhǔn)面的關(guān)系全部定義，然后依次裝入其他子組件及零件。因?yàn)橐敵鲲L(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以扇葉的裝配連接需特別處理，以便定義伺服電動(dòng)機(jī)。

　　完成總裝配后，可以開始將各組件或零件拖動(dòng)到想要的位置并拍取快照保存，以供動(dòng)畫制作使用。在拖動(dòng)零件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)裝配關(guān)系把零件定義成不同的缺省主體，系統(tǒng)會(huì)以拖動(dòng)主體的方式來實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)零件?？梢酝蟿?dòng)除了Ground 以外的所有主體。如果定義的缺省主體與所期望值不同，則需要重新定義。

　　本例中的Ground是第一個(gè)裝入的零件面殼散熱器，如圖2所示。拖動(dòng)主體的操作類似于修改裝配中的分解狀態(tài)。但此處多出不少功能選項(xiàng)，除了常用的平移，也可任意移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。加上限制條件以后，還可以把一個(gè)零件拖動(dòng)到另一零件相對(duì)特殊的位置。

　　我們期望得到的動(dòng)畫效果包含的信息有 ：整機(jī)的裝配過程以及模擬風(fēng)扇的工作狀態(tài)，同時(shí)也展示主要零件的大致外形特征。這些正是供應(yīng)商、生產(chǎn)部門與客戶都關(guān)注的。顯然工程圖樣無法表達(dá)這些信息，實(shí)體裝配文件也不具備動(dòng)畫的動(dòng)態(tài)演示動(dòng)能。在該裝配中首先裝入的零件是面殼散熱器，需要把它與裝配文件的三個(gè)基準(zhǔn)面的關(guān)系全部定義，然后依次裝入其他子組件及零件。因?yàn)橐敵鲲L(fēng)扇的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以扇葉的裝配連接需特別處理，以便定義伺服電動(dòng)機(jī)。

　　完成總裝配后，可以開始將各組件或零件拖動(dòng)到想要的位置并拍取快照保存，以供動(dòng)畫制作使用。在拖動(dòng)零件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)裝配關(guān)系把零件定義成不同的缺省主體，系統(tǒng)會(huì)以拖動(dòng)主體的方式來實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)零件?？梢酝蟿?dòng)除了Ground 以外的所有主體。如果定義的缺省主體與所期望值不同，則需要重新定義。

　　本例中的Ground是第一個(gè)裝入的零件面殼散熱器，如圖2所示。拖動(dòng)主體的操作類似于修改裝配中的分解狀態(tài)。但此處多出不少功能選項(xiàng)，除了常用的平移，也可任意移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。加上限制條件以后，還可以把一個(gè)零件拖動(dòng)到另一零件相對(duì)特殊的位置。

　　圖2 拖動(dòng)部分零件后狀態(tài)

　　快照之間可以相互借用位置，但并不存在父子關(guān)系。為了最終的動(dòng)畫效果反映的真實(shí)裝配次序，需要快照之間保持連貫性。理想的狀態(tài)應(yīng)該像一個(gè)人上臺(tái)階，先從最底的一層開始，逐步到達(dá)頂層，每上一個(gè)臺(tái)階就捕捉為一個(gè)快照。

　　圖3 所有零件拖動(dòng)到最終位置的狀態(tài)

　　存取所需的快照后，就可以將其編輯成影片段。影片段是由N個(gè)快照在一段時(shí)間內(nèi)依次出現(xiàn)的演示效果，它是動(dòng)畫中的核心組成部分。完成的影片段會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在Pro/ENGINEER主窗口下面的時(shí)間線內(nèi)。然后定義好風(fēng)扇的伺服電動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)也會(huì)把它放入時(shí)間線內(nèi)，接下來就可以運(yùn)行這一動(dòng)畫效果。為了讓動(dòng)畫生動(dòng)，通常會(huì)把視角及零件的不同顯示模示加入到時(shí)間線內(nèi)，然后進(jìn)行整體編輯，編輯完成后可以進(jìn)行播放演示效果，如有不協(xié)調(diào)的狀況則再修改，直至達(dá)到最佳方案。

　　3 展望

　　Animation作為一個(gè)傳遞設(shè)計(jì)意圖的可視化工具，能夠把直觀細(xì)致的3D實(shí)體及之間的裝配關(guān)系更清楚地表達(dá)出來，這大大方便了用戶。其主要側(cè)重于產(chǎn)品真實(shí)狀況在虛擬環(huán)境中的再現(xiàn)，如果虛擬環(huán)境有較強(qiáng)的行業(yè)針對(duì)性，那么這一模塊的內(nèi)容會(huì)更豐富。