《实体造型基础》PPT课件.ppt

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1、《三维造型技术》主讲：黄宪明适用：08数字媒体专业08-09学年第二学期3-D实体建模模型定义实体模型由体积信息组成，就是说，包含了三维模型内部的信息，以及物体表面的信息。在实体模型里，模型的表面代表了物体内部和外部之间的边界。实体模型可以想象成是不漏水（watertight）的.模型表面之间必须没有间隙，因为必须完全地把模型的内部和外部分离开。3-D实体建模2.基本立体叠加建模（PrimitiveModeling）很多物体都可以用基本的几何形状进行数学描述。建模软件被设计成支持一整套的基本几何立体，例如立方体，长方体，楔体，球体，圆锥体，圆环，以及圆柱体。3-D

2、实体建模2.基本立体叠加建模（PrimitiveModeling）基本立体建模时，软件只使用有限数量的基本几何形体，因而，建模软件只能创建某些拓扑结构。这称为基本立体的实例化(primitiveinstancing)。但是，一般来说，在单个模型里，基本立体实例的数量并没有限制。把这些基本立体进行组合使得可以创建更复杂的物体。设计者在脑海中把物体解构成基本几何立体的集合，然后再利用分解出来的基本立体来构建模型，如下图所示。左图显示了组成最后实体的每一单个基本体。右图显示了每一单个基本体在其位置和方向上的装配体。3-D实体建模3.构建实体几何建模（Constructi

3、veSolidGeometryModeling）构建实体几何建模在定义基本体和基本体组合方面都比基本体实例化更加灵活。其基本体的几何关系通过布尔运算（BooleanOperations）来定义。有三种类型的布尔运算：并集∪（Union），差集－（Difference）和交集∩（Intersection）。下页图显示了运用这些布尔运算所创建的不同的实体模型。3-D实体建模3.构建实体几何建模（ConstructiveSolidGeometryModeling）三种布尔运算：两个在同一位置的同样的基本体，被创建出了三种非常不同的物体。3-D实体建模3.构建实体几何建模

4、（ConstructiveSolidGeometryModeling）就像数学里的减运算一样，布尔运算里的差集运算对运算对象的顺序具有敏感性。如右图所示3-D实体建模3.构建实体几何建模（ConstructiveSolidGeometryModeling）布尔运算特例：两个相邻但不重叠的基本体，见右图。1.并集：融合为一体；2.差集：第一个立体留下，无变化；3.交集：结果为空，因为交集运算只显示重叠部分。3-D实体建模4.基于约束的建模（Constraint-BasedModeling）尽管三维实体建模在80年代发展迅速，但使用这些软件的公司并没有实现CAD销售商

5、所承诺的生产力的提高。其中的一个原因就是创建一个实体模型的过程比设计一个实际的产品要抽象的多。直到1988年参数化技术公司（ParametricTechnologyCorporation）发布Pro/ENGINEER，在今天的建模系统里被认为是普通平常的工具被一起引入到了商业CAD软件包。Pro/ENGINEER和其他软件引入3-D建模的革新性思想是把模型定义为一系列可修改的特征（features）。每一特征都是通过可修改的约束（constraints）来控制的，以创建一个动态的模型，能够随着设计要求的变化而更新。这种形式的建模也延伸倒了装配体中。对某一特征的几何

6、更改既反应到包含这一特征的零件，也反应到包含这一零件的装配体上。3-D实体建模4.1规划（Planning）基于约束的建模的一个关键步骤就是创建模型之前的规划。以为基于约束的建模之所以强大就在于允许用户进行修改和操纵特征的功能。仔细规划意味着模型在后面能够被创建此模型的人和其他把其用于新设计的人员以最小的努力进行修改。创建模型之前需要问的关键问题包括：1.模型数据来自何处?2.模型数据将被如何使用？3-D实体建模4.2数据来源（SourcesofData）对于不同的公司、不同的项目，数据的来源有很大的不同。如果创建一个全新的模型，那么全部的数据来源也许就是由设计者

7、创建的草图。如果公司最近才从2-DCAD系统切换到3-D，那么2-DCAD图纸可能就是模型的数据来源。如果公司已经转换到了3-D建模系统，那么可能由现存的模型作为你的数据来源，但能够被直接使用的特征定义和约束可能很少。最好的情况，当然，就是你可以继续使用在同一个CAD系统创建的模型。3-D实体建模4.3模型的最终使用（EventualModelUse）规划过程的另一个重要部分就是要理解在模型一旦被创建之后，模型数据将最终如何被使用。如果你将用分析工具例如有限元分析（FiniteElementAnalysis），你需要确认需要分析的关键特征已经足够详细以得到精确的结

8、果。同样地