试论三维建模技术制作机械类电子教具

三维建模技术制作机械类电子教具摘要：本文件是关于电子机械教具制作的一点经验交流，供机械教学同行们共享。从制作软件到一个举例，深入的介绍了电子模型教具的制作全过程。关键词：机械机构 3DS MAX 电子教具 演示动画长期从事机械制图、机械基础教学工作的老师们都有一个共同的困扰，在教学中的模型教具很难购买到。亲自制作难度更大。如果用真实的机械零件，又重又小，颜色不醒目。很多学校采用挂图的方式来解决，也只能展示一个角度的教学应用。本人解决此问题的方法是用电脑制作电子模型。在多媒体教室上重要课程，效果奇佳。电子模型的优点是可以放大观察细节局部，360度旋转展示。在机械制图机械基础等课程中运用比较好，特别是讲机构运动内容时，用动画演示其运动过程，让学生能非常清晰的了解到书本上静态的抽象的机械原理。学生在观看学习过程中非常容易懂，而且注意力也特别集中。电子模型课件的通用性也非常好，只要按照教材做好一套模型，所有机械类老师都可以使用。在目前，我国网络上还没有出现这样一套免费的模型软件，本校机械组已开始着手制作高教版机械制图机械基础的部分重要课程的电子模型。在不久的将来，就会发布到网络。供全国所有机械类老师学生免费使用。但是，电子模型对老师的要求比较高，要会用计算机软件，会制作。要求学校要有宽裕的多媒体教室。但是对一般学校应该不成问题。接下来，我就电子模型的运用与制作来跟大家交流一下。一、 制作软件利用三维动画软件AUTO 3DMAX 3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。在应用范围方面，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。拥有强大功能的3DS MAX被广泛地应用于电视及娱乐业中，比如片头动画和视频游戏的制作，深深扎根于玩家心中的劳拉角色形象就是3DS MAX的杰作。在影视特效方面也有一定的应用。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3DS MAX的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对3DS MAX的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的应用相对来说要局限性大一些，它只要求单帧的渲染效果和环境效果，只涉及到比较简单的动画；片头动画和视频游戏应用中动画占的比例很大，特别是视频游戏对角色动画的要求要高一些；影视特效方面的应用则把3DS MAX的功能发挥到了极至。 平面动画控制器FLASHFlash 是一种创作工具，设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。Flash 可以包含简单的动画、视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。通常，使用 Flash 创作的各个内容单元称为应用程序，即使它们可能只是很简单的动画。您也可以通过添加图片、声音、视频和特殊效果，构建包含丰富媒体的 Flash 应用程序。Flash 特别适用于创建通过 Internet 提供的内容，因为它的文件非常小。Flash 是通过广泛使用矢量图形做到这一点的。与位图图形相比，矢量图形需要的内存和存储空间小很多，因为它们是以数学公式而不是大型数据集来表示的。位图图形之所以更大，是因为图像中的每个像素都需要一组单独的数据来表示。两个软件的使用是配合来的，用3D建立立体模型，然后导出动画，在FLASH中进行控制设置。这两个软件的应用，表面上看来是比较复杂的，许多教师望而却步。其实也不是想象中的那么难。作为机械专业老师，一定要学会运用这个软件，在自己的教学中才可以得心应手。二、 举例教程接下来我用一例子来说明制作与运用的全过程，与大家一起分享。平行双曲柄机构动画与模型制作。（象火车轮一样的运动）安装并打开软件，用BOX工具创建曲柄两个，机架一个，连杆一个。机架、曲柄、连杆分别用不同的颜色表示，以便在教学时利于讲解。然后从三个图视对齐，并制作四个小圆柱，放置在关节点上。在调整面板中选择“次物体集”，选择“轴”，选择“仅影响轴”。对四个物体的中心高整到关节点上，以便制作动画时，按关节点旋转。打开“图解视图”对话，按照图上的层级关系，设置好连接关系。连接的方法很简单，直接从上一物体拖向另一物体，就可以建立连接关系。指定动画关系，在主菜单中选择“动画”，选择“IK解算器”，选择“HD解算器”。这样，我们就指定了一种正向的动画交互关系。接下来，在调整面板中选择“IK”，下面选择“交互式IK”。然后，向下拖动，选择“转动关节”，将Y轴活动的小勾去掉，也就是禁止Y轴向的运动，X轴和Z轴可以运动。在透视图中，用旋转工具，旋转主动曲柄。我们观察到连杆与从动曲柄也一起动起来了。设置成功。接下来，我们制作动画。在界面的下方，选择“自动关键点”，这个的表示，计算机开始记录动画。将时间滑块拖动到第一帧，然后，在透视图中将机构旋转到适合的角度，比如90度位置。按一下“自动关键点”旁边的KEY图形按钮，表示记录一次。又将时间滑块拖到50帧。在透视图中将机构旋转到270度位置，再按一下“自动关键点”旁边的KEY图形按钮，表示记录一次。又将时间滑块拖到100帧。在透视图中将机构旋转到90度位置，再按一下“自动关键点”旁边的KEY图形按钮，表示记录一次。点播放按钮，大家会发现，动画成功了。最后是输出，选择“渲染”，选择“渲染”。跳出对话栏，如图。范围设置0-100帧，输出大小640*480，这个大小，合适多媒体教室的显示。保存位置自定，格式可以选AVI，这是视频文件。也可选序列文件，最后在FLASH中来控制，这样最好。设置好后选择“渲染”，就开始一帧一帧的渲染，从0-100帧。将动画导出以后，打开FLASH软件。在FLASH中导入，进行控制设计。动画效果附在电子文档中，请查看效果。这样，我们就制作好了一个平行双曲柄机构运动动画。这一个课件，在上课中运用过，效果非常好。这个仅仅是一个简单的例子，简单的教学内容。跟大家作一个经验的交流，希望大家在我这个介绍中学到一点制作技巧。我也将不断的努力，制作出全套的机械电子模型。参考文献软件介绍，参考软件官方网站的介绍。(字数:3506)文档由本人精心搜集和整理，喜欢大家用得上，非常感谢你的浏览与下载。凡