【摘 要】介紹逆向工程最新技術(shù)動態(tài)和最新理論、結(jié)合軟件介紹該技術(shù)和理論的實行方法。
【關(guān)鍵詞】 曲面建模 點云 典型線條 造型設(shè)計
1 逆向工程
當(dāng)今逆向工程在產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計過程中運用得愈加廣泛。逆向工程是一種從模型對象表面獲得的點數(shù)據(jù)出發(fā)，使我們能在計算機內(nèi)生成一個已存在模型實物的替代品的技術(shù)。事實上，許多設(shè)計者熱衷于手工地做出目標(biāo)模型，目的是一方面將自己的概念設(shè)計以一個更真實的方式展現(xiàn)其外形；另一方面，為的是評估模型的實際尺寸能否實現(xiàn)所要求的性能。一旦其最終造型確定，為了產(chǎn)品設(shè)計過程和生產(chǎn)計劃的順利實現(xiàn)，有必要通過多種計算機輔助軟件（CAD、CAS、CAID)構(gòu)造一個虛擬模型詮釋該模型。在整個過程中，一個重要的環(huán)節(jié)是從測量得到的點云數(shù)據(jù)重建曲面。通常，在一個點密集的數(shù)據(jù)里，很難找到創(chuàng)意師設(shè)計的造型特性，這會導(dǎo)致最終實現(xiàn)的產(chǎn)品和最初的設(shè)計模型造型的不一致性，有必要對所建立的曲面進(jìn)行修復(fù)從而使誤差減到最小以得到最佳效果。很明顯，這些修復(fù)過程實際上是對設(shè)計工作的一種重復(fù)，蘊含著產(chǎn)品投放市場的相對滯后和相當(dāng)大的成本增加。國外許多研究者在做這項工作。以意大利為例，許多先進(jìn)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)者如DEMO公司、IDEA公司等致力于開發(fā)一些輔助軟件工具以使CAD的操作者能夠快速地控制從點云數(shù)據(jù)出發(fā)到重建曲面的響應(yīng)過程。所提及的控制是指如何有效地發(fā)現(xiàn)誤差。所應(yīng)用的軟件有Pro/SURFACE和CDRS，這兩種PTC曲面設(shè)計軟件給設(shè)計者靈活控制曲面形狀提供了較大的自由度，能使設(shè)計者易于實現(xiàn)個性化的應(yīng)用而獲得高質(zhì)量的曲面。
產(chǎn)品造型的重要性絕不亞于產(chǎn)品功用，因為造型是最直觀具體的。工業(yè)領(lǐng)域市場的不斷發(fā)展推動著企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品。為獲得良好的商業(yè)效果，產(chǎn)品的外觀正變得越來越重要。設(shè)計者們通過對曲面構(gòu)建技術(shù)的提高和相關(guān)材料的制約來提高產(chǎn)品外形質(zhì)量。對逆向工程而言，在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程中如何實現(xiàn)和產(chǎn)品最初設(shè)計的造型一致顯得尤其重要。如今有許多CAS(Computer Aided Styling)和CAID(Computer Aided Industry Design)軟件，它們的目的是支持或擴展設(shè)計者的創(chuàng)造性，同時通過對產(chǎn)品虛擬模型的分析，允許設(shè)計者的設(shè)計概念能傳遞到那些與產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)有關(guān)的人員那里。這里的虛擬模型，我們不妨理解為產(chǎn)品在計算機里通過某種軟件展示的模型。實際上逆向工程是一個從已有產(chǎn)品模型出發(fā)定義幾何數(shù)據(jù)并通過這些數(shù)據(jù)在一個CAD環(huán)境下重建產(chǎn)品的數(shù)字化或參數(shù)化模型的過程。它的整個過程大體上通過兩種方法實現(xiàn)，可以用圖1來表示。
