本科論文目錄TOC\o"1-2"\h\u11696摘要 123983Abstract 28778引言 3160301設計目標 5131571.1設計背景 579911.2設計要求 6181751.3設計計劃 6288982設計策劃 899082.1設計調研 8259172.2設計風格 8231322.3制作腳本 10140132.4畫面整體色調 15175463設計制作 17286113.1動畫制作 17307013.2后期剪輯 36273583.3易拉寶設計 3713548結論 3924207致謝 4014579參考文獻 41本科論文摘要智能化生產單元，是每一個數字化無人化工廠所具備的基本單元。智能化裝備制造業離散型的加工單元。其本質意義是把一組加工某一部件或者加工某一種類的部件集成成一組生產線。其生產線具有模塊化、智能化、高度集成化、一體化、智能化的加工特點，實現了數字無人化工廠的數字交互接口。具備批量生產的特點。從資源軸、管理軸和執行軸這三個角度，來實現基本工作單元的模塊化、自動化、信息化，從而實現工廠的數字化、高效率運轉。智能化生產單元分為幾個方面從體系機構上看，包括模塊化、單元化、集成化和一體化四部分。模塊化和單元化可以令產品快速得到推廣，集成化服務于一條產線，一體化解決了一個系統范疇的智造生態環境。智能化生產單元三維動態展示通過栩栩如生的三維動態演示設計，將生產線上的各種動畫圖像進行模擬與演示并呈現，用3dsMax2018等三維軟件，進行三維建模、渲染以及動畫的制作，通過AdobePhotoshopCC2017、AdobePremier、AdobeAftereffects進行后期包裝設計。為客戶提供產品的講解、宣傳及其銷售提供解決方案，通俗形象及生動地描述了該產品的情況。關鍵詞：三維動畫；生產線；腳本；模型；渲染

AbstractIntelligentproductionunitisthebasicworkunittorealizedigitalfactory.Accordingtothediscreteprocessingsiteofequipmentmanufacturingindustry,agroupofprocessingequipmentandauxiliaryequipmentwithsimilarcapabilitiesaremodularized,integratedandintegrated,soastorealizethemutualinterfaceofvariouscapabilitiesofdigitalfactories,andhavetheorganizationmoduleofoutputofmulti-varietyandsmallbatch(single-piece)products.Itrealizesmodularization,automationandinformatizationofbasicworkunitsfromthreeanglesofresourceaxis,managementaxisandexecutionaxis,thusrealizingdigitalizationandhigh-efficiencyoperationofthefactory.Theintelligentproductionunitisdividedintoseveralaspects,includingfourparts:modularization,unitization,integrationandintegration.Modularizationandunitizationcanpromoteproductsrapidly,serveaproductionlineinanintegratedway,andsolveasystemcategoryofintelligentecologicalenvironmentinanintegratedway.Three-dimensionaldynamicdisplayofintelligentproductionunitssimulates,demonstratesandpresentsvariousanimationimagesontheproductionlinethroughlifelikethree-dimensionaldynamicdemonstrationdesign.Three-dimensionalmodeling,renderingandanimationproductionarecarriedoutwiththree-dimensionalsoftwaresuchas3dsMax2018.Post-packagingdesigniscarriedoutthroughAdobePhotoshopCC2017,AdobePremierandAdobeAftereffects.Providesolutionsforcustomerstoexplain,publicizeandselltheproducts,anddescribethesituationoftheproductsinapopularimageandvividway.Keywords:3-Danimation;Productionline;Scripts;Models;Lighting

引言進入到21世紀后，逐漸的人口老齡化問題逐漸嚴重，近幾年來我國大力推行機械制造2025，工業4.0等等體系，很多從事機械制造類加工工廠加工公司也逐漸向智能化，信息化的方向所轉變，所以生產線智能化，無人化工廠也逐漸興起，其對比于其他老式的加工工廠有許多好處。比如，安全，高效解放勞動力。光有想法我們要付諸于實踐，所以就需要3dmax軟件制作。3dsMax在三維動畫制作中，可以使得畫面變得更加逼真，很多時候我們看到的電影，很多的場景都是利用這些個軟件渲染出來的，就比如迪士尼系列的動畫電影，科幻片異性，魔幻片指環王等等，都是經過后期的制作，各種3d軟件進行后期的加工而形成的電影特效。其畫面的表現力，層次的體現。都有本質的提升和飛躍。很長的一段時間，3dmax等一些3d軟件可以實現其他軟件無法取代的地位，比如對于大氣的渲染，對于磁場，電場，等一些我們無法看到的一些東西的渲染，因為很長一段時間內我們渲染的東西不存在大氣，做不到真實性。看起來比較假。也沒有必要的光影效果，所以，通過3dmax和vray的搭配，必要的效果也會呈現。很多制造企業由于成立不久，設計方面的技巧不足，或者沒有足夠的人手進行再制造創新，但是卻又經常遇到用戶給出新的開發需求，研究制制作周期短，倘若采用傳統的制作模式進行設計，在時間上，勞動力上，基本上很難去完成這個項目，并且制作成本很高。但是，如果利用三維動畫技術3dmax軟件vray軟件，首先對產品進行功能性和結構模擬，也方便進行論證和交流改進，確認設計方案后可迅速轉換為生產圖紙，逆推式的創新設計，大大增強了企業的市場應變能力。本文決定生產線采用以3dsMax軟件進行三維動畫展示為主并配以AdobePremier、AdobeAftereffects進行后其包裝剪輯的手法進行三維動態可視化設計。首先根據制作的動畫進行初步的分析，具體分析有許多，絕大多數進行其動畫分析，分析從生產線主要表達什么，主要的鏡頭應該有那些體現，光影效果，動畫腳本，生產線的優勢有哪些。其次利用3dsMax軟件對其進行建模，完成模型與場景搭建后進行初步燈光調試并利用V-ray進行材質調節。進行加工制作。在攝像機動畫制作的同時再對主要鏡頭重新調節燈光材質以達到色彩度明暗度的完美效果。動畫制作完成進行預渲染。預渲染后進二次修改，二次修改后進行最終渲染。最后將渲染出的序列幀導入到AdobePremier中，在AdobePremier中將視頻按照解說詞的內容、節奏進行剪輯。將剪輯好的視頻導入到AdobeAftereffects軟件內進行標注、特效等素材的制作。最后在AdobePremier軟件中進行成片合成。1設計目標1.1設計背景工程機械的智能化應該是當前機械工程發展的一個重要環節。工程機械的智能化對于人們的生活是有著極大的積極影響。讓人們的生活質量以及消費水平有著質的飛越,因此進一步加強對其的研究非常有必要。作為機械工程未來的發展方向,智能化機械工程的出現將機械工程帶入一個嶄新的發展紀元,同時,信息化和智能化的工程機械技術也將成為推動我國經濟發展的重要手段和必然趨勢。基于此本文分析了工程機械智能化與信息化發展[1]。隨著我國改革開放的順利展開,經濟,科技,工業的高速發展帶給社會與人民的生活質量提升是大大空前的.如今一些重要工業以及能源的開采競爭十分激烈,使得工程機械智能化和信息化成為各國大力發展的對象.每個國家的工業機械發展都離不開工程機械智能化與信息化的發展[2]。隨著智能制造，工業4.0的逐步穩進許許多多國家內大型的制造行業，都開始了向著智能制造2025發展，小到小商品加工作坊，大到三一重工等一些老牌企業。都可以稍微看到這些影子，但是在一些其他工業強國面前我們的發展，對于重工業也好輕工業也好都還是遠遠不夠，安川，西門子等等已經引進了一批又一批智能化的生產線，伴隨著人口老齡化逐漸的逼近，解放工人的勞動力也逐漸地迫在眉睫。很多時候在新聞之中也有很多工人因為操作失誤而在身體上造成了一定量的傷害，雖然企業普及了許多的安全生產知識但是在很多時候，因為人工疲勞，圖省里，還是會造成工人身體上損傷。所以發展一款無人制造車間也是一個發展工業行業必不可少的前提。前文也提到了，在很多時候因為勞動力或者資金的不足，我們很難直接建造一個車間，去實踐其效果，我們也沒有那么多資源去換取車間生產的容錯率，所以這個項目也最大程度上需要三維動態可視化的設計。三維動態可視化設計，是通過以3dsMax軟件進行三維動畫展示為主并配以AdobePremier、AdobeAftereffects進行后期包裝剪輯的手法進行三維動態可視化設計，我們的目的就是讓顧客更加只管的看到該項目落成，產出的一些效果。拿這個項目舉例子，顧客想要個車間概念圖，如果交給二維，并不能直觀系統的體現出一些特點，很多顧客也無法直觀的感受到這個項目對于自己的需求，所以就要模擬車間建立三維，進行渲染加工，保證忠于現實的理念進行制作。1.2設計要求1.2.1設計目標為智能化生產單元三維動態可視化設計可以更直觀的展示出該生產線工作過程設立以下目標。（1）展示出智能化生產線對于實際車間的比例。（2）設計出機械手ik動作解算。（3）展示出智能化生產線的工作流程。（4）后期包裝體現真實性。（5）通過圓盤的加工體現生產線流程。1.2.2設計內容 本次設計內容主要圍繞智能化生產線三維動態可視化設計，通過行業對比、優勢分析、專業解讀等方式生動形象的展示出智能化生產線的產品優勢。由于本次設計旨在產品銷售推廣，項目受眾為客戶所以在制作時需要將原理既能講解清晰又不涉及核心技術，對腳本制作方面有相應要求。（1）對智能化生產線的工作流程。（2）指出行業現狀，并引出現有假捻器所存在的缺陷與不足。（3）搭配可視化手段表現智能化生產線在結構上的創新以及優異性能。（4）體現智能化生產線具有提高生產質量、提高產能、降低生產成本的優勢。1.3設計計劃1月29日-2月25日：調研；2月26日-3月4日：對整體時間進行規劃，撰寫畢業設計開題報告并上交開題報告；3月5日-3月11日：通過研究項目背景、項目要求進而制定智能化生產線三維動態可視化設計的腳本；3月12日-3月18日：根據圖紙、相關視頻或圖片進行場景搭建，模型搭建； 3月19日-3月25日：在理解腳本的基礎上進行三維動態可視化設計，制作攝影機的位置調整，最后根據腳本進行動畫制作；3月26日-4月1日根據整體效果進行燈光以及材質的調試，并且燈光與材質要搭配，渲染出符合甲方要求的產品配色、材質效果、圖案以及燈光效果；4月2日-4月15日：渲染出圖，渲染幀序列；4月16日-4月30日：使用后期軟件進行片頭制作；5月1日-5月14日：進行包裝和剪輯，輸出成片，檢查成片的連續性和完整性，以及畫面的清晰度等；5月15日-6月3日：驗收設計成果，編寫并審改設計說明書，準備答辯；6月4日-6月10日：答辯。2設計策劃2.1設計調研近年來，全球各主要經濟體都在大力推進制造業的復興。在工業4.0、工業互聯網、物聯網、云計算等熱潮下，全球眾多優秀制造企業都開展了智能工廠建設實踐。

據中國工程院院長周濟介紹，智能生產是智能制造的主線，而智能工廠是智能生產的主要載體。隨著新一代人工智能的應用，今后20年，中國企業將要向自學習、自適應、自控制的新一代智能工廠進軍。新一代人工智能技術和先進制造技術的融合，將使得生產線、車間、工廠發生革命性大變革，提升到歷史性的新高度，將從根本上提高制造業質量、效率和企業競爭力。在今后相當一段時間里面，生產線、車間，工廠的智能升級將成為推進智能制造的一個主要戰場。查找相關資料，了解產品實際工作過程，采集數據，產品對比。2.2設計風格設計的風格關乎于設計本身，一個好的項目風格可以使得項目本身更加的立體，項目本身存在的動畫應該與其風格相輔相成，大型場景項目應該體現出恢宏大氣之感，小型廠房項目應該保證整體舒適得體，細小型零件項目應該保證其加工精良，大項目不必微觀到極致，人有氣質，而項目也有風格。宣傳片在目前的應用主要分為五大類：企業培訓流程類、樓盤模擬游覽類、產品介紹類、企業宣傳類、節慶類等幾大方面。企業宣傳類，簡單的說介紹企業文化，你走入公司，人事帶你觀看的正是企業動畫宣傳片。樓盤類宣傳片講究舒適得當。產品介紹講究真實客觀。企業培訓流程講究高效通明。節慶講究歡快。我的生產線正是產品介紹類，我要表現的正是一種真實客觀的感受，生產線和廠房的比例應該趨近于真實的比例。后期特效應該保證在最少的特效上保證生產線展示的完整。展示宣傳片的影片風格主要分為三大類。第一類：氣勢磅礴型國家水電，三峽大壩，港口碼頭，我國的征兵皆有這種風格類型，這類所主要闡述的產品或者宣傳基本上物品比較大，或者表達的精神思想比較強烈，使人心靈震撼。如圖2.1所示。圖2.1征兵宣傳片第二類：樸素真實，表達的物品的真實性，一般用于實物商品的廣告宣傳片或者中小產品的宣傳片，強調可靠真實。如圖2.2所示。圖2.2小米手機宣傳第三類：節奏輕快，具有科技感，此類展片科技感強，未來元素較多，主要適用于新型產品展示、高新企業的企業宣傳，如圖2.3所示。圖2.3產品展示動畫由于產品為生產線，項目制作旨在于展示其生產線會給你產線優異性能。根據要求具體分析后決定整體節奏要明快，顏色寫實，強調真實性。體現的生產線為中型產品，配合太陽光，體現真實感。所有的金屬物品應該體現金屬光感，油漆應啞光平滑，整體風格寫實。強調畫面的真實性，強調畫面的真實感。2.3制作腳本2.3.1片頭鏡頭名稱：開頭時間：11s畫面內容：介紹姓名，項目名稱畫面效果描述：粒子狀態的演示2.3.2生產線介紹鏡頭名稱：c1時間：100-140幀畫面內容：概括整個廠房以及設備占比大小以及天空貼圖等一些大體上所能體現的。畫面效果描述：建立生產線場景（廠房內部并排擺放銑床設備若干），漫游鏡頭進行場景漫游，環繞攝像機。定鏡，鏡頭定至介紹的生產線部位，進行生產線介紹。鏡頭名稱：c3時間：140-320幀畫面內容：通過c3攝像機，定在生產線掃描器上，給上字幕，渲染前一半不存在圓盤，而后一半存在圓盤，體現裝夾畫面效果描述：切換上一個鏡頭至c3，流出一定量時間，掃面器旋轉，圓盤出現自上而下的放置，隨后掃描器轉回，承接下一個鏡頭。2.3.3加工介紹介紹鏡頭名稱：c4.時間：301-350幀畫面內容：承上啟下，用于連接。畫面效果描述：切換視圖進行動畫演示，防止觀眾突然間切換過大視角從而無法適應，引起不適。鏡頭名稱：c5時間：335-570幀畫面內容：介紹機械手移動，對物件進行加持。畫面效果描述：機械手由軌道進行移動，到掃描器面前進行加持，承接下一個鏡頭。鏡頭名稱：c6時間：570-620幀畫面內容：移動機械手，放置到托盤中。畫面效果：機械手沿著軌道移動，移動u型托盤處，進行防置。注：此出應該多出下方鏡頭一段時間和c7鏡頭重復幾幀。因為承接關系，防止突兀。鏡頭名稱：c7時間：600-650幀畫面內容：給鏡頭特寫。畫面效果描:特寫鏡頭，幀數重復20幀，讓觀眾看得不是那么突兀，體現材質光感。鏡頭名稱：c8時間：650-915幀畫面內容：簡略的體現剩余圓盤裝夾畫面效果描述：一個鏡頭讓其余圓盤通過改變不可見度出現在u型托盤上，節約時間鏡頭名稱：c9時間：910-985幀畫面內容：正上方攝像頭c9，機械手沿著軌道進行移動，機械手旋轉，達到一號銑床位置畫面效果描述：機械手沿著軌道移動，機械手i進行旋轉，進入到一號銑床位置，使得觀眾直觀的看到機械手的移動軌跡，將機械手從暗的一面移動到亮的一面，因為廠房內沒有打燈，全是由自然光體現，也增加了這個生產線的真實性。鏡頭名稱：c10時間：985-1415幀畫面內容：機械手到預計位置，放置圓盤，銑床進行切割。畫面效果描述：切鏡到c10位置，鏡頭不做任何動畫，不平移，機械手到達預定位置，放置圓盤至銑床位置，機械手退回，畫面進入白色淡出，持續幾秒后白色淡入，因為我們要精簡化銑削等不必要的過程，所以在淡入之后，畫面轉到機械手夾取加工后的托盤，然后移出軌道。畫面承接個鏡頭。鏡頭名稱：c11時間：1402-1900幀畫面內容：機械手放置加工好的圓盤，放置到u型托盤上，根據電腦指令，進行下一個圓盤加工畫面效果描述：接上一鏡頭，切鏡，機械手夾持著加工好的圓盤，移動到u型托盤前，放置，無需特寫，之后在下兩層找到需要加工的圓盤b，夾持。移動。鏡頭名稱：c12時間：1890-2340幀畫面內容：機械手夾持圓盤，進行移動。移動到2號銑床上，進行圓盤b的銑床加工畫面效果描述：切鏡，切到c12攝像頭上，此處對比上一個。1號銑床機器的鏡頭可以略微拉遠，因為也可以讓觀眾看到2號銑床在整體的比重，位置，大體的占比。機械手放入，鏡頭淡出，停頓幾面，鏡頭淡入。這樣是為了節約資源突出重點，省去不重要的加床加工，節省時間。鏡頭淡入后，機械手伸入夾持。然后進行移動。承接下一個攝像頭，外加多渲染幾幀，使得觀眾不覺得突兀。鏡頭名稱：c1122時間：2335-2640幀畫面內容：機械手放置加工好的圓盤，放置到u型托盤上，根據電腦指令，進行下一個圓盤加工畫面效果描述：接上一鏡頭，切鏡，機械手夾持著加工好的圓盤，移動到u型托盤前，放置，無需特寫，之后在下兩層找到需要加工的圓盤c，夾持。移動。鏡頭名稱：c13時間：3620-2710幀畫面內容：給予細節的特寫，體現u型托盤的特寫，體現出金屬的光感。畫面效果描述：切鏡，體現出影片的真實感。色溫較暖。機械手夾持托盤，放置u型托盤上。為了體現真實性。Vray的金屬光澤搭配好，使其有金屬的反射光澤。鏡頭名稱：c14時間：2700-2870幀畫面內容：夾持另一個圓盤c進行車銑復合加工，旋轉機械手，沿著軌道進行平移畫面效果描述：切鏡，c14視角，可以總覽畫面，機械手夾持圓盤，沿著軌道送至車銑一體機床，進行車銑符合加工，開機床，準備切鏡，承接下一個鏡頭。鏡頭名稱：c15時間：2870-3170畫面內容：進行銑床加工，機械手夾持部分進行旋轉，放置圓盤，進行圓盤。畫面效果描述：機械手夾持圓盤，切鏡進入c15，機床打開，機械手轉動，移動到適合位置。安裝，隨后關門。進行車銑復合加工。隨后淡入，淡入淡出，白場轉變，字幕條跟上。隨后機械手深入，夾持圓盤，之后承接下一個鏡頭。鏡頭名稱：c16時間：3175-3520幀畫面內容：畫面轉到3軸測量儀處，進行測量，c16攝像頭要求：進行該幀數中所有的動畫都在此鏡頭之中，畫面體現陰影處。伽馬值正常。3軸測量儀進行測量。畫面效果描述：切鏡，機械手夾持之后，進行移動，旋轉，放置在3軸測量儀上。3軸測量儀z軸下降進行測量，當然，測量過程簡化。隨后機械手夾持圓盤。進行下一鏡頭承接。鏡頭名稱：c17時間：3550-3700幀畫面內容：做最后的收尾工作，放置圓盤c畫面效果描述：切鏡。所有生產流程最后一步c圓盤，放置到u型托盤上。所有序列幀合成的視頻全部保存，進行pr合成。如下2.4圖。圖2.4序列幀2.3.4片尾鏡頭名稱：片尾時間：11秒畫面內容：出現謝謝觀賞畫面效果描述：畫面漸暗，出現謝謝觀賞，最好帶有粒子效果，應該和開頭相應。2.4畫面整體色調在所有的宣傳片或者視頻之中，最讓人一開始起到決定性效果的是畫面色調，整體的色調也是一個視頻最為重要的因素。在生活中色調也起到重要的作用。在機械動畫中，光線提供了整體的色調。后期pr的合成也可以更改色調，按照顏色效果分類，色調分為一下兩種，其所表達的特點也不盡相同，所作用的風格也不同：冷色系色調：冷色系色調可以作用于科技感十足的動畫效果中，舉個最簡單的例子。賽博朋克，賽博朋克系列的動畫是針對科技感比較足的動畫風格之一，強調動畫的科技，其中也有一些對于科技的敬畏，此類風格動畫色溫偏向于冷色調，多為藍白相間，強調于未來科技。但是個人認為這一類科技風格的動畫適用于概念版。何為概念版，概念版是在現有的科技基礎上附加的一層我們所沒有的科技。所以概念版冷色系未來科技的這種冷色系色調動畫并不適用于我們這個動畫。如下圖圖2.5冷色系色調風格暖色系色調，暖色系的色調相比較冷色系色調就顯得比較真實，其暖色系色調顏色趨近于太陽光的顏色，因為太陽光的顏色就是暖色系，其畫面表現也是比較明亮歡快。在科技風格上，上文我舉例了冷色系的色調偏向于賽博朋克，而暖色系的色調趨近于蒸汽朋克。齒輪，蒸汽機雖然在我們現在眼里是落后的，但是仔細想一下，暖色系的蒸汽朋克風格就偏向于其現實型。給予觀眾心理上可實現的目的。下圖便是蒸汽朋克式的風格。圖2.6暖色系宣傳片所以，我偏向于暖色系風格，體現畫面真實性。3設計制作3.1動畫制作首先根據相關圖片、文字介紹、圖紙等進行三維模型、場景的搭建。而在項目進行中通常會遇到諸多情況，在模型制作以及場景搭建的過程中就會分為幾種不同情況。3.1.1三維建模在三維建模方面會根據項目提供資料的完整度選擇不同建模方法。絕大多數的建模方法以下幾種：solidworks文件導入，這樣的模型更加趨近于真實模型，但是很多情況下。solidworks模型存在著相當大的不足，因為面數相當相當的多所以很多時候在導入時候會進行修模處理，所謂的修模指的是利用最少的邊面數進行模型簡化，而修模分為以下兩種高模和低模，其高模指的是在近景狀態下可以看到產品細致特征。而低模指的是在十米開外可以看到大體特征。所以通過外文導入，進行優化是模型來源之一。自我建模進行模型建模。在本次項目中項目具有模型文件，由于主要表現對象為生產線所以僅需對生產線部分進行重新建模，再將其他場景模型文件導入并進行模型優化。本次項目中的主要部件為生產線，所以先對假捻器進行精細化建模。其他部件則可直接采用項目中原有的solidworks模型進行導入修模。在三維軟件中進行建模時第一步通常是設置單位。使用3dsMax建模同樣如此，第一步就是打開菜單欄中的“自定義”選項，選擇“單位設置”在此界面中設置建模所需要的單位，此處可將單位設置為米、厘米、毫米，如圖3.13.2所示。圖3.1單位設置圖3.2單位設置大體的機械手進行建模如圖3.3所示。圖3.3機械手首先絕大部分的流線型是根據其solidworks文件導出的，但是還是有很多的地方最好重新構建，具體的不一一闡述。我們首先舉出一個機械臂進行建模闡述。首先在面板右端拉伸圓柱分層，alt+w進入其中一個視圖，f4進入邊和面選項，如圖3.4所示。圖3.4圓柱分層右鍵進入poly，進行面的選取頂面選取，插入，alt+c塌陷如圖3.5所示。圖3.5poly鏈接之后點面選項環形選取選中中間位置的兩條線，進行選擇進行拉伸，使其靠近首段和末端，環形選擇兩個端面，進行擠出。如圖3.6所示。圖3.6擠出指出重要的地方，和其余的建模軟件所不同的，3dmax建模是一個空殼，舉個最簡單例子如果一個正方體，如果solidworks或者ug進行切割會得到兩個長方體，而3dmax卻是兩個少了一個面的長方體，3dmax存在著法線，所謂的法線通俗來講是面的正反，倘若法線相反，則渲染的視圖中不存在該面，所以法線由為重要。剛剛的面段擠出則需要沿著法線面擠出。進行總體的比例數值校正。邊角需要加入圓角，在修改器面板，選擇線命令環形選擇線，進行倒圓角處理。如圖3.7所示圖3.7倒圓角細分刪除與其余面接觸的面。這里是因為軟件的不同，在大多數工科類軟件的認知中兩個物體進行裝配必然會有重合的面。但是在3dmax這個軟件中裝配的時候在保證不會漏光的情況下要把小面端的重合面全部刪除.其原因節約資源最大限度的保證渲染，在重合面段的渲染，機器的解算，重合的面很容易出現各種各樣的問題，最常見的問題就是閃爍，閃爍的原因分為很多種，多面等最常見的就是面的重合。在處理好其余的重合面之后如圖3.8所示。圖3.8圓柱處理我們會發現關于面還有一些違和感，比如覺得不像是圓。沒有層次感等等，所以我們要進行平滑處理。所謂的平滑處理，通俗的意思就是指，讓面進行同類面圓滑，生活中很多的瓶子罐子等等，我們看到這個物體為什么是圓的，是因為那些面在一個曲面上，所以我們要設定一下，這樣看起來圓的面就更加圓，體現出了不同的面。選擇修改器，在修改器面板下選擇所有的面，可以進行自動平滑或者手動平滑，基于模型我覺得自動平滑45°的平面就好，進行平滑，如圖3.9所示。圖3.9平滑度賦予放大對比一下可以看到平滑前后的區別，然后進行其他的添加，螺絲的添加必不可少，在企業的修模過程中，因為要盡可能的簡化模型，很多的螺絲就被一個六邊形所取代。因為如果是solidworks的模型直接導入，一顆小小的螺絲也會有1000多面，這個在以后的動畫設計中甚至是你做模型中都會受到影響。所以螺絲在3dmax中就被簡化成了一個六邊形。通過拉深6邊圓柱進行刪除一個面所取代。如下3.10圖所示。圖3.103dmax中螺絲接著進行模型優化，把機械臂小臂優化成我們需要的機械臂樣子，加入其余元素，進行顏色改變，接著進行其余部分的添加，添加原理同上，最后快捷鍵f3進入便準模式，查看機械臂外觀，如下圖3.11所示。圖3.11小臂優化接著進行其余部分建模。進行后方液壓缸制作，其本質幾何體和圓柱相似，所以拉出圓柱。進入poly進行面的加工，選擇一邊進行圓角切角,如下圖3.12所示。圖3.12液壓缸圓滑這一步切記在切角過程中，倘若想要圓角更加圓滑，則需要更多的邊面數，則大于10邊這樣就顯得比較的圓滑。接著在模型的基礎上添加其他的幾何體則制作出了液壓缸。其余的零部件我也不做一一贅述，總結起來3dmax建模對比以往的工業建模來說有很大的不同，工業建模講究精確，而3d建模需要考慮到后續的進展，因為基本上所有的3dmax模型后期并不是用作于圖紙，而是進行場景搭建渲染，而提及到渲染，就不得不在建模的過程中盡量減少面的增加，因為增加一個面在光影解算等一些渲染解算中就要增加一個參數，而這步也是一個需要龐大資源。最后利用可編輯多邊形（poly）制作出機械手的整體模型。如圖3.13所示。圖3.13處理完成機械手下一步要做的就是涉及到機械手與動畫方面的一個關鍵點了，骨骼以及鏈接。在3dmax中人物可以做動作，機械手可以做動作很大程度上是根據骨骼綁定的。雖然在某些時候也可以通過移動旋轉完成，但是工作量相當相當龐大。所以在制作機械手動畫之前，需要另一個骨骼來架構整體的機械手。通過鏈接，將機械手-虛擬體-骨骼連接到一起。首先在修改器中找到骨骼，做出兩個和機械臂等長的骨骼。如圖3.14所示。（此處為了能更簡介明了，我切換成線）圖3.14骨骼綁定機械手對于機械手來說最主要的運動路徑就是其尾端的骨骼帶動整個機械臂。因為是液壓缸驅動，所以只需要兩節骨骼即可完成，下方液壓缸我們可以通過給約束，實現液壓缸的工作原理。骨骼機械手建造完成，我們給予其虛擬體。為什么給予虛擬體，通常情況下機械臂可以直接連接骨骼，在父子集關系下，骨骼進行移動的時候機械臂也在移動，但是機械臂移動的時候骨骼不移動。但是有可能對于機械臂外形做出改變，并且有些時候機械臂有可能不繼承其他幾個軸的關系，比如不繼承z軸，所以需要在骨骼和機械臂兩個之間再加上一個虛擬體，虛擬體無法渲染，只存在兩個之間做以輔助。對已經做好的機械手各部分成組，鏈接骨骼，添加虛擬體。如下圖3.15所示。圖3.15骨骼虛擬體綁定到這里此項目中的其余建模過程也基本同機械手相似，后續的包括ik解算，骨骼運動會在動畫過程中講解，其余的表現對象可直接將相應的文件進行倒入后進行模型優化即可。至于模型優化，上文也提到過，與工業建模不同的是，3dmax所有的模型并不是一個實體，基本上所有的模型都為空心的殼。這個特點是因為軟件定位的不同所以在修模的過程中格外要注意，在工業模型制作過程中，難免會用布爾運算進行添加或者求差，但是在3dmax中盡量別用到布爾，因為布爾過后的幾何體線和面都成倍增加。在進行模型導入的過程中3dmax的識別文件不多，所以可能會有一些模型后綴名的轉換需要在工業建模軟件內進行，比如：solidworks導出軟件的模型時先將模型導出成.stl格式文件再將文件導入3dsMax軟件中。在在后續，模型導入之后，會出現許多面和線這里需要模型的優化，其模型優化率要達到百分之98以上，這樣的模型才能完美運行3dmax以及后面用的vray渲染。在場景搭建的過程中，會出現很多很多的物體，有些物體可以使用代理，來減少軟件資源的消耗，更多的物體搭建，大多數都是由復制來實現的，在3dmax這款軟件中，陣列等一下復制都是通過選中物體，按住shift，進行平移得到的。在搭建大場景的時候，注意要適當合理，盡量不要出現單一角度視覺干涉情況，確保后來的設想。如圖3.16所示。圖3.16整體的布局在模型比例方面3dsMax軟件雖然不會向其他工業軟件一樣對與精度要求到毫米但是同樣要求比例與實際一致，在細節處理方面，整體的布局雖然一開始，甲方就給我大體的外觀布局，但是在實際的軟件中，我盡可能將廠房頂棚拉高，確保攝像頭畫面除了主要物體，不會被屋頂等干涉。根據甲方給予的希望元素布圖，大體的生產線機床擺放位置如下圖3.17所示.圖3.17生產線的布局其余的地方基本上都需要銑床的填充，來確保畫面的飽滿性，也不能單獨放置一個銑床，所以，其余的廠房的地方應該放置一個銑床和一個調控臺。如圖3.18所示。圖3.18單一銑床的布局3.1.2材質貼圖 在3dmax的軟件中，觀眾們看到的效果一般都是由材質決定的，材質越發逼真，觀眾所看到的效果也越發的逼真，當然3dmax，vray軟件中制作的視頻逼真的效果也不單單取決于材質，還有燈光。所以材質球在逼真程度上占有的地位舉足輕重的地位。而材質球大體是由材質和其中的貼圖決定的。材質包括什么，材質又是什么？通俗的說，材質為其表面給人帶來的質感，給人帶來的感受。比如：有些密集恐懼癥的看到密密麻麻的東西會讓其產生不適應的生理反應。而這種材質如果質感較次的話則不適應的生理反應便不是那么強烈。材質包括貼圖和質感，而貼圖包括了材質貼圖，法線貼圖，oa貼圖，凹凸貼圖，紋理貼圖，粗糙貼圖，位圖等等。很多的貼圖各有各的作用。質感：貼圖不存在質感，而質感又是材質中最重要的一方面。質感可以從參數中體現，漫反射，反射等等，自然界的萬物因為其材質不同給人的質感不同。材質不同決定的漫反射，反射等參數不同，所以，在三維軟件中這些個參數決定著質感。通道，材質中通道的種類有許多：將其對應的貼圖放置在對應的通道中也會產生不同的效果。一個材質球并不是單獨存在這份材質，而是由很多個貼圖，很多層通道所整合而成的。通道也分很多種，最常見的反射通道，漫反射通道，高光通道等等。在材質的調節之前，通常會打幾盞光等進行試驗，在剛開始的時候只打開一個等，打開的時候進行渲染，查看其陰影效果，更多的是看到其材質的不同。在材質調節的過程中，往往為了真實性。通常會幾盞燈光配合進行整體的調節，本次燈光會用到4盞平行燈，1盞太陽等進行打光。具體的下文會提及，在多種燈光開啟之后，調節整體材質，整體的質感。在做出調節。在此次項目中主要部件生產線，絕大部分是關于金屬的調節。在調解金屬材質時將對材質球的漫反射給予貼圖并設置數量為65%，因為65%這一參數是現實生活中的大多數哦高光金屬的參數，其余的金屬參數本次項目也有，具體金屬具體細分，在反射通道中添加一張衰減的貼圖，其目的模擬現實生活中金屬光澤的衰減，就比如1米遠觀察的高光金屬和2米遠觀察的高光金屬完全不同，調節反射光則0.67高光反射0.75，這兩個參數顏色調制灰色，因為顏色越白高光反射和反射越亮，反射高光反射參數越大表面越光滑，細分調至8，細分這個參數關乎于很多方，陰影中有細分參數，反射中也有細分參數，細分越大反射越明顯，表面光的解析越多，但是如果使用計算機硬件系統較為差的，建議細分變小，最大深度為5，打開菲涅爾反射。將一張磨砂類型的圖貼入凹凸通道中，何為凹凸通道，凹凸通道決定表面的凹凸性，也是是否真實的一個重要的貼圖通道，如圖3.19所示。圖3.19金屬材質參數調節圖項目中其他部分材質則可基于已經調好的兩個材質上進行修改，快捷鍵m調出材質對話框或者在上方面板找到，可以選擇精簡對話框和材質對話框，在此基礎上創作出油漆等一些其余的材質。3.1.3制作動畫動畫制作主要分為攝像機動畫、約束動畫、粒子動畫等。攝像機動畫指的是攝像機在運動過程中所形成的動畫效果，約束動畫分好多，ik解算，朝向約束，線狀約束等等，粒子動畫指的是暴風雪，雨雪，等等一些粒子的效果。制作動畫要知道這些3d軟件和vray軟件如何形成動畫。所有的動畫都是由一幀一幀所構成的。那上世紀手繪動畫，米高梅公司的《貓和老鼠》來說，都是一幀幀手繪得到的。動畫的原理就是視覺的原理，在醫學上，人類存在著“視覺暫留”現象。人看到的一張圖片在二十四分之一秒內，不會消失。而如果用這種方法去制作動畫。只要在1秒內不斷切入25張渲染幀，則會產生一個動畫。這也就是25幀一秒的由來。但是如果顧客想要更高幀的動畫，那么可能一幀30，40，50幀。但是最低幀數便是1秒25幀。本次動畫要求2分半左右。按照正常換算大約3800幀左右。所以，這也是開頭腳本中幀數的由來。在這個項目中，進行移動的大多數都是機械手。所以機械手的動畫制作就變得尤為重要。在前文，機械手已經綁定的骨骼，虛擬體，現在就只做機械手的ik解算，3dmax中，無論是人物的動畫運動，機械手的動畫運動都像正常人類一樣。由骨骼帶動蒙皮物體或者機械手帶動。創建ik方法如下：選擇骨骼快捷鍵alt+q孤立出來骨骼，然后，選擇動畫，ik解算，ik肢體解算，選擇骨骼兩邊。如下圖3.20所示。圖3.20ik解算快捷鍵alt+q解除孤立狀態，可以看到骨骼的末尾會存在著一個+號，兩個骨骼兩邊會存在著一條線，證明已經完成了ik肢體解算。如圖3.21所示。圖3.21ik解算設置成功剩下的動畫則需要用ik肢體結算的+號上進行移動則會生成機械手的動畫。（移動的快捷鍵為w）。有關于動畫的制作，在整體的坐標軸下面，選擇自動關鍵點。選擇自動關鍵點之后在該時間點上進行移動。則在時間軸上留下一個關鍵正。通過這個進行動畫的制作。如圖3.22所示。圖3.22時間坐標軸在坐標軸上會看到關鍵幀出現紅色，綠色，藍色的關鍵幀。每一個代表著不同的形態變換，紅色代表移動，綠色代表旋轉，而藍色代表放大和縮小。制作此項目的時候還涉及到其他的約束，前文提到過的路徑約束就是其中一種，何為路徑約束，通俗講，一個物體沿著一條線進行移動，這條線可以是曲折的封閉的或者是各種各樣的都可以。在這里用圓盤，也就是加工用的輔助工件進行制作。首先畫出一條線，選擇圓盤，在右方選擇命令面板，在命令面板中選擇指定控制器，在指定控制器，位置選項中，找到路徑約束。如下圖3.23所示。圖3.23路徑約束在著可以選擇沿路徑的百分比，來選擇圓盤沿線段游走的百分比。其余的約束大多數都可以根據這些約束來得到預期的效果，其設置的辦法也大多數可以用這種辦法得到。3.1.4調整燈光材質 關于燈光，燈光分為很多種，3dmax主要是用于制作動畫，而vray則是用于真實性渲染，所以此次項目使用的是vray光。在現實生活中，存在著很多光，宏觀上來講自然中光大多數都是平行光。因為太陽雖然是個球體，但是經過如此之長的距離，在地球上的太陽光也變成了一束平行光。光有單一的太陽光還不夠，為了突出真實性。在廠房的四周還是要打上平行光，來體現屋外晴空，屋內亮堂的真實感。如下圖3.24所示，為廠房燈光圖。圖3.24整體燈光圖關于太陽光的參數如下圖3.25所示。圖3.25太陽光參數關于參數的解釋，渾濁：在現實生活中由于空氣的污染呈現出現。更多的是存在于改變其陽光環境。早上，中午，黃昏的空氣渾濁程度不禁想同。所以渾濁參數為3.5，陽光強度為下午到黃昏之時。（具體參數還是由其材質本身決定）。臭氧：天空中的清澈度。臭氧含量越高，太陽光線越黃，臭氧越低太陽光線越純。強度倍增。主要的光線強度參數，強度越高則光線越強。陰影細分：夏天的午后光線強烈的時候，我們看到光線的影子十分的清晰，所以這個參數是和太陽光產生的影子來決定的，其陰影細分越高，影子便越發清楚。（陰影細分越高，渲染時間越長）陰影偏移：顧名思義其代表陰影偏移的位置。中午偏移最小，赤道偏移最小。下圖為室內渲染圖，如圖3.26所示圖3.26室內燈光圖3.1.5渲染 渲染分為兩種，動畫渲染和靜物渲染。動畫渲染顧名思義，一次性渲染很多個序列幀，通過序列幀合成制作動畫。靜物渲染用于宣傳冊海報渲染，一般渲染比較細致?？旖萱If10進入到渲染的設置，渲染器中選擇vray3.6中。因為此次渲染的是序列幀，所以在時間范圍上選擇所要渲染的時間。輸出路徑選擇好后文件后綴名選擇tga格式。關于分辨率，分辨率越高其渲染的時間越長。因為光影也決定著渲染的時間，此次項目光影效果金屬的光澤性較高。所以如果選擇分辨率較高的。可能渲染時間會呈倍數增加，所以無奈，本次項目選擇640?360進行渲染.關于vray設置，圖像采樣分為兩種，漸進渲染和塊渲染。漸進渲染適合實時渲染，占用后臺內存較小。而塊渲染則適合動畫渲染，較為清晰。介紹參數：細分，細分是指關于渲染之后的圖像清晰度，細分越大越清晰。噪波閾值，其也對清晰度產生影響，只不過對比較清晰度，噪波閾值影響的更為強烈，噪波閾值越小，噪點越小。以上設置完就進行VrayDenoiser添加這一選項是渲染圖像的最后一步。其主要的作用便是降噪，使得圖像更清晰。如下圖3.27所示主要參數如下：圖3.27vray參數3.2后期剪輯 關于pr的后期制作比較簡單，所以就先從pr說起，打開pr新建一個項目，快捷鍵ctrl+i進行導入，按照開頭序列幀進行導入。導入之后，在庫中就存在著個個序列幀合成的視頻，按住快捷鍵ctrl+m進行視頻輸出。相ae，pr更加容易操作。關于淡入淡出，則是在效果中選擇白場過渡來實現。關于ae方面：ae用于制作開頭粒子動畫，打開ae。導入動畫可以看到一個又一個圖層。選擇相應的文字圖層進行更改。如下圖3.28所示。圖3.28ae字幕添加圖片中紅色為文字框，黃色為文字更改，所以開頭體現的文字都是由黃字框中的文字進行更改。3.3易拉寶設計 易拉寶主要是近幾年來產品以及企業宣傳的一種簡易的廣告，其方便攜帶，容易布置的特點逐漸被各大會場所青睞。易拉寶的設計屬于平面設計，其主要將相應的圖片、文字進行合理的排版設計從而制作成一頁易拉寶。在易拉寶制作過程中我們同常會使用Photoshop、AI等繪圖軟件進行制作。本次項目主要使用Photoshop進行的易拉寶的制作，易拉寶的風格是根據宣傳的作品的風格決定的。在日常的制作的過程中。我主要的做了一下兩個版本的易拉寶：1號易拉寶：畫面呈現藍色，強調科技感。類齒輪的設計使得宣傳的產品更加具有科技感。如下圖3.29所示。圖3.29藍色易拉寶2號易拉寶：畫面呈現藍色白色，強調風格為穩健適用類型。層次的設計使得宣傳的產品更加具有層次感寫實性。如下圖3.30所示。圖3.30白色易拉寶總上所述，這個產品整體的風格形象是寫實樸素風格的，更適合2號易拉寶，藍白風格突出寫實感，同時也不乏科技感。單一渲染元素。通過ps添加單一元素。左上方齒輪圖層漸入漸出。添加其余圖層。得到最終的易拉寶如下圖3.31所示。圖3.31最終易拉寶結論本次通過對智能化生產線動態展示設計這個畢業設計從根本上達到了預期的效果。最終完成了近3分鐘的演示視頻項目中也是使用當下主流軟件來制作三維動畫。(1)本課題撰寫腳本為智能化生產線的整體展示、工作原理展示、細節功能展示。動畫影片主要是利用定點攝像機，漫游攝像機來展現智能化生產線的整體工作流程。(2)本課題主要用3dmax三維軟件進行動畫制作。Vray渲染軟件進行渲染操作，通過vray材質進行賦予，使得動畫效果看的更加逼真，燈光渲染主要是利用vray進行燈光材質的渲染。更加柔和，更加逼真。(3)使用AdobePremier軟件進行剪輯。三維的動畫制作軟件渲染軟件渲染出了序列幀而AdobePremier軟件對3dsMax中生成的序列幀進行剪輯色溫調差，剪輯之后節奏合理。(4)使用AdobeAftereffects軟件進行后期特效制作，利用之前ae制作的字幕和工具條進行拖拽。AdobeAftereffects軟件使得視頻特效更加豐富粒子感更加具有科技感。(5)使用AdobePremier軟件進行影片合成。將AdobeAftereffects軟件剪輯的視頻導入進至AdobePremier軟件中，根據腳本將動畫特效，序列幀視頻結合在一起。本次的項目制作利用當下主流的三維動畫軟件3dmax，主流的渲染軟件vray，主流的后期剪輯軟件ae，pr軟件進行后期的剪輯。明確渲染參數，在保證資源參數的高效利用率面前確保真實性最大化。雖渲染時間長，但是工作周期還是和預想相同，由于篇幅所限，論述的相對較為簡易。在現如今的機械裝備制造業當中，需要絕對逼真的動畫渲染軟件進行后期加工推廣。致謝大學四年的時光轉瞬即逝，關于這個畢業設計我也希望做的較為優秀，來為我大學四年的時光畫上一個完美的句號。作為一個工科生平常所使用的軟件基本上都是工科的建模軟件，所以學習3dmax比較困難。這里我要感謝在實習的生活中對我學習有過指導的公司同事，趙子斌經理，劉顯峰學長和于子賀，曲哲設計師在公司中為我做的畢設進行技術上的指導。同時在學校中的老師們也給予我許多的幫助。感謝原所先、關智磊，也感謝班主任同時也是系主任的杜芳靜老師給我的風格上的敲定和設計上的指導。動態展示設計這一類的也許不是跟我們專業的對口畢設，但是絕對是我們以后學習，工作生活中會觸及到的畢設。感謝大學四年來所有的老師給予我的幫助。也十分謝謝實習生活中，公司的同事給予技術上的支持。學海無涯，積極進取方終有成功。參考文獻[1]吳國祥,李玉河.工程機械智能化與信息化發展概況[J].工程機械,2013.044(001)2-7.[2]陳佛保.有關工程機械智能化與信息化發展概況討論[J].山東工業技術.2015,000(010)74.[3]李尚松.工程機械智能化與信息化發展概況的研究[J].中國設備工程.2018,No.395(10)200-201.[4]徐浩宸[1].淺談工程機械智能化與信息化發展概況[J].中國機械,2014(20)245-246.[5]江文清,夏志平.工程機械技術現狀與智能化信息化趨勢[J].科學技術創新,2017(33)183-184.[6]肖莉貞.VrayRender3dsMaxSceneRenderingTechniquesVray渲染器在3dsMax場景中的渲染技巧[J].煤炭技術,2010,029(009)218-219.[7]胡巧玲,尹新富.VRay在3dsMax中渲染技術應用研究[J].電子技術與軟件工程,2015,000(011)P.93.[8]竇項東,張偉.3dsMax2010VRay渲染傳奇[M].中國青年出版社,2010.[9]聚光翰華數字科技.3DSMAXVRAY材質渲染超級攻略[M].中國青年出版社,2010.[10]吳鎮煒,談大龍.機械手空間圓弧運動的一種有效軌跡規劃方法[J].機器人,1999(01)9-12+46.[11]王雪松,許世范,郝繼飛.MOTOMAN機械手逆運動方程新的推導方法及求解[J].中國礦業大學學報,2001,30(1)73-76.[12]周利軍.3D,MAX之積沙成塔—IK運動實例[J].家庭電腦世界.2001(7)52-53.[13]劉曉敏,高巍.VRay渲染居室效果圖燈光設置方法和技巧分析[J].福建電腦,2008,24(11):190-190.[14]趙揚.光影在3Dsmax和Vary渲染藝術中的影響和表現[D].景德鎮陶瓷學院.[15]蔡勁.Vray渲染器在3dsmax中的應用[J].電子技術與軟件工程,2016,000(024):P.79-79.[16]張鈺糧,王踐.利用Vray渲染器模擬產品表面海量毛絨、鑲嵌物及凹凸形態[J].電腦知識與技術,2015(10):183-185.

論文的研究方法和手段有哪些

（1）調查法

調查法是科學研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計劃、有系統地搜集有關研究對象現實狀況或歷史狀況的材料的方法。一般是通過書面或口頭回答問題的方式獲得大量數據，進而對調查中收集的大量數據進行分析、比較、總結歸納，為人們提供規律性的知識。

（一）典型例子

調查法中最典型的例子是問卷調查法。它是通過書面提問收集信息的一種方法，即調查人員編制調查項目表，分發或郵寄給相關人員，詢問答案，然后收集、整理、統計和研究。

（二）研究步驟

1.確定調查課題

確定題目時要注意選題是否具有研究的必要性和可能性，同時要注意選題切忌太大，也要避免無意義的重復勞動。

2.制定調查計劃

要明確調查課題、調查目的、調查對象、調查范圍、調查手段、調查步驟、時間安排。

3.收集材料

收集材料時要盡可能保持材料的客觀性，盡可能采取多種手段或途徑。

4.整理材料

將收集到的材料進行整理，以便后續總結歸納、形成結論。

5.總結研究

對整理完的材料進行分析、總結、歸納，得出一般性的結論。

（三）特點

調查法相對其他研究方法來說較為耗時耗力，但也有其優勢，即獲得的一手資料信息真實具體，能夠對研究對象有更加準確、清晰的認識。

（2）觀察法

觀察法是指人們有目的、有計劃地通過感官和輔助儀器，對處于自然狀態下的客觀事物進行系統考察，從而獲取經驗事實的一種科學研究方法。

（一）典型例子

皮亞杰的兒童認知發展理論就是通過觀察法提煉總結出來的；兒童心理學創始人——普萊爾，也是在一次次地使用觀察法后，提出了兒童心理學領域中的諸多理論。

（二）研究步驟

1.明確觀察對象

在選擇和確定研究問題的基礎上確定觀察者與觀察對象。

2.制定觀察計劃

在觀察計劃中要規定明確的觀察目的、重點、范圍以及要搜集的材料。

3.做好觀察準備

觀察準備是否充分，往往影響觀察的成敗。

4.做好記錄

在觀察過程中要時時記錄，不放掉任何一個關鍵信