电脑动画技术在机械制图中的应用

来源:网络(转载) 作者:杨胜泰 发表于:2011-12-08 10:14  点击:
【关健词】机械制图;多媒体技;电脑动画
在以机械制图为主的相关的理论知识中,有许多难以难题的内容。通过电脑动画技术的运用不仅能够将这些难以理解的内容,用简单的画面动态地表示出来,从而使这些内容得到形象的理解。就电脑动画技术的特点而言,主要是借助工具软件,来研究投影原理的表达(如基本几何图素

机械制图是一门系统性和实践行都较强的科学,即如何绘制及阅读机械图样,用图形来表达设计思维的一个过程。其发展过程大致有三个主要的阶段。第一阶段,该阶段主要表现在内容上相对陈旧,模式和方法也很简单,但知识全面,学时多,作业量大。第二阶段主要表现在为了不断适应时代发展的需求,对原有的《机械制图》的内容体系及时进行了调整,具体表现由注重理论知识的传达过渡到以加强绘图、识图能力的培养。第三阶段:随着科技的发展,计算机辅助绘图和辅助设计及先进的多媒体技术被越来越多地运用到制图的运用中。不仅节约了时间而且还提高了制图的效果。大大提高了工作的效率,在这样的一种模式之下,诸多单位都积极展开了对员工的这方面的能力的培养。
  1 电脑动画技术
  动画是一系列连续播放的画面,其原理是“视觉暂留”,画面本身都是静态的,相邻的两幅画面有稍微的差别,当这些静态的画面连续的通过我们眼前时,由于我们的视觉具有暂留的特性,即我们看的第一幅画面会在我们的视觉里作短暂的停留,大约在0.25s内不会消失,这样使前一幅画面在人的视觉里还没有消失前播放下一幅画面,这就给我们造成了一种连续变化的视觉效果,即动画,其本质就是运动,多幅画面连续的运动。在播放是要注意速度,不能太慢,要不会使画面不连贯。
  动画的发展经历了三个阶段:原始动画时代、传统动画时代、电脑动画时代。原始动画起源于很早,大概在数万年前的石器时代,人们已经能够根据“视觉暂留”的现象创作出动感很强的连续动作画面,其典型的例子就是汉武帝时期的“皮影戏”。传统的动画出现于19世纪末,其制作过程比较复杂,先有经验丰富的动画设计者画出关键的画面,然后由辅助的动画设计者或助手画出余下的画面,这些画面要体现动作的自然流畅,并符合指定的动作时间。所有的动作画好后在,在动画测试台上进行测试,通过后再手工描在透明片上或用照相制版的方法印在透明片上。接着是进行就是耐心的在各个画面上图颜料。然后是进行拍摄过程,这个过程由导演编制拍摄的进度、层次和时间的规划表。最后是对胶片进行编辑、剪接、配音、加字募等后期制作工序。随着时代的发展,电脑的诞生与推广,人们逐渐开始用电脑制作动画影片,从而进入了电脑动画的时代,这是影视技术的高潮,同时在科学研究、医疗卫生、教育教学等领域更是发挥着无法替代的作用。
  电脑动画一般分为二维动画与三维动画两类。二维动画的制作软件常见的有Flash,Flash是矢量图形,文件小,传播快,所以被广泛采用。其它软件还有Ulead GIF Animator、COOL 3D、Firework等,都各具特点,风格迥异。三维动画是由计算机软件给出的一个虚拟的三维空间,通过建造物体模型,把模型放在这个三维空间的舞台上,从不同的角度用灯光照射,然后赋予每个部分动感和强烈的质感得到的效果。相对二维动画,三维制作要复杂的多,且文件比较大,网上传播速度相对较慢,常见的制作软件有3ds max、Maya等。
  2 电脑动画在机械制图中的应用
  2.1 制图方法上的改变
  上世纪末,机械的制图主要是通过传统的工具而实现的。诸如三角板、挂图和一些模型等等,这样一种模式不仅极其辛苦,而且一旦某处出现错误,改动起来显得也就更加麻烦。同时,由于无法从整体上对其把握,也就造成了理解上的偏差。这种形式在教学中表现的更为明显。随着科学技术的不断发展,以计算机技术的为主的科技水平逐渐被运用到了社会生产之中,在机械制图领域则表现为,为了进一步提高制图的效果与效率,改进这种传统制图方法上的弊端,开始把电脑动画技术引进到了机械制图之中。比如:用Flash制作动画,来进行画几何部分的方法,这些几何图形作图、投影法的概念、点、支线和平面的投影,用动画来表达就可以达到一目了然的效果。在对空间两直线的相对位置关系、平面的投影、求平面的交线及求截交线和相贯线,学习的时候,学生要进行空间想象,所以学习起来就比较费事,但是如果用动画将各种位置直线、平面的投影、将基本体的切割叠加、交线形成过程及其投影完整地表达出来,这样立体感很强的动画表现过程学习起来直观,既可以开拓空间思维,有可以提高空间想象力,激发学习的兴趣。同时,在机械制图部分,电脑动画有着明显的优势,例如组合体三视图画法、形体分析法和线面分析法读图,可以用动画将思维过程和作图过程清晰地展现在我们面前,这样不仅能够使绘图速度、读图能力显著提高。将剖视图的剖切过程用动画表达出来,更能够使我们更清楚地看到机件的内外结构,不会将内外轮廓线交织在一起。事实上,在制图的过程中,虽然很多人对单个零件的绘图和读图都没有问题,但是将其装配起来的部件对其绘图和读图就感到困难,对其结构和工作原理理解不到位。但是如果将其各个零件的装配过程、工作状态、拆卸过程制作成完整的三维动画以后,就会使他们学习起来就会一目了然,印象深刻,对装配体的绘图和读图就会很容易了。所以电脑动画技术的加入使机械制图的教学方法上发生了很大的改变,从而解决了传统制图中出现的一些弊端。
  2.2 电脑动画的运用为机械制图的制作提供了一个平台
  电脑动画的出现与使用不仅能够有效的改进传统机械制图的方法和手段,而且还能够进一步完善制图的效果。这就要要求我们首先必须熟练掌握建模,绘制动画的技巧。在机械制图的过程中,通过动画技术的运用可以为我们提供一个较为宽泛的制作空间。如果使用的是源文件的话,那么我们便可以根据计划的改变随时进行修改。例如组合体的形体分析法,我们只需制作出一个组合体的形体分解组合过程,通过建立不同形体模型,组合后得到不同形状的组合体。再如剖视图的剖切过程,通过更换三维模型,同样能得到各种机件剖切的动画。
  2.3 使用电脑动画明显提高教学效果
  由上文介绍可以知道电脑动画能将机械制图课程中一些难以理解的东西用简单的画面动态地表示出来,使学生能够更好的理解理论知识然后快速掌握。电脑动画还可以模拟生产过程,代替部分实践教学,它在该课程教学中的作用是巨大的,它是对传统教学方法的一次革命。教师不必携带繁重的模型、挂图等,只要点击鼠标、操作键盘,就可以用电脑代替教师进行教学演示,还可以即兴建模举例,拓展学生的思维,将课本知识学活,并能灵活应用.与实践结合起来。所以使用电脑动画教学能够明显的提高教学效果。 (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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