Vorbereitung eines 3D-PCB-Videos

In Altium Designer können Sie eine Momentaufnahme Ihrer Leiterplatte als 3D-Ausdruck erstellen und so anderen schnell und einfach zeigen, wie das fertige Produkt aussehen wird – noch bevor die Leiterplatte tatsächlich gefertigt wird. Ein einzelner 3D-Ausdruck lässt jedoch immer etwas vermissen. Unweigerlich möchte man die Leiterplatte neigen, drehen oder zwischen Bestückungs- und Lötseite wechseln – all das ist damit nicht möglich. Nun, das stimmt nicht ganz. Sie könnten zur 3D-Ansicht zurückkehren, die Leiterplatte drehen oder wenden und jeweils einen weiteren Ausdruck erstellen. Letztendlich bleiben es aber alles „statische“ Ausdrucke.

Für eine anschaulichere und nützlichere Dokumentation Ihrer Leiterplatte bietet Altium Designer die Möglichkeit, PCB-3D-Videos zu erstellen. Dabei übernehmen Sie die Rolle des Regisseurs: Der Inhalt eines PCB-3D-Videos – oder 3D-Films, wenn Sie so wollen – besteht aus einer Abfolge von Momentaufnahmen Ihrer Leiterplatte in 3D, die als Key Frames bezeichnet werden. Für jedes nachfolgende Schlüsselbild in der Sequenz können Sie Attribute wie Zoomstufe, Verschiebung und Drehung direkt im Designbereich anpassen – jeweils relativ zu den Einstellungen des vorherigen Schlüsselbilds.

Bei der Ausgabe wird eine Bildsequenz im Rahmen einer Output-Job-Datei in ein ausgewähltes Videoformat, beispielsweise MP4, exportiert. Das Ergebnis ist eine Bildfolge mit fließenden Übergängen zwischen den Schlüsselbildern.

Ganz gleich, ob Sie eine Montageanleitung erstellen, bewegliche Teile vorführen oder einfach einen eindrucksvollen Rundflug aus den Blickwinkeln bieten möchten, die Ihr Produkt am besten zur Geltung bringen: PCB-3D-Videos sind eine ansprechende und informative Ergänzung Ihrer Produktdokumentation.

Ein PCB-3D-Video erstellen

PCB-3D-Videos werden im Panel PCB 3D Movie Editor erstellt, konfiguriert und verwaltet. Öffnen Sie dieses Panel, indem Sie unten rechts im Hauptfenster der Designumgebung auf die Schaltfläche Panel  klicken und anschließend im angezeigten Menü PCB 3D Movie Editor auswählen. Alternativ können Sie das Panel über den Befehl View » Panels » PCB 3D Movie Editor öffnen.

Das Panel PCB 3D Movie Editor ist die zentrale Anlaufstelle zum Erstellen und Konfigurieren Ihrer 3D-Filme.

Das Panel ist im Wesentlichen in drei Bereiche unterteilt:

• Der obere Bereich dient zur Verwaltung Ihrer 3D-Filme, also zum Hinzufügen und Löschen von Filmen. Für eine Leiterplatte können beliebig viele Filme erstellt werden.
• Der mittlere Bereich enthält die Definition der Schlüsselbildsequenz. Hier können Sie neue Schlüsselbilder hinzufügen und vorhandene Schlüsselbilder anhand der Änderungen aktualisieren, die Sie an der Darstellung der 3D-Leiterplatte im Designbereich vorgenommen haben.
• Der untere Bereich bietet Steuerelemente zur Wiedergabe eines ausgewählten Films direkt im PCB-Designbereich.

Alle Konfigurationsdaten für ein PCB-3D-Video werden im PCB-Dokument selbst (*.PcbDoc) gespeichert. So kann jede einzelne Leiterplatte ihre eigene Liste von 3D-Filmen besitzen.

In den folgenden Abschnitten erfahren Sie, wie Sie einen neuen Film hinzufügen und vorbereiten.

Einen neuen Film hinzufügen

Ein PCB-3D-Video wird aus einer Sequenz von Schlüsselbildern erzeugt, also Momentaufnahmen Ihrer Leiterplatte. Bei der Ausgabe in einem Videoformat entsteht daraus ein Film mit fließenden Übergängen, mit dem Sie Ihre Leiterplatte und deren wichtige Elemente hervorheben und präsentieren können.

Neue Filme werden im oberen Bereich des Panels erstellt; dort wird auch der Titel festgelegt. Um einen neuen 3D-Film zu erstellen, klicken Sie entweder auf den Dropdown-Pfeil der Schaltfläche 3D Movie  und wählen anschließend New, klicken auf die Schaltfläche New () oder verwenden den Befehl New  aus dem Kontextmenü dieses Bereichs. Dem Bereich wird ein neuer Eintrag für den Film hinzugefügt, der zunächst den Titel PCB 3D Video trägt. Der Eintrag ist ausgewählt, sodass Sie direkt einen aussagekräftigen Titel eingeben können.

Der Titel eines 3D-Films kann jederzeit geändert werden. Wählen Sie den Filmeintrag im Panel aus und drücken Sie Enter oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Filmeintrag und wählen Sie Edit aus dem Kontextmenü. Der aktuell ausgewählte 3D-Film ist hervorgehoben. Geben Sie den gewünschten neuen Filmtitel ein und drücken Sie anschließend erneut Enter oder klicken Sie außerhalb des Eintrags, um die Änderung zu übernehmen.

Beispiel für das Hinzufügen und Umbenennen eines neuen Films (bewegen Sie den Mauszeiger über das Bild).

Um einen 3D-Film zu löschen, wählen Sie ihn in der Liste aus und klicken Sie entweder auf die Schaltfläche  oder verwenden Sie den Befehl Delete aus dem Kontextmenü dieses Bereichs.

Die Schlüsselbildsequenz definieren

Die Grundlage eines PCB-3D-Films ist eine Reihe von Schlüsselbildern. Jedes zeigt eine Ansicht der 3D-Leiterplatte, wie Sie sie im Designbereich positioniert haben. Denken Sie daran, dass jedes Schlüsselbild eine Momentaufnahme in Ihrem Film ist. Durch die Definition mehrerer solcher Momentaufnahmen – der Schlüsselbildsequenz – entsteht die endgültige Videoausgabe, indem die n-1 Intervalle zwischen Ihren n Schlüsselbildern fließend interpoliert werden.

Schlüsselbilder werden im mittleren Bereich des Panels PCB 3D Movie Editor  verwaltet, wobei jedes Bild der Sequenz eine eigene Zeile erhält.

Definieren Sie die Schlüsselbildsequenz für das Video mithilfe der Steuerelemente im mittleren Bereich des Panels PCB 3D Movie Editor.

Jedes Schlüsselbild besitzt die folgenden Attribute:

• Name – der Name des Schlüsselbilds. Standardmäßig werden die Bilder nach dem Schema Key Frame, Key Frame 1, Key Frame 2 usw. benannt. Sie können dies ändern, wenn Sie das Bild mit einem aussagekräftigeren Namen kennzeichnen möchten. Beispielsweise könnte der Name den Inhalt der jeweiligen Momentaufnahme der Leiterplatte widerspiegeln, etwa U4 Zoomed.
• Duration - Dies ist die Dauer des Übergangs zwischen den einzelnen Schlüsselbildern der Sequenz. In einem exportierten Video basiert die Gesamtzahl der Bilder auf der Dauer der einzelnen Schlüsselbilder und der Einstellung Frames Per Second, die in den Veröffentlichungsoptionen festgelegt wird. Beachten Sie, dass das erste Schlüsselbild ganz oben in der Liste mit dem Standardnamen Key Frame einen Sonderfall darstellt. Da es das Startbild des Videos ist, hat es keine Dauer.

Hinzufügen eines Schlüsselbilds

Das Hinzufügen von Schlüsselbildern zu Ihrem 3D-Film ist einfach. Richten Sie die 3D-Ansicht Ihrer Leiterplatte im PCB-Editor wie gewünscht aus und klicken Sie dann auf New () im Bereich Key Frame des Panels PCB 3D Movie Editor. Wählen Sie im Dropdown-Menü der Schaltfläche aus, an welcher Stelle der Sequenz das neue Bild hinzugefügt werden soll:

• Add - fügt das neue Bild am Ende der Bilderliste hinzu.
• Insert - fügt das neue Bild vor dem aktuell ausgewählten Schlüsselbild ein.

Hinzufügen eines neuen Schlüsselbilds über das Panel PCB 3D Movie Editor.

Das erste Schlüsselbild hat eine feste Dauer von 0.0s, während alle weiteren hinzugefügten Schlüsselbilder zunächst eine Standarddauer von 3.0s haben. Diese kann nach Bedarf geändert werden. Klicken Sie auf den zugehörigen Eintrag Duration, um ihn zu fokussieren, und geben Sie dann entweder direkt einen Wert ein oder verwenden Sie die Aufwärts-/Abwärts-Steuerelemente auf der rechten Seite. Die Dauer kann im Bereich von 0.0s bis 100.0s liegen.

Hinzufügen eines Schlüsselbilds direkt aus dem Designbereich

Schlüsselbilder können einem bestimmten 3D-Film auch direkt aus dem Designbereich des PCB-Editors hinzugefügt werden. So lässt sich eine Schlüsselbildsequenz effizienter und gewissermaßen „mitten im Kamerageschehen“ erstellen, ohne den Fokus zum Panel PCB 3D Movie Editor wechseln zu müssen.

So fügen Sie ein Schlüsselbild hinzu:

1. Richten Sie Ihre Leiterplatte wie gewünscht aus (im 3D-Layoutmodus).

2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine beliebige Stelle im Designbereich und wählen Sie im angezeigten Kontextmenü das Untermenü Add Key Frame to 3D Movie. Dieses Untermenü lässt sich über die Tastenkombination Ctrl+Alt+K auch direkt als Popup-Menü öffnen. Das Menü listet alle aktuell für die aktive Leiterplatte definierten 3D-Filme auf, wobei der aktuell im Panel ausgewählte Film durch ein Häkchen gekennzeichnet ist.

   Im Menü werden bis zu 20 Filme mit ihrem Titel aufgeführt. Sind für Ihre Leiterplatte mehr als 20 Filme definiert, können Sie auf den Eintrag More 3D Movies klicken, um den Dialog PCB-3D-Film auswählen zu öffnen. Dort können Sie den Film auswählen, dem das Schlüsselbild hinzugefügt werden soll.
3. Klicken Sie auf einen Filmnamen, um ein neues Schlüsselbild – basierend auf der aktuellen Ansicht der Leiterplatte im Designbereich – am Ende der Schlüsselbildsequenz dieses Films hinzuzufügen.
4. Um demselben 3D-Film ein weiteres Bild hinzuzufügen, richten Sie die Leiterplatte wie gewünscht aus und klicken Sie im Menü erneut auf den Eintrag dieses Films. Um einem anderen Film ein Bild hinzuzufügen, klicken Sie auf dessen Eintrag im Menü.

Fügen Sie Ihren Filmen Schlüsselbilder direkt aus dem Designbereich hinzu.

Sortieren & Löschen von Schlüsselbildern

Die Reihenfolge der Schlüsselbilder kann mit den Schaltflächen  und  oder durch Ziehen und Ablegen eines Schlüsselbilds in der Liste geändert werden. Um ein Schlüsselbild aus der Sequenz zu löschen, wählen Sie es in der Liste aus und klicken Sie dann entweder auf die Schaltfläche  oder drücken Sie Delete auf der Tastatur.

Bearbeiten eines Schlüsselbilds

Im Panel PCB 3D Movie Editor sind für ein Schlüsselbild nur die Felder Name und Duration sichtbar und bearbeitbar (mit Ausnahme der Dauer des ersten Schlüsselbilds). Um die Ansicht der Leiterplatte für ein vorhandenes Schlüsselbild hinsichtlich Zoom und/oder Ausrichtung zu ändern, müssen Sie diese Änderungen an der Leiterplatte im Designbereich vornehmen und anschließend das Schlüsselbild mit den neuen Informationen aktualisieren. Gehen Sie dazu wie folgt vor:

1. Wählen Sie im Panel PCB 3D Movie Editor das Schlüsselbild aus, das Sie ändern möchten. Die Leiterplatte wird im Designbereich entsprechend den Attributen dieses Schlüsselbilds angezeigt.
2. Ändern Sie die Ansicht der Leiterplatte im PCB-Editor wie gewünscht.
3. Sobald die Leiterplatte die gewünschte „Pose“ einnimmt, wählen Sie Update  im Dropdown-Menü Key Frame () unterhalb der Schlüsselbildliste aus.

Das ausgewählte Schlüsselbild wird mit der neuen „Momentaufnahme“ der Leiterplatte aktualisiert.

Unterstützung für Starrflex-Leiterplatten

Wenn Ihre Leiterplatte eine Starrflex-Leiterplatte ist und eine Faltsequenz definiert wurde, können Sie auch das Falten und Entfalten in Ihren PCB-3D-Film aufnehmen. Gehen Sie dazu wie folgt vor:

• Positionieren Sie die Leiterplatte wie gewohnt und stellen Sie den gewünschten Faltzustand mit dem Schieberegler Fold State im Panel PCB ein. Der Schieberegler ist verfügbar, wenn sich das Panel im Modus Layer Stack Regions befindet (siehe Animation unten).
• Fügen Sie ein Schlüsselbild ein und stellen Sie Duration wie gewünscht ein.
• Positionieren Sie die Leiterplatte für das nächste Schlüsselbild und stellen Sie den Schieberegler Fold State wie gewünscht ein.
• Positionieren Sie die Leiterplatte weiter und fügen Sie neue Schlüsselbilder hinzu, bis der Film vollständig ist.

Bei der Wiedergabe des Films interpoliert die Software nicht nur zwischen den Schlüsselbildern, sondern faltet bzw. entfaltet die Leiterplatte auch entsprechend Ihren Fold State Einstellungen und gemäß der Falt-Sequences , die im Panel PCB definiert wurde.

Verwenden Sie das Bedienelement Fold State im Panel PCB (im Modus Layer Stack Regions), um Ihre Leiterplatte beim Erstellen der Schlüsselbildsequenz wie gewünscht zu „biegen“.

Die Leiterplatte stillstehen lassen

Bei der Wiedergabe des Films wird ein Schlüsselbild ohne Pause durchlaufen. Wenn die Leiterplatte bei einem bestimmten Schlüsselbild stillstehen soll:

• Klicken Sie im Panel auf das gewünschte Schlüsselbild.
• Drücken Sie Ctrl+I , um ein neues Schlüsselbild einzufügen. Es wird before dem ausgewählten Schlüsselbild eingefügt, wobei das Feld Duration zur Bearbeitung bereitsteht. Betrachten Sie dieses neue Bild als Übergangsschlüsselbild, das diese Funktion vom ursprünglich ausgewählten Schlüsselbild übernimmt. Geben Sie daher einen geeigneten Duration Wert für den Übergang vom vorherigen Schlüsselbild ein.
• Das folgende Schlüsselbild kann nun als Standbild dienen. Setzen Sie dessen Duration auf die gewünschte Dauer, für die die Leiterplatte stillstehen soll. 
• Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle weiteren Schlüsselbilder, bei denen die Leiterplatte stillstehen soll.

Videowiedergabe

Sobald Sie den Inhalt Ihres PCB-3D-Films in Form einer Schlüsselbildsequenz festgelegt haben, können Sie das resultierende Video direkt im Designbereich als Vorschau ansehen. Wählen Sie dazu im oberen Bereich des Panels PCB 3D Movie Editor einen Filmtitel aus und klicken Sie anschließend im unteren Bereich auf die Schaltfläche .

Altium Designer wird zu Ihrem ganz persönlichen Kino: Wählen Sie einfach einen Film aus, drücken Sie Play und lehnen Sie sich zurück, um die Früchte Ihrer Arbeit zu genießen!

Wiedergabesteuerung

Mit „Wiedergabe“ geht es sofort los, aber beim Ansehen eines Films möchten wir alle gern die volle Kontrolle behalten: zwischen Szenen vor- und zurückspringen und den Film natürlich auch anhalten können, wenn wir etwas besonders Interessantes sehen! Die Wiedergabe von 3D-Filmen bildet da keine Ausnahme. Entsprechende Bedienelemente im Panel sorgen für ein komfortableres Seherlebnis. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht aller verfügbaren Bedienelemente:

– Gibt den Film ab der aktuellen Markierungsposition auf der zugehörigen Zeitleiste wieder.

– Hält die Wiedergabe des Films an.

– Spult den Film an den Anfang zurück. Dies ist das erste Schlüsselbild, das auf der zugehörigen Zeitleiste mit dem Zeitpunkt null gekennzeichnet ist. Dieses Bedienelement ist nur verfügbar, wenn der Film nicht wiedergegeben wird.

– Springt zum Anfang des nächsten Schlüsselbilds in der Sequenz. Dieses Bedienelement ist nur verfügbar, wenn der Film nicht wiedergegeben wird.

– Springt zum Anfang des vorherigen Schlüsselbilds in der Sequenz. Dieses Bedienelement ist nur verfügbar, wenn der Film nicht wiedergegeben wird.

Eine Zeitleiste zeigt die aktuelle Wiedergabeposition innerhalb des gesamten Films an. Wenn der Film nicht wiedergegeben wird, können Sie die Markierung auf der Zeitleiste manuell an eine beliebige Stelle ziehen.

Durch Ziehen der Markierung entlang der Zeitleiste geben Sie den Film praktisch manuell wieder.

Interpolationseinstellungen

Bei der Wiedergabe eines Videos bestimmt die Software die Bewegung zwischen den definierten Schlüsselbildern durch Interpolation. Bei diesem Verfahren werden für jedes Einzelbild geeignete Werte für Zoom, Ausrichtung und Drehung berechnet. Die Gesamtzahl der Einzelbilder zwischen den Schlüsselbildern wird dabei durch Frame Rate x Duration till next key framefestgelegt.

Legen Sie die Interpolationsart für fließende Übergänge zwischen aufeinanderfolgenden Schlüsselbildern sowie die Bildrate für die Wiedergabe fest.

Es stehen zwei Interpolationsarten zur Verfügung. Die Optionen zum Umschalten zwischen ihnen befinden sich direkt oberhalb der Wiedergabesteuerung.

• Key Frame to Key Frame – Verwendet eine sphärische lineare Interpolation zwischen den Schlüsselbildern sowie eine zusätzliche Glättung, die am Ende jedes Bilds zu einer Verlangsamung führt.
• Velocity between Key Frames – Verwendet eine quadratische Spline-Interpolation zwischen den Schlüsselbildern und unterteilt den Drehbereich zusätzlich in Abschnitte von weniger als 90 Grad. Das Ergebnis ist ein fließenderer Übergang zwischen den Schlüsselbildern mit konstanter Geschwindigkeit statt einer wahrnehmbaren Verlangsamung.

Die Wiedergabe im PCB-Editor erfolgt standardmäßig mit einer Bildrate von 25 Bildern pro Sekunde. Die Gesamtzahl der im Video verwendeten Bilder hängt von der für jedes Schlüsselbild eingestellten Duration ab. Verwenden Sie das Feld Frame Rate, um diese Rate nach Bedarf zu erhöhen oder zu verringern. Die Bildrate kann einen beliebigen Wert zwischen 1 und 50 annehmen.

PCB-3D-Videoausgabe erzeugen

Sie haben alle benötigten Schlüsselbilder in Ihrer Sequenz definiert und sich mit einer kurzen Vorschau vergewissert, dass alles stimmt. Jetzt können Sie die Ausgabe erzeugen! Dazu fügen Sie in einer Output-Job-Datei ein PCB-3D-Video als Ausgabe hinzu und verknüpfen es anschließend mit einem Video-Ausgabecontainer. Dieser Container unterstützt zahlreiche Ausgabeformate, darunter AVI, WMV, MP4 und FLV.

Video-Ausgabecontainer hinzufügen und konfigurieren

Fügen Sie Ihrer Output-Job-Datei einen Video-Ausgabecontainer hinzu, indem Sie auf die Schaltfläche [Add New Output Container] (im Bereich Output Containers ) klicken und New Video aus der Liste der verfügbaren Container auswählen. Die Konfiguration des Containers erfolgt im Dialog Videoeinstellungen. Diesen öffnen Sie, indem Sie oben rechts im Container auf die Option Change klicken.

Verwenden Sie einen Video-Ausgabecontainer, um Ihre PCB-3D-Videos zu veröffentlichen.

Standardmäßig ist der Publisher so eingestellt, dass er eine einzelne Videodatei erzeugt, die nach der Output-Job-Datei benannt wird. Passen Sie die Ausgabeeinstellungen nach Bedarf an.

Hinzufügen und Konfigurieren einer PCB-3D-Videoausgabe

Fügen Sie der Output-Job-Datei für jeden 3D-Film, den Sie veröffentlichen möchten, eine Ausgabe hinzu. Klicken Sie im Abschnitt Documentation Outputs der Output-Job-Datei auf die Schaltfläche [Add New Documentation Output] und wählen Sie anschließend den Eintrag PCB 3D Video sowie das PCB-Quelldokument aus, dem der 3D-Film zugeordnet ist.

Fügen Sie für jeden 3D-Film, den Sie veröffentlichen möchten, einen PCB-3D-Video-Ausgabegenerator hinzu. Bewegen Sie den Mauszeiger über das Bild, um die neu hinzugefügte Ausgabe zu sehen.

Eine PCB-3D-Videoausgabe wird im Dialogfeld PCB 3D Video konfiguriert. Sie öffnen es über das Dialogfeld Projektoptionen – Standarddruckausgaben , indem Sie unter Documentation Outputs die Option PCB 3D Video auswählen und auf Configure klicken. Alternativ klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Output-Job-Datei und wählen im Kontextmenü Configure. Wählen Sie im Dialogfeld den gewünschten 3D-Film aus der Liste der Filme aus, die derzeit für das im Feld Data Source angegebene PCB-Dokument definiert sind.

Wählen Sie den 3D-Film aus, der als Quelle für das erzeugte Video dienen soll.

Mit  können Sie die Anzeige eines Schatteneffekts für die Leiterplatte ein- oder ausschalten.

Verbessern Sie die Darstellung Ihrer Leiterplatte mit einem 3D-Schatteneffekt. Bewegen Sie den Mauszeiger über das Bild, um das Ergebnis zu sehen.

Veröffentlichen

Nachdem Sie die PCB-3D-Videoausgabe(n) nach Bedarf sowie den Video-Ausgabecontainer für deren Veröffentlichung hinzugefügt und konfiguriert haben, sind es nur noch wenige Schritte bis zur Veröffentlichung. Wählen Sie den Video-Ausgabecontainer aus und klicken Sie für jede PCB-3D-Videoausgabe, die veröffentlicht werden soll, auf das Feld Enabled . Eine aktivierte Ausgabe ist durch eine grüne Linie mit dem Ausgabecontainer verbunden.

Aktivieren Sie jede PCB-3D-Videoausgabe, deren angegebenen 3D-Film Sie über den Video-Ausgabecontainer veröffentlichen möchten.

Klicken Sie anschließend auf die Schaltfläche Generate Content rechts neben dem Video-Ausgabecontainer (Tastenkombination: F9) oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Container und wählen Sie Generate Video. Die Veröffentlichung wird ausgeführt und die Videos werden erzeugt und im angegebenen Ordner gespeichert. Wenn Sie festgelegt haben, dass das Video nach dem Export geöffnet werden soll, wird es geöffnet und die Wiedergabe gestartet, sofern die erforderliche Software installiert ist.

Erzeugen Sie das Video und sehen Sie sich den Star der Show an – Ihre Leiterplatte!