SolidWorks Animator 動畫制作一例

    solidworks是一款功能強(qiáng)大的中高端CAD軟件，方便快捷是其最大特色，特別是自solidworks2001后內(nèi)置的animator插件，秉承solidworks一貫的簡便易用的風(fēng)格，可以很方便的生成工程機(jī)構(gòu)的演示動畫，讓原先呆板的設(shè)計成品動了起來，用最簡單的辦法實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的功能展示，增強(qiáng)了產(chǎn)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(lǐng)略animator的魅力，讓我?guī)Т蠹覍?shí)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(tǒng)默認(rèn)在啟動時沒有啟動animator。方法如下：進(jìn)入 工具--插件--在animator前的復(fù)選框上打勾，點(diǎn)擊確定就行了。這時在屏幕上會出現(xiàn)animator的工具欄。這樣我們就啟動了animator，并且以后它會和solidworks一起啟動。

   animator工具欄第一部分是動畫設(shè)置工具，用來設(shè)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(jī)類似，第三部分是錄制動畫部分，可以將做好的動畫渲染成影像文件，最后是屏幕捕捉部分。另外，工具欄上的所有按鈕對應(yīng)的功能在屏幕頂部animator菜單中也能找到。

    animator提供了動畫向?qū)�，利用它可以很輕松的制作出模型旋轉(zhuǎn)以及爆炸視圖動畫。點(diǎn)擊工具欄上的動畫向?qū)О粹o，出現(xiàn)“選擇動畫類型”對話框，只要按照計算機(jī)提示以及幫助，就能很方便的生成旋轉(zhuǎn)及爆炸動畫，我就不細(xì)講了，幫助文件講的比我還詳細(xì)。

   以上的動畫制作過程很簡單，但是不能滿足復(fù)雜的路徑動畫要求，這就需要對零件設(shè)置路徑點(diǎn)來精確實(shí)現(xiàn)路徑動畫。先說說什么是路徑動畫，路徑動畫是指零件沿著設(shè)計者指定的路徑運(yùn)動，零件路徑的變化由路徑點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，這和3Dmax等三維動畫軟件的關(guān)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(guān)鍵幀（路徑點(diǎn)），第一個是在球落地瞬間，另一個是球彈起后的最高點(diǎn)，設(shè)置好這兩個關(guān)鍵幀（路徑點(diǎn)），球在其間的運(yùn)動軌跡由計算機(jī)計算完成，就solidworks來說，路徑點(diǎn)就是零件由一種運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)為另一種運(yùn)動狀態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這里的運(yùn)動狀態(tài)是廣義的，包括運(yùn)動類型，極限位置，速度等等。說了這么多理論，我們來實(shí)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(yùn)行的機(jī)械手，我們要做一個機(jī)械手從軌道一端滑動到另一端，同時機(jī)械手臂展開的動畫，這個動畫包括了零件的移動，轉(zhuǎn)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(diǎn)要說明的就是正確的實(shí)現(xiàn)動畫有一個總的前提，就是必須完整地為裝配體設(shè)置好正確的配合關(guān)系，否則在設(shè)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(jī)械手滑動過程及展開動畫.仔細(xì)分析一下整個動作，可以看出整個過程有兩個關(guān)鍵幀，一個是啟動，機(jī)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(shè)置流程就是選擇要設(shè)置動畫的零件--設(shè)置路徑點(diǎn)--選擇另一個零件--設(shè)置路徑點(diǎn)--。。�？梢钥闯霰纠�中機(jī)械手作為一個整體在運(yùn)動，我們可以選擇機(jī)械手上的任意零件進(jìn)行動畫設(shè)置，solidworks通過先期設(shè)定好的配合關(guān)系保證其他的零件按正確的路徑和被選零件一起運(yùn)動（這時就看出正確配合關(guān)系的重要性了）。在選擇要動畫的零件時，不必在feature manager設(shè)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(xiàng)卡進(jìn)入，選擇要動畫的零件，這里選擇機(jī)械手指ed部件，可以看見ed變?yōu)榫G色，此時animator工具欄中的第二個按鈕--“生成路徑”可用了，點(diǎn)擊進(jìn)入生成路徑對話框，第一欄是路徑名稱，如果動畫設(shè)計的零件很少，就可以使用默認(rèn)的名字，這里是ed-1-1。

    下面就是生成路徑點(diǎn)的設(shè)置框了，根據(jù)先前的分析，機(jī)械手的初始位置就是第一關(guān)鍵幀，所以點(diǎn)擊“添加路徑點(diǎn)”按鈕，為ed添加了第一個路徑點(diǎn)。此時“當(dāng)前路徑大小”顯示為1。下面添加第二個路徑點(diǎn)。這需要零件移動工具幫忙。��！不要關(guān)閉生成路徑的對話框！！點(diǎn)擊移動零部件按鈕，拖動ed，這時會帶動整個機(jī)械手一起滑動，拖至軌道終點(diǎn)，并將ed向垂直于軌道的方向拖動使機(jī)械手展開，這就是機(jī)械手動作完成時的最終位置，這里要注意一點(diǎn)，在被拖動零件活動范圍很大，像本例中的ed，以及裝配體很復(fù)雜的情況下，用自由拖動方式拖動零件會出現(xiàn)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(shí)現(xiàn)位置的擺放，比如本例中拖動底座使ed到達(dá)軌道終點(diǎn)，以及拖動ed使機(jī)械手展開時將底座設(shè)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，我們要盡可能地拖動活動范圍小的零件使被選零件達(dá)到指定位置。現(xiàn)在點(diǎn)擊“添加路徑點(diǎn)”按鈕為機(jī)械手添加第二個路徑點(diǎn)。如果你要制作某個零件轉(zhuǎn)動一周的動畫可以將“重復(fù)開始路徑作為結(jié)束路徑點(diǎn)”復(fù)選項(xiàng)選中，這樣animator自動用第一個路徑點(diǎn)零件的位置覆蓋最后的路徑點(diǎn)，保證零件完整地旋轉(zhuǎn)一周。在時間設(shè)定欄中設(shè)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(yùn)動的間隔，這樣可以給觀看者一個緩沖的時間，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(diǎn)之間的時間控制功能，這里的時間長度是指整個動畫的時間長度，不是兩兩路徑點(diǎn)之間的時間間隔，。點(diǎn)擊完成關(guān)閉對話框。此時animator記錄下了需要生成動畫的全部路徑點(diǎn)，在路徑點(diǎn)之間的動畫就麻煩計算機(jī)它老人家計算了.

   現(xiàn)在animator工具欄中的動畫播放控制按鈕就可用了，點(diǎn)擊一下播放，就可以在界面中看到計算機(jī)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，在這里我們可以管理已生成的動畫，右鍵點(diǎn)擊生成的動畫，會出現(xiàn)幾個選項(xiàng)：所經(jīng)路徑就是把動畫播放一遍；編輯路徑是對路徑進(jìn)行修改，插入或刪除路徑點(diǎn)。在“沿路徑移動”設(shè)置欄中選擇要編輯的路徑點(diǎn)，然后在“動作”中選擇要修改的類型：1.更新當(dāng)前路徑點(diǎn)--以對象當(dāng)前的位置參數(shù)來更新路徑點(diǎn)。2.刪除當(dāng)前路徑點(diǎn)-- 將當(dāng)前的路徑點(diǎn)刪除。3.在當(dāng)前路徑點(diǎn)前插入-- 在對象當(dāng)前的位置之前插入一個新的路徑點(diǎn)。4.在當(dāng)前路徑點(diǎn)后插入-- 在對象當(dāng)前的位置之后插入一個新的路徑點(diǎn)；至于刪除路徑，我就沒必要說明了，另外，在animator菜單中還有一個選項(xiàng)--刪除所有路徑，使用時要小心。

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

   下面介紹一下滾動零件的動畫制作，animator沒有專門設(shè)置滾動的功能，我是在實(shí)際使用中摸索出了一點(diǎn)用路徑點(diǎn)實(shí)現(xiàn)滾動的經(jīng)驗(yàn)，拿出來和大家共同切磋，以機(jī)械手底座典型零件---輪來說吧，首先我在軌道外側(cè)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(jīng)過五塊枕木，每經(jīng)過一塊枕木時都有一個孔和它對齊，最后1號孔和5號枕木對齊，所以這個過程要四個路徑點(diǎn)然后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(yīng)地將輪面上的孔也編號為1234，現(xiàn)在將一號孔與一號枕木對齊，添加第一個路徑點(diǎn)（這里就不再詳述如何添加路徑點(diǎn)了），然后再定位1號孔于2號枕木上方，為了避免在拖動時轉(zhuǎn)動輪子，可以通過拖動底座來定位1號孔，現(xiàn)在為了表現(xiàn)出輪子的滾動，要將2號孔轉(zhuǎn)至對齊2號枕木的位置上，先將底座設(shè)為固定，然后轉(zhuǎn)動輪將2號孔對齊2號枕木，添加第二個路徑點(diǎn)，解除底座的固定狀態(tài)。以此類推，對3,4號孔添加路徑點(diǎn)，完成輪子轉(zhuǎn)動一周的動畫，現(xiàn)在1號孔和5號枕木對齊了，此時不用在添加路徑點(diǎn)了，因?yàn)檩喿佑只氐搅顺跏紶顟B(tài)，我們可以使用宏操作繼續(xù)設(shè)置輪子的第二周滾動動畫，關(guān)于宏的操作這里就不細(xì)講了。有幾點(diǎn)問題要說明：1，由于animator的功能局限性，上述制作過程的定位不是非常精確的，基本上還處于目測的水平，如果要制作零件精確的滾動動畫這個方法可能就不適用了。2，在設(shè)置這個動畫前，已經(jīng)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(shè)置完動畫可以刪除。以上的滾動動畫制作只是我個人的經(jīng)驗(yàn)，也許您還有更好的方法，歡迎與我交流。

   最后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而用普通的播放軟件就能收看作好的動畫。點(diǎn)擊animator工具欄中的錄制動畫按鈕，進(jìn)入錄制動畫對話框。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緩沖區(qū)，這樣animator在渲染動畫時就會使用photoworks為裝配體設(shè)置的材質(zhì)，燈光，背景，增加動畫的效果。屏幕大小可任意選擇，但是越高的分辨率渲染越慢，一般800X600即可。每秒的動畫片數(shù)默認(rèn)為7.5，這個速度產(chǎn)生的效果比較差，電視的幀數(shù)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(jīng)驗(yàn)15幀應(yīng) 是個底線。點(diǎn)擊保存，會彈出視頻壓縮對話框，可以使用計算機(jī)中安裝的壓縮程序?qū)�動畫進(jìn)行壓縮。在壓縮程序下拉框中可以看見本機(jī)的已有的壓縮程序,這里選用microsoft video 1進(jìn)行壓縮，每（K）幀數(shù)改為與動畫幀數(shù)相同，其他選項(xiàng)采用默認(rèn)值就行。一般不要采用全幀（非壓縮），這樣會占用大量的硬盤空間，我曾試過這種方式，結(jié)果一段15秒的動畫占用了800M空間。另外如果您的計算機(jī)中安裝了divx mpeg4解碼器，可以采用這種方式壓縮，與microsoft video 1相比，同等畫質(zhì)的動畫占用的空間更小。好了，經(jīng)過一番努力和漫長的等待，動畫渲染完成，快打開看看吧。

   最后需要說明：在錄制動畫以前，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(dāng)前幀再開始從頭渲染。

   以上是使用animator制作動畫的基本方法，還有幾點(diǎn)在這里一并說明：
  (1) animator不是3dsmax，它的動畫功能雖然簡單但不是特別強(qiáng)大，在為一個零件設(shè)置動畫時，必須一次性把所有路徑點(diǎn)設(shè)置完，否則當(dāng)你第二次對該零件設(shè)置路徑點(diǎn)時，animator會覆蓋你第一次設(shè)置的一系列路徑點(diǎn)。
  (2) 不要對兩個相互聯(lián)系的零件分別設(shè)置動畫，這樣會發(fā)生奇怪的錯誤，有時裝配體會散架。
  (3) 在渲染動畫前，如果你設(shè)置了延遲時間，請務(wù)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(dāng)前位置的靜止畫面，等延遲時間過后才開始真正動畫.