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1、逆向工程实验报告逆向工程也称反求工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物CAD模型的过程。它改变了从图样到实物的传统设计模式，为产品的快速开发和创建设计提供了一条新途径。GEOMAGICSTUDIO由美国RAINDROP公司出品，是逆向工程中应用最广泛的软件之一!利用GEOMAGICSTUDIO可轻易根据实物零部件扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并自动转换为NURBS曲面，生成准确的数字模型!软件的工作流程与逆向工程技术的工作流程大致相似,其工作
2、流程为点数据阶段———多边形阶段———成形阶段。点数据阶段主要测量的数据点进行预处理,在多边形阶段主要是通过对多边形的编辑的已达到拟合曲面所需要的的优化数据,成形阶段是根据前一阶段编辑的数据,自动识别特征、创建ＮＵＲＢＳ曲面。NURBS是Non-UniformRationalB-Splines的缩写,意为非统一有理B样条。简单地说,NURBS造型总是由曲线和曲面来定义的,所以要在NURBS曲面上生成一条有棱角的边是很困难的。正因为如此,NURBS曲面特别适合做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果,如人的面貌或
3、流线型的跑车等。1.点数据处理扫描仪得到的数据会引入数据误差而且数据量庞大，为了后续工作方便准确进行需要去除数据中的坏点、减少噪音、平滑数据、分块数据整合对齐、在保证精度和特征的条件下进行数据精简。同时由于测量方法和测量设备的影响会出现数据缺口，这就需要对数据进行编辑来补齐数据。数据处理主要有一下几个方面：l噪声过滤l数据光顺l数据精简2.多边形处理阶段多边形处理阶段是在点云数据封装后通过一系列技术处理得到完整的多边形数据模型，为曲面处理打下基础。在多边形处理阶段首先要“创建流型”来删除模型中非流型的三角形数
4、据，否则在后续处理中由于存在非流型的三角形而无法继续处理。对于片状的模型可以创建“打开”的流型，对于封闭的多边型模型可以创建“封闭”的流型!本例中叶片模型需要创建“封闭”的流型来删除非流型的三角形。即使是不同的模型,对于点阶段和多边形阶段的操作都相类似,以上涉及的命令在任何模型点云的处理过程中几乎都会用到。一般情况下,多边形阶段编辑的好坏将决定最终曲面质量的好坏,因为多边形阶段的编辑结果直接进入下一个阶段:成形阶段。将经过综合处理的点云用PolygonMesh(多边形网格)进行封装。操作如下,点击Points
5、(点)——Wrap(封装),点击Surface(曲面)选项,点击OK(确定)即得到初始三角网格曲面。多边形处理阶段即是在此基础上进行后续的修饰处理,具体的操作包括:a.孔洞修补。由于扫描过程中在标记处或者点云缺失处存在三角面的孔洞，需要对其进行修补以获得完整的曲面。孔的填充方法有三种:内部孔、边界孔和搭桥。针对模型中不同类型的孔，合理选择填充方法;另外，对于边界比较杂乱的孔，可采取“先删后补”的方法使曲面模型更加光滑。用边界选择工具将边界上的三角面选中并删除,直到孔洞周边的三角面无翘曲、曲率基本一致。选取“基
6、于曲率填充”选项进行修补,可获得近乎无痕迹的修补效果。某些部位虽无孔洞但三角面杂乱,也可以删掉杂乱三角形再进行修补。b.去除毛刺。质量不好的点云重叠在一起,得到的三角网格曲面比较粗糙,需要进行光顺处理,以保证曲面质量。操作如下,点击Polygons(多边形)——RemoveSpikes(去除毛刺),在29逆向工程实验报告RemoveSpikes(去除毛刺)对话框中选择合适的SmoothnessLevel,点击OK(确定)。RemoveSpikes(去除毛刺)功能只是选择性地对有毛刺的地方进行光顺处理,不会对整
7、体进行平滑,因而不会使三角网格曲面变模糊而失去特征。c.去除特征。在曲面上可能存在一些肿块或压痕,影响曲面美观,可以用去除特征命令进行移除,通过删除特征、删除钉状物和砂纸等操作，修复不规则的三角形区域，最后利用“网格医生”工具，检查模型中的缺陷并自动加以修复。d.简化多边形。若模型中三角形数量太大，可以通过“简化”功能在不影响曲面质量的前提下减少三角形数量。通过Decimate(简化多边形)命令可以减少网格曲面的三角片数量,以提高后续的计算速度。该命令将在曲率较小的区域减少三角片,而在曲率较大的区域保持三角片
8、数量,当曲面模型已经修复完好，即可转入“曲面阶段”继续处理。多边形阶段处理完成后的曲面模型。在多边形阶段对模型的编辑达到满意时,对模型进行最后一步操作:执行“修复相交区域”,对相交的三角形进行松弛/消除操作;如果无三角形相交,系统则提示“没有相交的三角形”。3.曲面处理阶段曲面处理阶段主要是通过基本的曲率探测和轮廓线探测创建基本的曲面片，并对曲面片进行移动面板、重新分布等操作来创建一个理想的NURB
