Handbuch Erstellen einer mp4-videodatei aus einem CATIA-Modell mittels VirtualDub und Avidemux erläutert am Beispiel

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1 Bergische Universität Wuppertal FB D Abt. Maschinenbau Maschinenbau-Informatik Handbuch Erstellen einer mp4-videodatei aus einem CATIA-Modell mittels VirtualDub und Avidemux erläutert am Beispiel Professor: Dr.-Ing. H.-B. Woyand Verfasst von: Version: B. Sc. Arnold Simionescu Zusammenfassung Oft ist es gewünscht, den Ablauf eines CATIA-DMUs in einem Video festzuhalten, um diesen dann, unabhängig von der Verfügbarkeit von CATIA, möglichst schnell und unkompliziert präsentieren zu können. Dieses Handbuch beschreibt die Erstellung eines solchen Videos, das zudem mit den Player-Einstellungen der beiden Wiki- Systeme und konform ist. Außerdem lässt es sich auch auf gängigen Tablet-PCs und Smartphones abspielen.

2 Inhaltsverzeichnis 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen Modell für Aufnahme vorbereiten Parameter einstellen Bilder erstellen VirtualDub Bilder zu Video (AVI) konvertieren Programm vorbereiten Parameter einstellen Video erstellen Avidemux AVI zuschneiden, Logo einfügen und nach MP4 konvertieren Programm vorbereiten Parameter einstellen Video konvertieren i

3 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen Anmerkung: Der Ablauf wurde anhand von CATIA V5R19 entwickelt und erprobt. Er müsste aber ebenso unter anderen Versionen lauffähig sein. 1.1 Modell für Aufnahme vorbereiten Laden Sie das DMU mit Regeln in CATIA (hier: Ko-U-65 ). Bringen Sie das Modell in eine sinnvolle Ansicht in der Regel von vorne. Zoomen sie soweit heran bzw. hinaus, bis das Modell vollständig, möglichst bildschirmfüllend, sichtbar ist, lassen Sie aber unten ein bis zwei Fingerbreit Raum. Später soll dort noch ein Schriftzug eingefügt werden alternativ lassen Sie oben Raum, je nach Gegebenheiten des Modells. Blenden Sie anschließend die Ebenen und Bedingungen über den Strukturbaum aus. Verkleinern Sie zum Schluss auch die Darstellung des Strukturbaums. Zur Erklärung: Die Aufnahme wird alles beinhalten, was in einem bestimmten Bereich auf dem Bildschirm zu sehen ist, dazu gehören alle Elemente, die Sie als Benutzer auf dem Bildschirm sehen. Navigieren Sie im Strukturbaum über Anwendungen zu Mechanismus und doppelklicken Sie darauf; es öffnet sich ein neues Fenster Kinematiksimulation (Abb. 1). Lassen Sie das Modell durchlaufen, stellen Sie dabei den korrekten Ablauf sicher und achten Sie insbesondere auch darauf, dass es während eines ganzen Zyklus nicht aus dem sichtbaren Bereich ragt. Passen Sie andernfalls Position und Zoom-Faktor an. Abbildung 1: Kinematiksimulation: Die Dauer der Simulation wurde bereits auf 30 s eingestellt. Die Anzahl der Schritte, bei 25 fps, auf entsprechend 750 gesetzt. Der Cursor steht am Anfang der Simulation ganz links auf 0,

4 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen 1.2 Parameter einstellen Nun müssen die Parameter für die Aufnahme eingestellt werden. Stellen Sie die Dauer der Simulation (Klick im Fenster Kinematiksimulation auf den Knopf mit den drei Punkten [...]) auf 30 Sekunden (Abb. 2), wenn ein Zyklus 10 Sekunden dauert. Die Länge des Videos sollte 30 bis 40 Sekunden betragen und 3 bis 4 Zyklen beinhalten. Da die Videos 25 fps haben sollen, sollte die Anzahl der Schritte entsprechend eingestellt werden, also Dauer in Sekunden mal 25. Bei 30 Sekunden wären das 750 Schritte. Sehen Sie sich zur Orientierung andere Videos auf an. Abbildung 2: Dauer der Simulation: Die Dauer wurde hier auf 30 Sekunden eingestellt. Das entspricht genau drei Zyklen. Navigieren Sie im Menü über Tools und Bild zu Video... Klicken Sie im neuen Fenster Videorecorder (Abb. 3) auf Konfiguration. Wählen Sie im nächsten Fenster (Abb. 4) zunächst unter Format: die Einstellung Still Image Capture. Wählen Sie dann ein Verzeichnis zum Speichern der Bilder. Erstellen Sie dafür am besten einen eigenen Ordner, da mehrere hundert Bilder aufgenommen werden (ein Bild pro Schritt). Der Dateiname kann frei gewählt werden, ist aber unwesentlich, da Sie die Einzelbilder nach dem Erstellen des Videos vermutlich löschen wollen (default: movie001.jpg ). CATIA fügt den Dateinamen der aufgenommenen Bilder die Endungen _0, _1, _2 u.s.w. an. Das wird später von VirtualDub zur Identifizierung der korrekten Reihenfolge benötigt. Abbildung 3: Videorecorder: Es wurden noch keine Bilder aufgenommen. Nur der Aufnahme starten -Knopf sowie der Knopf zum Einstellen der Konfiguration sind aktiv. Die anderen sind ausgegraut. Wechseln Sie in den Reiter Film (Abb. 4). Stellen sie hier die Geschwindigkeit in Vollbildern pro Sekunde (FPS) auf 25. 2

5 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen Abbildung 4: Video-Eigenschaften, Film: Das Format wurde auf Still Image Capture eingestellt. Name und Speicherort der Bilder wurden gewählt. Die FPS wurden hier auf 25 gesetzt. Zurück im Reiter Erfassen (Abb. 5) müssen Sie nun den Aufnahmebereich auswählen. Da später die Konvertierung in das MP4-Format bedingt, dass die Breite des Videos (in Pixel gemessen) durch 8 teilbar ist, sollte die Größe des Aufnahmebereichs über die Option Festgelegter Bereich eingestellt werden. Ist diese Option aktiviert, so wird der Knopf darunter automatisch aktiv. Ein Klick darauf öffnet ein neues Fenster, Größen erfassen (Abb. 6), in welchem Sie das Format einstellen können. Es empfiehlt sich, eine benutzerdefinierte Größe einzustellen. Hinweis: Um die ungefähre Größe besser abschätzen zu können, können Sie mit der Option Bereich im vorigen Fenster einen Bereich mit der Maus ziehen. Es werden Ihnen dabei Höhe und Breite angezeigt. Um den Bereich auszuwählen, drücken Sie auf den Knopf mit dem Mauszeiger (oberhalb der Miniaturvorschau unten rechts, vgl. Abb. 5). Bestätigen Sie alle Einstellungen mit dem Knopf [OK]. (Dieser ist nur dann aktiv, wenn ein Bereich ausgewählt wurde.) 3

6 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen Abbildung 5: Video-Eigenschaften, Erfassen: Der Bereich wird per Hand festgelegt; Größe: 1024x800 Pixel. Abbildung 6: Größen erfassen: In diesem Beispiel ist eine Größe von 1024x800 Pixel erwünscht. Es lässt sich aber auch eine aus vielen vordefinierten Formaten auswählen, die bestimmten Standards entsprechen. 4

7 1 CATIA Einzelbilder des Ablaufs aufnehmen 1.3 Bilder erstellen Bevor Sie die Aufnahme starten, achten Sie nochmals darauf, dass sich keine unerwünschten Objekte (Programmfenster, Strukturbaum, Symbole im Modell, andere Programme, Mauszeiger etc.) im Aufnahmebereich befinden. Klicken Sie zuerst im Fenster Videorecorder (Abb. 3) auf den roten Aufnahmeknopf [ ], dann im Fenster Kinematiksimulation (vgl. nochmals Abb. 1) auf Play [ ]. (Achten Sie darauf, dass die aktuelle Position des Ablaufs auf den Anfang steht: [[ ]). Achtung: Das Video läuft während der Aufnahme deutlich langsamer als eingestellt. Das ist in Ordnung. Hinweis: Bilder werden nur solange erzeugt, wie die Simulation läuft. Es besteht also kein Zeitdruck beim Anklicken der Knöpfe. Abbildung 7: Videorecorder: Nachdem alle Bilder aufgenommen wurden, muss die Aufnahme gestoppt werden. Wenn die Simulation durchgelaufen ist, stoppen Sie die Aufnahme [ ] (Abb. 7). 5

8 2 VirtualDub Bilder zu Video (AVI) konvertieren 2 VirtualDub Bilder zu Video (AVI) konvertieren 2.1 Programm vorbereiten Sind die Bilder aufgenommen, ist bereits der größte Teil der Arbeit vollbracht. Um aus den Einzelbildern ein Video zu erstellen, laden Sie sich VirtualDub (aktuelle Version, Stand: ) von der offiziellen Homepage herunter. Entpacken Sie die zip-datei in einen eigenen Ordner an einem passenden Ort. Das Programm bedarf keiner weiteren Installation, da es portabel und somit unmittelbar nach dem Entpacken nutzbar ist. Starten Sie das Programm mit VirtualDub.exe. Abbildung 8: VirtualDub: Die Oberfläche des Programms. Die zuvor erstellten Einzelbilder wurden bereits geladen. Über die Knöpfe links am unteren Fensterrand lässt sich das Video zur Voransicht abspielen. Es ließen sich auch Filter einbauen, z.b. zum Beschneiden der Bilder, Ändern des Farbraums u.v.m. Das linke Unterfenster zeigt die Originalbilder, das rechte Unterfenster die Bilder nach Anwenden der Filter. Diese Funktionen von VirtualDub werden hier jedoch nicht benötigt. 2.2 Parameter einstellen VirtualDub startet bei jedem Programmstart mit Standardeinstellungen. Es muss nur wenig getan werden, um das Video zu erstellen: Rufen Sie im Menü File den Befehl Open video file... auf und wählen Sie das erste aufgenommene Bild (default: movie001_0.jpg ). VirtualDub erkennt automatisch, dass es eine Bildfolge ist und wird alle weiteren Bilder entsprechend laden und anordnen. Über den Play-Knopf [ 1 ] lässt sich das Video zur Voransicht abspielen. 6

9 2 VirtualDub Bilder zu Video (AVI) konvertieren Aktivieren Sie nun zuerst im Menüpunkt Video die Option Normal recompress. Im Menüpunkt Audio sollten Sie dann No audio auswählen. Hinweis: Ist Ihr Rechner zu langsam, oder ganz allgemein gesprochen dauert die Konvertierung zu lange, können Sie auch Fast recompress auswählen. Stellen Sie nun noch die Bildwiederholungsfrequenz auf die bereits in CATIA eingestellten 25 FPS. Navigieren Sie dazu über das Menü Video zu Frame Rate... Aktivieren Sie im neuen Fenster (Abb. 9) die Option Change frame rate to (fps): und tragen Sie 25 ein. Mit [OK] bestätigen. Abbildung 9: Video Frame Rate Control: Die FPS wurden auf 25 gesetzt. 2.3 Video erstellen Jetzt können Sie das Video erstellen. Gehen Sie dazu über File zu Save as AVI... und speichern Sie die Datei ab. Achtung: Das Video kann im AVI-Format mehrere hundert MB bis zu wenigen GB an Speicherplatz in Anspruch nehmen! 7

10 3 Avidemux AVI zuschneiden, Logo einfügen und nach MP4 konvertieren 3 Avidemux AVI zuschneiden, Logo einfügen und nach MP4 konvertieren 3.1 Programm vorbereiten Im letzten Schritt nun soll das Video das finale Format erhalten. Außerdem soll auch ein Logo eingebaut werden, das auf die Homepage des Kinem.A-Projektes verweist. Laden Sie sich hierzu das Programm Avidemux von der offiziellen Homepage herunter. Achten Sie unbedingt darauf, dass Sie nicht die aktuelle Version nehmen, sondern eine Version der 2.4-er Reihe (hier: 2.4.4, win32.zip). Suchen Sie also ganz speziell nach Older releases. Nur mit dieser Version lassen sich Logos einbauen. Die 2.5-er Reihe bietet diese Funktion nicht mehr an. Wie auch schon bei VirtualDub, handelt es sich bei diesem Programm um eine portable Anwendung, die keiner weiteren Installation bedarf. Entpacken Sie die zip-datei einfach in einen eigenen Ordner. Das Programm bietet unterschiedliche Oberflächen an. Es hat sich bislang bewährt, das Programm mit avidemux2_qt4.exe zu starten. Abbildung 10: Avidemux: Die QT-Oberfläche des Programms. Die zuvor mit VirtualDub erstellte AVI-Datei wurde geladen, das Format (MP4) und die Einstellungen für Video (MPEG-4 AVC (x264)) siehe Optionen am linken Rand wurden bereits eingestellt. Audio steht auf Copy. 8

11 3 Avidemux AVI zuschneiden, Logo einfügen und nach MP4 konvertieren 3.2 Parameter einstellen Öffnen Sie zunächst das zuvor erstellte AVI-Video, das konvertiert werden soll. Wählen Sie links im Manager im Dropdownmenü von Format die Option MP4. Unter Audio die Option Copy und unter Video die Option MPEG-4 AVC (x264). Klicken Sie dann auf [Filters]. Es öffnet sich ein neues Fenster Video Filter Manager (Abb. 11). Abbildung 11: Video Filter Manager: Die Filter Crop und MPlayer resize wurden aktiviert. Es wurden jedoch keine Änderungen am Video vorgenommen. Diese beiden Filter könnten demnach auch weggelassen werden. Die Reihnenfolge spielt eine wichtige Rolle. Das Logo wurde noch nicht eingestellt. Das Fenster ist im Wesentlichen dreigeteilt. In der linken Spalte sollte der Punkt Transform ausgewählt sein. Fügen Sie nun zuerst den Filter Crop und danach den Filter MPlayer resize hinzu. Zuletzt fügen Sie den Filter Logo aus dem Bereich Miscellaneous hinzu. Achten Sie am Ende auf die angegebene Reihenfolge der ausgewählten Filter. (Sie können die Reihenfolge über die Pfeile und unter der rechten Spalte nachträglich anpassen.) Zur Erklärung der Filter: Mit Crop können Sie das Ursprungsvideo beschneiden. Sie können also Ränder abschneiden, die zu viel sind. Achten Sie unbedingt darauf, dass Sie nicht zu viel wegschneiden. Bewegen Sie dazu den Balken in der Leiste über dem Video hin und her und beobachten Sie die unterschiedlichen Positionen der Getriebeglieder. Mit MPlayer resize können Sie die Auflösung des Zielvideos, ausgehend vom Ursprungsvideo nach Crop, einstellen. Sie sollten z.b., wenn Sie das nicht vorher schon sicher gestellt haben, darauf achten, dass das Video eine Breite in Pixel hat, die durch 8 teilbar ist. Alternativ können Sie auch die Option Round to the Nearest Multiple of 16 aktivieren. 9

12 3 Avidemux AVI zuschneiden, Logo einfügen und nach MP4 konvertieren Sie könnten mit diesem Filter ebenfalls das Seitenverhältnis verändern, wenn sie die Option Lock Aspect Ratio deaktivieren. Darauf sollten Sie in diesem Fall allerdings unbedingt verzichten, da sonst die Darstellung des Getriebes verzerrt wäre Getriebeglieder würden ihre Maße verändern, abhängig davon ob sie gerade horizontal oder vertikal ausgerichtet sind. Mit Logo können Sie ein Logo ins Video einbauen (Abb. 12). Doppelklicken Sie darauf und wählen Sie dann unter [Open] den Pfad zu einer jpg- oder png-datei aus. Das Kinema.A- Logo ist in der Mediathek des Wikis als png-datei unter dem Namen kinema-http-logo zu finden. 1 Wollen Sie das Logo in horizontaler Richtung zentriert positionieren, dann errechnet sich die x-position nach der Formel (Breite des Videos nach resize)/2 (Breite des Logos)/2. Die y-position ist 0, wenn sich das Logo am oberen Rand befinden soll und sie ist (Höhe des Videos nach resize) (Höhe des Logos), wenn sich das Logo am unteren Rand befinden soll. Die Maße des Kinem.A-Logos sind (b h). Bemerkung: Die Koordinate (0, 0) befindet sich in der linken oberen Ecke des Videos. Abbildung 12: Logo: Es wurde das Kinem.A-Logo ausgewählt. Die x- und y-position wurden passend zu den Maßen des Videos und der PNG-Datei eingestellt, sodass das Logo zentriert am unteren Rand eingefügt wird. Der Alpha-Wert steht auf 255, somit ist das Logo nicht transparent. Die ersten beiden Filter können Sie auch getrost weglassen, wenn Sie zu Anfang in CATIA alles so eingestellt haben, wie Sie es am Ende haben möchten. [Preview] zeigt an, wie das Video nach Anwenden der aktiven Filter aussehen wird (Abb. 13). Achten Sie auch hier nochmal darauf, dass das Getriebe zu jeder Zeit vollständig sichtbar ist und dass das Logo an der richtigen Position sitzt. Mit [Close] schließen Sie den Video Filter Manager. 1 Datei-URL: 10

13 3 Avidemux AVI zuschneiden, Logo einfügen und nach MP4 konvertieren Abbildung 13: Preview: Nach dem Einstellen aller Filter, lässt sich das Video in einer Voransicht abspielen. So kann noch vor der Konvertierung überprüft werden, ob die Ausgabe wie gewünscht ist. 3.3 Video konvertieren An dieser Stelle haben Sie alles fertig eingestellt und das Video kann konvertiert werden. Gehen Sie hierzu über File und Save zu Save Video... Wählen Sie den gewünschten Speicherort aus und achten Sie bei der Benennung des Videos auf die Endung.mp4. Das Erstellen der MP4-Videodatei ist erfolgreich beendet, wenn die Meldung Done. File <filename> has been successfully saved. erscheint (Abb. 14)! Bemerkung: Im Gegensatz zur AVI-Datei, die mehrere hundert MB groß war, wird die MP4-Datei nur wenige MB groß sein. In der Regel sind es weniger als 10 MB. Abbildung 14: Done: Diese Meldung erscheint, wenn die Konvertierung erfolgreich war. 11