基于VRP平台的桑塔纳2000AJR发动机虚拟装配系统使用说明 毕业论文.doc

基于vrp平台的桑塔纳2000-ajr发动机虚拟装配系统制作任务书毕业设计（论文）基于vrp平台的桑塔纳2000ajr发动机虚拟装配系统制作based on the vrp platform santana 2000-ajrengine virtual assembly system班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 导师单位 论文提交日期 1徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称 基于 vrp平台的桑塔纳2000ajr发动机虚拟装配系统制作 课题性质 设计制作类 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 导师职称 一选题背景及意义1.背景 随着时代的发展，虚拟现实技术不断的成熟，机电专业的学生对于发动机的拆装、结构、原理动画不太了解，发动机易损耗，拆装三四次就报废。成本太高，培训费也高，发动机零件过于笨重，拆卸过程中难免会遇到一些安全问题。基于虚拟现实技术vrp平台，我们将发动机的拆装动画，曲柄连杆动画，原理动画以及零部件展示出来，通过这样的教学仿真解决了发动机的损耗大，成本高，培训费昂贵，以及一些拆装危险性的问题。2内容 基于vrp平台的桑塔纳2000-ajr发动机虚拟装配系统让学生掌握发动机的拆装动画，曲柄连杆动画，零部件介绍，原理动画等。3应用意义对于教学方面，机电类专业的学生可以以后不需要再拆卸笨重的发动机了，直接在电脑上查看发动机的拆装动画，曲轴动画，以及一些零部件，和原理的介绍。虚拟现实系统将为学校节省购买桑塔纳发动机的成本，减少培训的费用，还避免了承担现实中拆装发动机的安全风险。对于我们个人而言，能够拥有此机会做桑塔纳发动机的虚拟装配系统，我们感到很荣幸，将我们所学的专业结合起来。让我们锻炼了很多，学到了很多。二毕业设计（论文）主要内容1.本组项目内容(1)3d max制作内容：发动机顶盖、发动机气缸、凸轮轴、齿轮、链条、排气管、进气管、弹簧、(2)材质处理，贴图(3)动画的制作(4)灯光、烘焙(5)vrp制作内容：材质调整，按钮制作，脚本制作，界面设计。2.本人完成内容(1)3d max制作内容:发动机顶盖、发动机缸体、进气管(2)材质处理，贴图：合理的展uv贴图。便于后期做动画。(3)灯光、烘焙：先打好灯光，然后一次将拆装动画模型、三维展示模型、曲轴动画模型、活塞粒子动画模型依次烘焙(4)vrp制作内容：先对烘焙的四个模型调好颜色，反射贴图。制定vrp编辑脚本，依次实现按钮、时间轴动画的互动效果。三计划进度1.本组计划表1 本组计划进度序号内容开始时间完成时间提交内容备注1发动机顶盖、发动机气缸、凸轮轴、齿轮、链条、排气管、进气管、弹簧、滤清器、机油泵、油底壳等模型制作、材质处理、贴图2011/10/152011/10/303ds max文件，贴图文件2发动机拆装动画、曲轴动画、活塞粒子动画。2011/10/312011/11/103ds max文件，贴图文件3打入灯光、渲染测试效果、最后烘焙2011/11/112011/11/13打入灯光、烘焙好的动画3ds max文件4vrp后期界面、按钮、脚本的编辑2011/11/142011/11/20vrp文件，exe文件2.个人计划表2 个人计划进度序号内容开始时间完成时间提交内容备注1发动机的顶盖、发动机缸体、进气管（包括贴图）2011/10/152011/10/263ds max文件，贴图文件2发动机模型的所有零件的整合+贴图2011/10/272011/10/303ds max文件，贴图文件3发动机测试灯光、渲染+烘焙2011/11/112011/11/133ds max文件，动态贴图4vrp后期界面、按钮、脚本的编辑2011/11/142011/11/20vrp文件，exe文件四毕业设计（论文）结束应提交的材料1项目制作脚本（细化到每一个人的制作脚本）2制作文件：max文件、vrp文件、exe文件3制作说明：选题意义及背景、技术说明、制作步骤、过程方法、问题调整、项目合成、修改（截图、参数）、最终项目结果、总结（使用说明） 指导教师 : 教研室主任: 年 月 日 年 月 日 2论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 毕业生毕业设计徐州工业职业技术学院毕业项目设计报告课题名称基于 vrp平台的桑塔纳2000ajr发动机虚拟装配系统制作课题性质 设计制作类 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 导师职称 1摘 要我们设计的是桑塔纳2000ajr发动机虚拟装配系统。它是基于vrp平台开发出的一套发动机的虚拟教学系统，通过vrp平台可以再现发动机的拆装演示动画，曲柄连杆动画，原理动画，以及一些零部件的展示。由于是一个教学系统，因此我们不仅仅只局限在展示发动机的零部件，我们更多的是展示复杂的发动机的内部结构，以及工作原理。vrp编辑器是制作虚拟现实场景的编辑器，其主要应用于三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具。vrp平台通过3ds max建立发动机的各个零部件的模型，而进行后期制作的一款交互软件。制作模型时，参考前期准备的资料，和后期亲自拆卸发动机所测量的数据。我们通过3ds max将发动机的整体模型真实的展示出来，结合发动机的工作原理，制作出发动机的曲柄连杆动画和拆装动画。将所有的模型打入灯光，烘焙，导入到vrp平台，我们通过写入脚本来实现发动机的可操作性的教学系统，在系统里面，可以展示发动机整体结构，拆装动画的流程，曲柄连杆运动时火焰燃烧的顺序，各个零部件的浏览，以及火焰燃烧的原理动画。关键词：发动机；三维展示；拆装动画；曲轴动画40毕业生毕业设计abstractwe designed the santana 2000ajr engine in virtual assembly system. it is based on the vrp platform to develop a set of engine virtual teaching system, through the vrp platform can reproduce the engine disassembling crank animation, animation, animation, as well as some parts of the show. because it is a teaching system, we not only confined to display the engine parts, we are more show complex internal structure of the engine, and the working principle of. vrp editor is the production of virtual reality scene editor, which is mainly applied to the 3d scene model import, editing, production, special effects production, interactive interface design, packaged release tool.vrp platform through the 3ds max build engine of the various parts of the model, and post-production of an interactive software. the production model, reference preparation information, and later to remove the engine measured data. we through the 3ds max engine integral model of the real show, combined with the working principle of the engine, making out of the engine crank connecting rod assembly animation and animation. all models into the light, baking, the import to the vrp platform, we write scripts to make engine operable teaching system, in the system, can display engine overall structure, assembly and disassembly process of crank connecting rod motion animation, flame combustion order, the various parts of the browser, as well as the flame burning principle of animation.key words：engine；three-dimensional display; animation; animation and cranksh目 录摘 要iabstractii第一章 绪 论11.1背景11.2内容11.3应用意义1第二章 虚拟现实技术1第三章 项目设计与制作23.1搜集素材23.2模型的制作23.2.1.发动机机缸垫子的制作23.2.2 发动机机缸的制作：43.2.3 发动机顶盖的制作：83.2.4进气管的制作：103.3整合发动机模型，整理发动机所有动画。113.4将做的各个动画打入灯光，并开始着手烘焙。133.5设计vrp界面、按钮，编辑脚本实现发动机虚拟展示。14第四章 项目实现214.1问题的调整214.2作品展示24第五章 总 结30参考文献32附 录33致 谢39第一章 绪 论1.1背景 随着时代的发展，虚拟现实技术不断的成熟，在汽车教学仿真上已经有一定的突破。机电专业的学生对于发动机的拆装、结构、原理动画不太了解，发动机易损耗，拆装三四次就彻底的报废。成本太高，培训费也高，发动机零件过于笨重，拆卸过程中难免会遇到一些安全问题1。基于虚拟现实技术vrp平台，我们将发动机的拆装动画，曲柄连杆动画，原理动画以及零部件展示出来，通过这样的教学仿真解决了发动机的损耗大，成本高，培训费昂贵，以及一些拆装危险性的问题。所以发动机的虚拟装配系统对于教学变得迫切的重要。1.2内容 基于vrp平台的桑塔纳2000ajr发动机虚拟装配系统让学生掌握发动机的拆装动画，曲柄连杆动画，零部件介绍，原理动画等。通过系统界面的互动可以让学生更舒服的学习发动机这门课程。掌握真实发动机工作的原理和状态。1.3应用意义对于教学方面，机电类专业的学生可以以后不需要再拆卸笨重的发动机了，直接在电脑上查看发动机的拆装动画，曲轴动画，以及一些零部件，和原理的介绍。由于发动机拆装三至四次就会报废。虚拟现实系统将为学校节省购买桑塔纳发动机的成本，减少培训的费用，还避免了承担现实中拆装发动机的安全风险。对于我们个人而言，能够拥有此机会做桑塔纳发动机的虚拟装配系统，我们感到很荣幸，通过真实的例子，基于vrp平台，将我们所学的专业结合起来。让我们锻炼了很多，学到了很多。第二章 虚拟现实技术当前，以信息化、网络化、智能化、全球化的全球制造业正在蓬勃发展，随着我国综合国力的不断增强，我国也进入数字化、平台化的舞台上，以前依赖的二维软件已经不能满足企业的要求，因此三维软件是势不可挡的发展趋势2。vrp编辑器是国内首款制作虚拟现实场景的编辑器，其主要应用于三维场景的模型导入、后期编辑、交互制作、特效制作、界面设计、打包发布的工具。桑塔纳2000-ajr发动机虚拟装配系统是基于vrp平台开发出的一套发动机的教学系统，通过vrp平台可以再现发动机的拆装演示动画，曲柄连杆动画，原理动画，以及一些零部件的展示。桑塔纳2000-ajr发动机虚拟装配系统是一个教学系统，因此我们不仅仅只局限在展示发动机的零部件，我们更多的是展示复杂的发动机的内部结构，以及工作原理。通过查阅大量的资料，以及整理归类，又让机电系资深的专家代老师给予指导和建议，可以说我们前期准备的发动机的数据和资料，拆装流程，工作原理，都是来自真实发动机的资料和数据。vrp平台通过3ds max建立发动机的各个零部件的模型，而进行后期制作的一款交互软件。制作模型时，参考前期准备的资料，和后期亲自拆卸发动机所测量的数据。我们通过3ds max将发动机的整体模型真实的展示出来，结合发动机的工作原理，制作出发动机的曲柄连杆动画和拆装动画。具体的原理是先进气，然后活塞压缩，继而做工，最后排气的一个过程。这些动画都要在一个活塞做工周期的时间内控制好。将所有的模型打入灯光，烘焙，导入到vrp平台，我们通过写入脚本来实现发动机的可操作性的教学系统，在系统里面，可以展示发动机整体结构，拆装动画的流程，曲柄连杆运动时火焰燃烧的顺序，各个零部件的浏览，以及火焰燃烧的原理动画。可以说，在发动机的相关数据上，我们都是通过现场拆卸和数据测量，老师指导，发动机的理论数据是符合真实的。在3ds max以及vrp编辑方面有工作室成员的技术支持，自身的vrp软件也是一个不错的虚拟平台。因此我们才能够制作出桑塔纳2000ajr发动机虚拟装配系统。第三章 项目设计与制作3.1搜集素材通过在图书馆和网络查阅搜集发动机的所有资料，包含发动机的内部结构的所有名称，工作原理，拆装顺序，以及一些零部件的特征，然后向机电系的代老师请教发动机的一些相关资料。并在代老师的指导下，拆卸桑塔纳发动机，搜集测量的所有零件的相关资料。将所有的资料统一整理归类。通过搜集和整理的资料，我们就可以将桑塔纳发动机的模型在计算机中展示出来，为了精确，我们需要发动机的一些cad尺寸图。按照项目制作脚本的要求，根据发动机的工作原理，开始制作发动机的外部和内部的模型。由于发动机是运动的，我们花的时间更多的在于理解曲轴运动的原理。只有这样，才能将发动机模型的和动画完美的表现出来。3.2模型的制作包括（发动机机钢、发动机进气管、发动机顶盖等等）3.2.1.发动机机缸垫子的制作3.2.1.1在3dmax软件中用line划出发动机垫子的线，在制作过程中要依靠贴图文件的形状，用坐标锁定去绘制。如图1所示。图1垫子的line线图3.2.1.2将发动机的垫子的线条attach在一起，然后转成poly级别，具体的形状如图2所示。图2垫子的效果图3.2.1.3在制作垫子尺寸时，要注意 长：37.7cm； 宽：14cm; 内部两直线距离为：12cm。在制作时为确保数据准确，要多拍一些俯视的照片，依靠处理的照片建模方法使制作的垫子更加的准确，将制作好的线性，转成poly面级别，然后再加个shell壳命令，即可制作出有一定厚度的汽缸垫了。3.2.2 发动机机缸的制作：图3机缸的line线图3.2.21用照片建模的方法在line级别下画出发动机顶视图的线，线条如图3白线区域所示，3.2.2.2选中画出的一圈白线，然后向下extrude挤出29.5cm的高度。选中顶部挤出的一圈线，点击connect在顶部生成一圈横线，然后通过照片观看侧面的效果，使顶部的侧面如图4所示。图4机缸的初级建模3.2.2.3在left左视图下，在line级别下，画出如图4上面的曲轴承重处的模型，然后通过shapemege映射到发动机机缸上，由于使用shapemege映射时，只能够使得一个面映射到，这时就需要我们将映射的那个面复制到内侧的面，然后选中所有的点，焊接即可3。3.2.2.4通过查看发动机的其他侧面的图片，我们需要对发动机的侧面边缘要适当的挤出，选中侧面边缘的边，点击extrude挤出适当的厚度，边缘需要光滑的话适当的做chamfer，即可达到光滑效果。具体效果如图5图5机缸的建模3.2.2.5通过照片建模的方法，在front视图下，导进真实的发动机前视图的图片，用line工具，在图片上依次的描出需要挤出的部分的轮廓线，具体轮廓线如图6中的白线所示，在line级别下，容易画出不同颜色的线条，这时我们就需要将所画的轮廓线attach在一起，为了后期在vrp里面运行的流畅，我们需要对模型的面数进行控制，在线条的step步数下，我们选择“3”级别、然后通过shapemege映射的方法，将白色轮廓线映射到机缸上面4。图6机缸的建模3.2.2.6用鼠标选择“点”级别，会发现，在shapemege映射时，虽然选中step步数为“3”但是无意中还是多了少量的点，这时，为了考虑后期在vrp运行时的流畅，以及模型的严谨度。在不影响破面和效果的情况下，我们要将多余的点删除，然后选中“面”级别，选中需要刚刚映射的面，我们点击extrude按钮，将它挤出1cm即可。具体的效果如图7所示。为了使得在vrp得到良好的效果，我们需要选择圆柱的边缘的面，添加适当的润滑组autosmooth，添加它的光滑度，这样在vrp中的效果会更好一点。图7机缸的建模3.2.2.7在底视图下，我们将画发动机垫子的白色line线图复制一份，直接将白色线图shapemege映射到发动机底面上，这时会发现，可能是由于法线反的原因，我们画的垫子line样条线无法映射到发动机机缸的底面上，这时，我们就需要换个思路，将发动机的垫子厚度调整到25cm,然后通过bool命令将两个融合在一起，通过调整边缘的点的焊接，微调发动机的底面，使得模型更加的自然，最终的效果如图8所示5。图8机缸的建模3.2.2.8在机缸内部开始做曲轴半圆环，我们可以直接从发动机的left视图下复制“面”，移动到发动机的内部，使用坐标锁定调节半圆环，使得半圆环和发动机的曲轴相吻合，渲染一下得到的效果，有点棱角，为了使得弧度更圆滑，我们要将发动机内的半圆环添加autosmooth,使得半圆环更光滑。效果如图9所示。图9机缸的建模3.2.2.9在left左视图，画一个circle圆圈，然后通过shapemege映射到机缸上，由于发动机是外内侧都展示的，而映射只能映射到一个面上，这样做太过于繁琐，而且不太容易得到发动机内部的圆柱面。这时，我们还需要考虑通过bool运算，让发动机和一个画好的圆柱进行融合，然后我们删除多余的面，即可得到良好的模型效果，效果如图10所示图10机缸的建模3.2.2.10在发动机的right视图下，我们依然通过照片建模的方法，在line级别下画出需要挤出的轮廓线，然后通过shapemege映射到发动机的右视图上，适当的挤出1cm，对边缘一些面添加autosmooth已得到良好的圆滑效果。在适当的为置添加一个圆柱，在适当的位置修改其形状，得到如图11的效果。图11机缸的建模3.2.2.11在发动机里面制作一个轴承，通过extrude挤出命令可以得到发动机的轴承，对发动机机缸贴一张256*256的贴图。然后开始展unwap uvw，为了最终得到良好的效果，我们将外面展成黑色的，里面的结构展成白色的。发动机的轴承也展成白色的。最终发动机的效果如图12所示。图12机缸的贴图3.2.3 发动机顶盖的制作：3.2.3.1首先画出一个发动机顶盖的平面，然后在photoshop里面处理一张发动机顶盖的贴图，将贴图贴到平面上，通过展unwap uvw可以看到发动机的顶盖贴图。根据贴图来开始建模，勾勒出发动机顶盖的基本形状。然后根据顶盖的各个侧面的照片，依次完成发动机的顶盖，顶盖上的油门盖通过line画出圆圈样条线，然后shapemege映射到顶盖上，然后挤出调节效果，做种发动机顶盖效果图如图13所示。图13发动机顶盖的制作3.2.3.2仔细观察图13，我们会发现发动机贴了真实贴图，但是由于锈迹等原因，渲染效果并不好，无法表现其真实顶盖的金属效果，我们可以通过处理贴图的方式来弥补，但考虑到到我们所有的模型都是通过贴单色图来实现其金属效果，所以我们要将顶盖贴上单色贴图。顶盖的桑塔纳标志就会消失，这时就需要将顶盖模型做的更细一些。图14发动机的精模3.2.3.3为了体现桑塔纳发动机，我们特地将桑塔纳的大众标志做的很细，具体操作操作：通过在图13上用line画出大众标志的样条线，然后用shapemege命令即可映射到顶盖上，大众的标志边缘继续做chafer切角命令，使得大众标志更自然具有真实感。再将发动机的顶盖和油门盖的边缘做chafer切角命令，使得边缘更加的圆滑，比较贴近真实模型，效果如图14所示,桑塔纳大众标志的细致图如图15所示。我们会发现，不管是横杠还是大众标志都可以看到边缘有一定的弧度，这就是chafer切角所带来的效果。为了突出大众的标志，我们将大众标志的内部贴图展unwap uvw，将大众标志里面的“w”形状里面贴成黑色，外面贴成白色，使大众标志更加的显眼。图15顶盖的大众细致图3.2.4进气管的制作：3.2.4.1在front前视图下，用line样条线画出进气管的形状，然后向里面extrude挤出一定的厚度，我们发现，已达到进气管的模型效果，我们并对进气管的边缘做chamfer切角命令，使进气管的边缘更加的圆滑。具体效果如图16，然后我们通过connect连线命令将进气管的中间生成两根竖线，选中两根线所产生的面，适当将选中的面向内部移动一些，这样可以突出进气管的下面是两根管道，而不是一根管道。图16进气管的初模3.2.4.2在right视图下，根据照片建模的方法，画出管道的样条线，勾选在渲染状态下可见，调节样条线的厚度即可得到进气管的管道形状，将进气管的管道转成poly级别，适当的对管道的底部进行微调，使得达到进气管的底部轮廓效果即可，如图16的白色线条即为画出来的管道。然后再left左视图下，画弯曲的样条线，然后适当的挤出点厚度即可达到进气管的面板效果。效果如图17所示。图17进气管的阶段图图18进气管的效果图3.2.4.3对进气管的底角进行微调修改，考虑到螺丝的洞眼，我们可以通过bool运算得到进气管的底部洞眼的效果。我们再将管道,和进气管的边缘添加autosmooth光滑组命令，使得渲染时效果光滑。最终3d效果如图18所示。3.3整合发动机模型，整理发动机所有动画3.3.1为了在vrp界面方便管理，以及运用。我们首先要在3ds max里整合发动机的所有模型，我们会发现，发动机的动画太多，包含三维展示动画、拆装动画、曲轴动画、原理动画。这就需要我们依次归类好。分别对三维展示的模型，重命名：zk_三维展示；如图19所示，将活塞动画重名为：xyq_曲轴动画。如图20所示,将拆装动画 命名为：zdd拆装动画。将原理动画命名为：zk_原理动画。图19三维展示的重命名图图20活塞动画的重命名图图21活塞动画图3.3.2为了在vrp界面中表达出火焰的燃烧效果，只需要在vrp里面加入粒子系统的火焰效果即可，但是我们无法在vrp界面中控制它，通过研究后发现，我们可以通过在3d里面加入隐藏的盒子，来控制火焰的触发。如图21右边就是四个活塞运动时火焰依次触发的辅助隐藏模型。至于后期的触发控制需要在vrp界面中调节，为了使火焰效果表达更好。最好在活塞外面制作几个透明的汽缸如图21所示。活塞外面有四个透明的汽缸6。图22原理动画火焰触发3.3.3为了表达发动机活塞运动时的进排气效果，和火焰效果，特地将原理动画单拿出来制作，如图22所示。左边的空白的盒子动画，是为了在vrp界面控制火焰的燃烧效果。进、排气管都有一些盒子模拟的动画,是为了控制进排气的触发效果，如图23所示：我们会看到排气管道里面有排气的盒子动画。这些必须要提前在3ds max里面做好。图23原理动画排气触发盒子3.4将做的各个动画打入灯光，并开始着手烘焙。3.4.1所有的模型均已经重命名后，开始制作统一的灯光，为了使得后期vrp 的模型纹理自然，并具有良好的金属反射效果，在3d里面我们打入和谐的ommi灯光即可。将灯光的倍增值multiplier改为0.2,并开启阴影shadows。4.4.2将制作的活塞动画，拆装动画，原理动画，以及三维展示四部分，分别导入zk_灯光，开始烘焙。效果如图24所示,烘焙参数统一设置为：padding值为6，add添加lightingmap烘焙贴图，设置烘焙方式为diffuse漫反射。勾选creat new baked，生成新的壳。点击清除clear shell materials，threshold angle为60；space值为0.001，点击render开始烘焙7。图24原理动画烘焙图3.5设计vrp界面、按钮，编辑脚本实现发动机虚拟展示。3.5.1在vrp里面设置自己做的天空盒，使得背景色更有助于显示发动机金属的光泽。如图25所示。我们在photoshop里面做好几张图片，然后在vrp里面的顶面、左面、右面、底面、前面五个面选中处理好的图片。即可得到较好的背景效果图。图25天空盒制作图3.5.2准备在vrp里面调节金属的反射，如图26是烘焙之后，直接导入到vrp的效果图，会发现，凸轮轴很亮。没有金属的光泽，这时我们要为每个模型添加反射贴图。添加活塞反射贴图sphere,jpg，反射的混合模式方式改为lerp即可。 (右边两个活塞都是添加反射后的效果图)，如图26。继续调整每个模型的反射贴图。混合方式一般常用的是addscript、addsmooth、等8。图26反射贴图的调整3.5.3发动机的工作原理是在一个做工冲程中，活塞做工四冲程，每次只有一个活塞做功燃烧，而且是按照一、三、四、二、的顺序点火燃烧，其他的活塞运动时，要有对应的气门显示进排气。上面的气门也是按照排、进、排、进、进、排、进、排的顺序来的。这些都跟原理相适应9，我们已经提前在3dmax里面做了隐藏的盒子动画。下面开始写入火焰触发的代码脚本。第三个隐藏的盒子开启距离触发，触发距离为48毫米，如图27所示，进入时触发的脚本函数为：代码为：#比较变量值,活塞03火焰触发,0 /比较变量为0时则执行一下程序显示隐藏物体,5,活塞火焰03,1 /显示曲轴动画中的第三个火焰设置定时器, 1, 0, 800, 活塞03火焰触发隐藏火焰 /火焰燃烧800毫秒#否则 #比较变量值,活塞03火焰触发,1 / 比较变量为1时,则执行此步骤 显示隐藏物体,5,活塞火焰03,1 /比较变量如果相同则执行.设置定时器, 定时器02, 0, 800, 活塞03火焰触发隐藏火焰02在自定义函数里面定义：活塞01火焰触发隐藏火焰 显示隐藏物体,5,活塞火焰01,0 /隐藏第一个火焰变量赋值,活塞01火焰触发,1 /将第一个火焰的变量设为13.5.4在写脚本时，我们要首先在全局函数中定义变量，还要隐藏盒子动画。代码为： 定义变量, 活塞03火焰触发,0 /全局定义第三个火焰的变量为0103.5.5第三个盒子的代码已经写好了，其他的几个盒子参照第三个盒子的代码，依次写入，并在粒子系统下创建四个火焰，调整火焰的大小，位置。并加以隐藏。图27 vrp脚本编写3.5.6在系统函数下:继续创建初始化函数。代码为: 播放刚体動画,vrp_soft_xyq01,0,0,-1 /播放曲轴链条动画播放刚体動画,vrp_rigid_xyq01,0,0,-1 /播放除链条以外的刚体动画定义量,活塞03火焰触发,0 /第三个火焰的全局变量为0定义变量,活塞02火焰触发,0 /第二个火焰的全局变量为0定义变量,活塞01火焰触发,0 /第一个火焰的全局变量为0定义变量, 活塞04火焰触发, 0 /第四个火焰的全局变量为03.5.7依次按照上面的方法完成其他的脚本，代码写好之后，可以实现火焰燃烧的效果，第三个火焰燃烧的效果如图28所示。图28曲轴动画火焰效果展示3.5.8继续添加原理动画的反射贴图，使其更具有金属的光泽。在vrp里面加入粒子系统里面的香炉烟，然后绑定到做好的进排气的空盒子上，即可实现 vrp后期排气的效果。如图29所示图29原理动画的排气效果3.5.9调整拆装动画的反射图。如下图30所示。图30拆装动画的反射图3.5.10继续调整三维展示的反射。三维展示下面还有一张阴影贴图，将其alpha透明。如下图31所示。图31三维展示图3.5.11制作了这么多，也实现了发动机的真实纹理色，下面还差一个好的界面布局，以及按钮，下面将进入到ps中制作按钮，创建新的图层，然后用钢笔工具画一个圆圈的路径，然后用ps里面的样式，做出原理动画按钮，如图32所示。其他的三维展示、曲轴动画、拆装动画、等按钮都参照原理动画的制作步骤来做。图32 vrp原理动画按钮的设计3.5.12参照图32制作原理动画的方法，我们用钢笔工具画出一个椭圆，然后在第二图层，填充，并添加相应的效果，即可达到如图33的效果。这样的按钮设计跟发动机的金属光泽比较接近，作为具有金属光泽的发动机虚拟展示，这样设计的按钮效果会比较好。图33vrp场景交互按钮的设计3.5.13继续用类似的方法，制作零件展示的图片介绍按钮，如图34所示。图34图片按钮的设计3.5.14制作完所有的界面和按钮后，我们将它们按照脚本里面按钮的排放顺序进行排放，具体效果如图35和图36所示。图35 vrp按钮的布局3.5.15所有的界面与按钮都制作好了，为了使得各个展示的模块不发生冲突，我们要编写严谨的代码。我们要实现点击场景交互：将依次弹出三维展示、拆装动画、曲轴动画、零件展示、原理动画的按钮。这需要我们在vrp平台中制作三维展示的时间轴动画:三维展示00.5s ; 拆装动画0.40.9s ; 曲轴动画 0.81.3s ; 零件展示 1.21.7s ; 原理动画1.62.1s .然后再场景的左键按下写入脚本。代码为:#比较变量值,zk_场景交互按钮01,0 /比较场景交互的变量为0则执行激活时间轴,zk_三维展示时间轴,1,0 /播放三维展示按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_拆装动画时间轴,1,0 /播放拆装动画按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_曲轴动画时间轴,1,0 /播放曲轴动画按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_零件展示时间轴,1,0 /播放曲轴动画按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_原理图片时间轴,1,0 /播放原理动画按钮的时间轴动画图36 vrp图片按钮的设计更改时间轴播放方式,zk_三维展示时间轴,0,0 /更改三维展示为顺向执行更改时间轴播放方式,zk_拆装动画时间轴,0,0 /更改拆装动画为顺向执行更改时间轴播放方式,zk_曲轴动画曲轴动画,0,0/更改曲轴动画顺向执行更改时间轴播放方式,zk_零件展示时间轴,0,0 /更改零件展示为顺向执行更改时间轴播放方式,zk_原理图片时间轴,0,0 /更改原理图片为顺向执行变量赋值,zk_场景交互按钮01,1 /将场景交互按变量值为1#否则#比较变量值,zk_场景交互按钮01,1 /比较场景交互变量为1则执行激活时间轴,zk_三维展示时间轴,1,0 /播放三维展示按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_拆装动画时间轴,1,0 /播放拆装动画按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_曲轴动画曲轴动画,1,0 /播放曲轴动画按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_零件展示时间轴,1,0 /播放零件展示按钮的时间轴动画激活时间轴,zk_原理图片时间轴,1,0 /播放原理图片按钮的时间轴动画更改时间轴播放方式,zk_三维展示时间轴,3,0 /三维展示为反向执行更改时间轴播放方式,zk_拆装动画时间轴,3,0 /拆装动画为反向执行更改时间轴播放方式,zk_曲轴动画曲轴动画,3,0 /曲轴动画为反向执行更改时间轴播放方式,zk_零件展示时间轴,3,0 /零件展示为反向执行更改时间轴播放方式,zk_原理图片时间轴,3,0 /原理图片为反向执行变量赋值,zk_场景交互按钮01,0 /场景交互变量赋值03.5.16:由于脚本太多，太复杂，其他的脚本请参照以上的脚本编辑制作。第四章 项目实现4.1问题的调整4.1.1在vrp制作中，难免会发现很多的问题，如图37所示，我们细看，会发现曲轴的水平方向反射不自然，曲轴的洞有破面的现象，为了表现出曲轴的金属光泽，水平方向上应该很亮才会更加的完美。因此我们要返回最初的建模中，加以修改，然后重新按照以上的流程，打入灯光，烘焙，以及后期vrp的调整。图37曲轴初期的反射效果图图38凸轮轴初期的反射效果图4.1.2我们不难的发现，我们的问题基本上是反射的效果不理想，如图38的凸轮轴反射的表现也不理想，下面开始着手修改这些问题。通过大量的测试，和研究，我们终于将发动机模型的反射问题解决了，如图39是修改好的反射，从水平方向上，有一层很亮的金属光泽，而且曲轴上的洞也可以看的很清楚，和之前的图37的效果明显是两样，通过对比，我们发现，修改后的模型的反射效果，更加的真实。图40是凸轮轴修改之后的效果图，比图38的金属光泽要来的更真实些。通过大量的测试，我们得到了结论：为了实现良好的反射效果，在前期建模时，我们需要大量的面来弥补反射的最终效果。图39 调整后的曲轴效果图40 调整后的凸轮轴效果4.1.3将以前做的曲轴动画中的曲轴添加线，因为线条越多，后期vrp界面的金属反射的光泽越好，我们选中一圈水平的线，通过connect命令在两边生成两圈红线，每一个出问题的地方，都要按照如图41的方法进行修改.4.1.4 修改好所有的模型之后，直接导入zk_灯光，开始设置烘焙参数，（烘焙参数和上面的烘焙参数相同）准备着手烘焙。然后将烘焙之后的模型，再次导入到vrp界面中，对导入后的模型添加反射贴图sphere，将会得到如图39和40的效果。如果发现效果不理想，还需要进入到3ds max里面重新修改，直到反复修改后，烘焙，导入到vrp里面测试效果良好的情况下，才能表明这个模型合格。虽然步骤有点繁琐，但是每个模型都经过这样的修改，最终的发动机的效果图会更加的完美。图41曲轴的调整图4.2作品展示4.2.1三维展示：展示桑塔纳2000-ajr发动机的整体模型。主要包括发动机的机缸、汽缸、顶盖、底盖、滤清器、火花塞、进气管、排气管、齿轮等。在该状态下，可以通过鼠标观看发动机的各个侧面。如图42所示。图42三维展示效果图4.2.2拆装动画：表现发动机内部结构和外部结构的安装动画。发动机组装的时候，要留意先装曲轴，继而安装一、四号活塞、待一、四号活塞装好后，通过旋转曲轴，才能安装二、三号活塞。虽然有点繁琐，不能同时将四个活塞装上去，但是这样的安装顺序符合真实的发动机的安装原理。如图43所示。图43拆装动画效果图4.2.3曲轴动画：重在展示发动机曲柄连杆运动，曲轴转动，凸轮轴转动，活塞选装运动，链条转动，齿轮转动，气门上下运动，所有的这些动画都相互的协调运动。活塞粒子燃烧是按照一、三、四、二的做工方式做工。而且上面的气门表现的进排气效果也是按照排、进、排、进、进、排、进、排的原理来实现的。如图44所示。图44曲轴动画效果图4.2.4零件展示：曲轴零件 着重表现发动机机缸内部的曲轴零件，作为发动机内部曲轴动画的关键部件之一，曲轴模型做的很细。通过观察可看到曲轴内部有四个洞眼，和真实的发动机模型想一致。细看的话，会发现曲轴中心轴旁边还有卡环，曲轴的金属光泽也表现的淋漓精致。通过鼠标可以切换任意变换视角观看曲轴的各个侧面。效果如图45所示。图45零件曲轴的效果图4.2.5零件展示：活塞 活塞是汽车发动机的心脏，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，“活塞环”起密封，防止机油窜入汽缸燃烧，带走冷却水或空气，阻止汽缸中的高温、高压燃汽窜入曲轴箱。如图46所示。活塞的侧面是工字型，活塞的上方有两条黑色圆环即为活塞环。图46零件活塞的效果图4.2.6零件展示：凸轮轴 它是活塞发动机里的一个部件，通过控制气门的开启和闭合动作来配合发动机做工。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。如图47所示，凸轮轴突起的部分可以挤压弹簧，来控制气门的打开和关闭。发动机在运动过程中，凸轮轴是不断转动的。曲轴也是不断转动的。活塞也是不断运动的。凸轮轴的进排气效果要和曲轴的转动、活塞的做工原理相适应。图47零件凸轮轴的效果图4.2.7零件展示：飞轮盘 当汽车启动发动机打火时，启动机工作，电机输出轴前端的齿轮推出，与飞轮齿进入啮合状态，在启动机电机带动下，驱动发动机曲轴旋转，即可启动发动机。作为发动机启动中不可取少的一个零件。同时，通过它也可以矫正气门是否对正。具体如图48所示。图48零件齿轮的效果图4.2.8原理动画：重在表现活塞运动时的进排气效果和火焰燃烧效果。活塞做工时，首先是左边的进气管开始进气，进气的同时，活塞向下转动，然后，左边的进气管开始关闭，活塞开始向上压缩，继而向下燃烧做工，最后活塞向上运动，右边的排气管打开，排除废气。效果如图49所示，此时活塞刚做完工，排气管打开，正在做排气的效果。图49原理动画排气效果4.2.9火焰燃烧的 后视图 如图50所示。由于是后视图，这事通过鼠标进行移动后的效果图，通过鼠标，我们可以查看曲轴动画的各个侧面效果图。所有的顺序都按照从右边往左边的顺序来看，第二个活塞正在做工燃烧。，此时第二个活塞气门是关闭的。，此时第一个活塞正在压缩，准备做工，气门紧闭，第三个活塞正在进气，进气管打开，排气管关闭，第四个活塞正在排气，进气门关闭，排气门打开。图50活塞动画的效果图4.2.10发动机的活塞在运动时，最重要的原理是先进气，压缩，做工，排气。为了保证后期vrp的良好的运动效果，我们必须要在3ds max里面将这些动画调整的精确，如果后期vrp效果不理想，则得重新修改3ds max里面的模型动画，必要时，得通过一帧一帧的来控制气门的动画。虽然有点繁琐，但是曲轴动画的精确度比较高。后期的vrp效果比较好。更易接近于真实。第五章 总 结2010年9月19号，我们桑塔纳发动机组开始准备制作桑塔纳2000ajr发动机。时至今日，作品已经基本完成。从最初的茫然，到最后的熟练的制作，