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基于CATIA的互补色体视动画设计

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摘要：体视动画是具有深度感的体视图序列。应用3DSMAX制作机械类体视动画比较困难，也不够精确。本文应用CATIA人机模块及录屏软件快速获取了某铁路轮轨系统的“左红”、“右绿”透视动画，并在AfterEffects环境下合成为互补色体视动画。

关键词：透视；体视；动画；虚拟现实

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：2095-2163（2016）01-

Abstract：Stereodisplayanimationisstereogramsequencesofperceivedepth.Makingmechanicalstereodisplayanimationapplicationof3DSMAXisstilldifficult，andnotpreciseenough.ApplicationofCATIA/Ergonomicsandrecordscreensoftwareobtainedperspectiveanimationof“Left-red”and“Right-green”forwheel/railsystems，thenproposesapplicationofAfterEffectscompositecomplementarycolorstereodisplayanimation.

Keywords：perspective；stereodisplay；animation；VirtualReality

0引言

研究知道，体视图是具有深度感的透视图，体视动画就是体视图序列。互补色体视动画的基本原理是：通过颜色过滤的方法使人的左右眼睛分别观察到不同的动画，从而产生立体效果[1]。以传统的红绿眼镜观察为例，图像背景为黑色，红色图线反射红光，绿色图线反射绿光，红、绿色眼镜片分别只透过红、绿色光，若以人的眼睛[2]为“投影中心”，则两眼分别只看到左、右眼透视动画的效果，视网膜上将生成立体融合动画。因互补色眼镜造价低廉，CATIA的建模及数字样机[3]等模块功能都已构建得优化且强大，故本文的研究非常适用于机械类专业课的辅助教学。

目前，体视动画主要应用3DSMAX软件及其二次开发技术[4]来实现制作，起点较高，机械特质的表达不够充分；另外，立体电影也有应用三维软件制作常规动画，再用视频后期特效软件AfterEffects生成伪体视动画[5]的思路，经验证，效果受限。本文综合二者研究之长，首次提出选用CATIA人机模块[6]视野窗口分别生成并录制左、右眼透视动画，再通过AfterEffects[8]合成为互补色体视动画。

1体视动画制作方法

可先按传统思路制作成体视图序列，再衔接；或先分别录制左、右眼透视动画，再合成。前者画面清晰度略高，但制作工作量大；后者效率高，行之有效。在此即对后者展开如下分析。

（1）打开CATIA人机工程学模块，新建数字人模型和部件（这里插入某现有铁路轮轨系统[3]）模型。CATIAV5R20提供了美、加、法、日、韩、德、中（台湾）共7国人的男女模型，本研究选取了中国人类型。

（2）通过视野窗口工具按钮打开视野窗口，则部件映入数字人眼帘，默认显示状态为左右眼合一。调整数字人，使部件于数字人双眼视野区域合适的方位。

（3）设置视野窗口的属性，该属性界面通过鼠标右击视野窗口装饰外围区域获得。现以“左红”（左眼可见红色模型）为例，先将部件各零件模型修改为红色，并设置视野窗口属性的视野范围类型为左眼，播放动画，通过录屏软件（这里选“酷酷录像”）录制该动画（轮对滚动于轨面），可将“左红”透视动画保存为AVI格式文件，具体如图1所示。类似可得右眼所见的“右绿”透视动画。综上克制，仅用视野范围类型分别选择左、右眼，便实现了双视点同时产生一对透视动画——体视动画（对），这也是CATIA相比3Dmax制作互补色体视动画的独有特色。

（4）两透视动画的合成。在AfterEffects环境下合成“左红”、“右绿”透视动画的方法：分别打开前述已生成的“左红”和“右绿”透视动画，将其中一个动画的不透明度调节为50%左右，再将两动画合成至适当位置，注意调节左右眼动画同步性，如图2所示。戴红绿互补色眼镜，根据体视动画画面大小适当调节人眼与屏幕之间的距离，由此可见部件各零件相对运动的精准、且具有深度感的立体效果动画。

其中，正负视差[5]的相关要素有：

①CATIA中部件相对于数字人的大小；

②CATIA中部件与数字人眼睛的相对方位；

③AfterEffects中合成动画时参考体视效果微调的左右眼动画相对位置。

2必要设置

（1）为使体视动画外围黑色范围能满