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1、摘 要 计算机动画在教学领域的应用是这几年开始的，主要用于辅助教学和辅助训练， 可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。尤其 在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程太复杂，抽象，无法向同学演 示，这对于学习者还是教育者都是个问题，网络教学，计算机动画用于辅助教 学和辅助训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练， 演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单， 课下同学可以将自己理解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握， 提高学习效率。 本文详细的阐述三维在现在生活中的应用状况，发展前景和主要的实现手段。 作者最终选择
2、3D MAX 作为实现方式，着重的讲述了 3D MAX 的优缺点和如何 运用 3D MAX 制作自控元件的三维模型。 关键词：3D MAX；建模；自控元件 ABSTRACT The application of computer moving pictures in education field has begun from recent years. The main use is to assistant teaching and training which can improve the students perceptual knowledge, making tedious te
3、aching imply in the vivid and amusing moving pictures. The application in self- education and teaching is particularly important, for some current course are too intricate and abstract ,and cant demonstrate to students, all that is a problem to either students or educators. The network-teaching ,com
4、puter moving pictures used for assistant teaching and training resolve this problem just in time. It uses three demons to set up the models, brings the training and demonstration which cant be taken to the class, and makes it realize through the computer. In class, teachers can teach lively, making
5、the puzzle course become simple. After class students can listen to where he hasnt comprehended very well again and again, and doing that is good for revision, firm master, and can improve learning efficiency. This paper has elaborated in detail the application of the three demons in modern life , t
6、he development prosper and main means to carry out. The author eventually choose 3D max as the carrying out means, emphasized the advantages and disadvantages of 3D max, and how to use 3D max to make three demon models of automatic component. Key words: 3D max; model ; automatic component 目 录 第 1 章
7、绪论 1 第 2 章 三维动画的应用 4 2.1 方案论证 4 2.2 3D MAX 软件介绍 6 2.3 小结 9 第 3 章 元件建模 10 3.1. 制作直流伺服电机的模型 10 3.1.1 支流力矩电动机 11 3.2. 制作交流伺服电动机的模型 22 3.3. 三相步进电动机模型的制作 29 3.4. 制作力矩式自整角机的模型 35 3.5. 制作旋转变压器的模型 36 3.6 小结 37 第 4 章 模型的后期处理 38 4.1 标准渲染 38 4.2 灯光 42 4.3 摄影机 44 4.4 小结 44 结论 45 参考文献 46 致谢 47 第一章 绪论 计算机在教学领域的应用
8、是这几年开始的，计算机动画用于辅助教学和辅助训 练，可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。 三维计算机软件的制造的模型的表现能力越来越好，他可以帮助将复杂的课程， 难以理解的问题变得简单，形象，易于理解，消化。 尤其是在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程，如自动元件，电机拖 动原理，自动控制原理等课程十分的难懂抽象，无法向同学演示，这对于无论 是学习者还是教育者都是个问题。网络教学，计算机动画用于辅助教学和辅助 训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练，演示用计 算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单，课下同学 可以将自己理
9、解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握，提高学习 效率。 计算机动画用于辅助教学真正的适合了课程发展改革的要求，让教的行为与学 的行为可以发生在不同的空间，时间。为学生与老师都提供了便利。 学校的实践层面引入网络，真正的多媒体制作涉及教学方案设计，文学脚本撰 写，平面设计（美工）创意，2D 、3D 的动画制作，视盲频素材采集和编辑编 程方面等等，对人力资源的技术文化水平很高要求，对制作平台要求硬件很高。 我们可以充分利用已有的公网资源，充分运用已有的权威机构专业网方面、个 人特色网络、老师的饿精力更多地集中在探究学习活动方案的设计上，更多地 集中在学习者学习活动的辅导上。 本次毕业设计
10、主要完成的是自动元件的网络教学系统，它包括教学部分，练习 部分，考试部分，问答部分，留言部分等。为了更为形象的再现自动元器件的 结构，工作情况，采用了三维软件建模。 三维计算机动画是采用计算机模拟现实中的三维空间物体。在计算机中构造三 维的几何造型，并赋予表面材料、颜色、纹理等特性，然后，设计造型的运动、 变形，灯光的种类、位置、强度及摄像机的位置，焦距，移动路径等，最终生 成一系列可动态播放的运动图象，并可以将制作的动画输出到其他硬件录制设 备，三维计算机动画不仅可以模拟真实的三维空间，而且还可以产生现实世界 不存在的特殊效果。 市面在流行的三维设计软件很多，但是 Autodesk 公司的
11、3D Studio 是继 3D Studio 4.0 之后的又一个可在微机上应用的具有突破性的造型、渲染和动画的 套装软件，简称为 MAX。它综合了低价格，易使用，功能更强大的特点，并带 来了全新水平的生产率，工作能力和可配置性，因而倍受世界各地动画师的和 艺术家的青睐，得到了迅速的推广和普及。我国很多字幕、动画机等公司推出 的动画制作一统均为 3D Studio MAX 系统。 3D Studio MAX 提供的造型工具包括基本造型工具和高级造型工具。基本造型 工具提供立方体，球体，半球体，圆柱体、圆管、圆环，椎体和多边形。高级 造型工具可制作出山、水、波纹、波浪、颗粒及非规则形体，如：人体
12、、植物 等。三维形体可进行扭曲，弯曲，缩放，摇摆，角度变形，雕刻和锥孔等，3D Studio MAX 提供丰富的材质和质感，并可对整个实体或部分实体进行颜色、明 暗、色裹、反射，凹凸和透明度等进行编辑，可通过设定物体、相机、光源和 路径来制作动画。物体可进行变位、旋转、缩放、伸压等变形，光源可为环境 光、泛光灯、聚光灯，并可设置任意多个相机的位置，方向和角度，也可进行 灵活调整，具有动画实时预演功能，以便及时观察物体效果。此外，3D Studio MAX 还支持很多特殊效果，如：淡入淡出，模糊，光晕，星光闪烁，雾雨，声 等，利用这些特技处理，可产生超乎现实生产的变幻莫测的神奇效果。 可以说 3
13、DS MAX 是这次毕业设计中最理想的建模软件，它方便易学，建模效 果优良，能够满足设计需要。所以本人将采用 3D MAX 软件制做自动元件的各 种元件的模型。 本文主要介绍自动元件的建模部分。他不同于传统的建模方法，它首先在 3D MAX 制图软件中绘制自动元件的模型，这样做既易于建模，而且模型生动， 逼真。更为重要的是在虚拟现实中导人，操作方便。要想将整个设计过程说得 清楚，有条理，就必须知道设计的目的，内容，实现手段。 本次设计的目的是为了响应国家教育系统改革的号召，建设网络教学系统，完 善教学形式。开发自动元件远程教学系统，为了配合系统研制，更形象的再现 自动控制元件结构，工作原理和工
14、作状况。运用三维软件建模，制作动画场景 演示。 本文主要分为四部分： 第一章，绪论。简单的称述毕业设计的目的，内容，要求，方法。通过设计的 过程对大学四年所学的专业知识有一个整体的把握，更为深入理解所学的内容。 与此同时掌握一种时下流行的技术，软件。作到学以至用，与时代同步。 第二章，要介绍 3D 在现实生活中的应用，发展状况，作为建模实现手段 3D MAX 当然有着与众不同的优点，功能和操作手段。要想熟练的使用 3D MAX 就必须了解它的特点，独到之处。所以在本章详尽的讲述了三维的发展应用， 以及 3D MAX 的功能，优缺点。 第三章，详细的介绍三维图形的建立，以实例来说明自动元件是如何建立模型 的，并且配有图形以及操作时的技巧，注意事项。 第四章，应用3D MAX建完模型后，要有一些后期处理才能得到理想的模型，所 以在这章陈述了3D MAX的后期制作。至此本次设计完成。
