第3章 三维CAD模型重构
逆向工程技术
1.2 逆向工程的定义
逆向工程（Reverse engineering，简称RE）,也称反 求工程、反向工程等。逆向工程起源于精密测量和质量检 测，是80年代发展起来的反向的产品设计思想，是消化 和吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合，它 以已有的产品或技术为研究对象，将已存在的产品模型或 实物模型转化为工程设计模型和概念模型，在此基础上对 已存在的产品进行解剖、深化和再创造，是在已有设计基 础上的再设计。逆向工程是集测量技术、计算机软硬件技 术、现代产品设计与制造技术的综合应用技术[2] ，是设 计下游向设计上游反馈信息的回路 。
（1）由逆向工程中重构得到的模型和实物样件的误 差到底有多大。
（2）所建立的模型是否可以接受。 （3）根据模型制造的零件是否与数学模型相吻合。
1.3 逆向工程的应用领 域
1.在产品外形的美学有特别要求的领域，为方便评价其美 学效果，设计师广泛利用油泥、黏土或木头等材料进行快速且 大量的模型制作，将所要表达的意图以实体的方式呈现出来， 而不是采用计算机屏幕上缩小比例的物体投视图的方法。此时 如何根据造型师制作出来的模型，快速建立三维CAD模型，就 必须引入逆向工程技术。
1.与正向工程的区别
传统的产品开发流程是一种预定模式，即从市场需求 出发，分析产品的功能描述、规格及预定指标。然后再进 行概念设计、总体设计和零部件设计，制定工艺流程、设 计工装夹具，依据产品的设计蓝图完成加工制造。这种设 计方法称为正向设计或顺向设计。产品的逆向工程则与之 相反，它是从产品的实物样件出发，通过各种测绘技术和 几何造型技术将其转化成CAD 模型和图样，再制造产品。 它改变了CAD系统从图纸到实物的传统设计模式，为产品 的快速开发及原形化设计提供了一条新的途径。
cad三维建模入门教程
cad三维建模入门教程CAD三维建模入门教程第一章：介绍CAD三维建模1.1 什么是CAD三维建模？CAD三维建模是利用计算机辅助设计（CAD）软件进行三维物体建模的过程。
通过CAD三维建模，设计师可以在计算机环境中创建、编辑和展示三维物体，以便用于各种设计和制造任务。
1.2 CAD三维建模的应用领域CAD三维建模被广泛应用于工程、建筑、汽车、航空航天等行业。
它可以帮助设计师创建精确的三维模型，进行可视化设计和分析，并提高生产效率。
第二章：CAD三维建模软件介绍2.1 市场上常见的CAD三维建模软件市场上有许多CAD三维建模软件可供选择，如AutoCAD、SolidWorks、CATIA、Pro/ENGINEER等。
它们各具特点，适用于不同的设计任务和行业需求。
2.2 选择CAD三维建模软件的考虑因素在选择CAD三维建模软件时，可以考虑软件的功能、易用性、兼容性、价格等因素。
不同的软件可能适用于不同的用户和项目。
第三章：CAD三维建模基础知识3.1 坐标系和坐标系转换在CAD三维建模中，坐标系是一个重要的概念。
了解如何定义和使用坐标系，以及如何进行坐标系之间的转换，是进行三维建模的基础。
3.2 几何元素的创建在CAD三维建模中，可以通过绘制线段、多边形、曲线等基本几何元素来创建三维物体的基本形状。
掌握几何元素的创建技巧，对于进行精确的三维建模非常重要。
第四章：CAD三维建模技巧与操作4.1 构建复杂几何体除了基本的几何元素外，CAD三维建模软件还提供了各种工具和命令，可以帮助设计师构建复杂的几何体，如旋转体、扫掠体、拉伸体等。
4.2 进行材质和纹理的编辑CAD三维建模软件还可以对模型进行材质和纹理的编辑，以使其更加逼真。
设计师可以选择合适的材质、调整光照效果，以及应用纹理贴图等。
第五章：CAD三维建模实例5.1 设计一个简单的房屋模型通过一个房屋模型的设计实例，介绍CAD三维建模的实际操作步骤。
三维CAD模型重构方法、过程及实例
特征的定义及表达
几何特征是几何造型的关键，他们对控制几何形体的形状 有极为重要作用，同时几何特征之间还具有确定的几何约束 关系。
因此，在产品模型的重构过程中，一个重要的目标就是 还原这些特征以及他们之间的约束，得到一个优化的CAD模型， 使孤立的曲面片转化成一个整体的几何模型。
三维CAD模型重构方法、 过程和实例
输出匹配的 文件格式
自动将点云 数据转换为
多边形
Geomagic Studio
主要功能
快速减少 多边形数目
(Decimate)
曲面分析 (公差分析等)
把多边形 转换为曲面
三维CAD模型重构方法、 过程和实例
Geomagic Studio软件工作流程如下图所示：
这和多数工业产品的设计意图相符合。可有效解决产品 的装配对齐、造型的对称等问题，进而减小误差，提高产品 质量。
三维CAD模型重构方法、 过程和实例
约束的定义、分类及表达
逆向工程中的曲面重构不是对数据的简单拟合，而是 要满足几何约束下的重构。
三维CAD模型重构方法、 过程和实例
Imageware 软件
• 应用曲线拟合造型的典型商用软件 • 广泛应用于汽车、航天、消费家电、模具、计算机零部
件等设计与制造领域。 • 软件包括以下几个模块：基础模块、点处理模块、曲线、
曲面模块、多边形造型模块、检验模块和评估模块。
三维CAD模型重构方法、 过程和实例
曲
面
模
模
型
型
评
重
价
建
实 体 模 型
下 游 应 用
三维CAD模型重构方法、 过程和实例
➢ 应用这种三边域曲面重构方法的典型商用软件是 Geomagic Studio软件。该软件可轻易地从扫描所得的 点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动 转换为 NURBS 曲面。
计算机辅助设计教案-AutoCAD教案-AutoCAD三维建模
第一三章三维建模授课班级上课地点学时四学内容1. 观察三维模型。
2. 创建长方体,球体及圆柱体等基本立体。
3. 拉伸或旋转二维对象形成三维实体及曲面。
4. 通过扫掠及放样形成三维实体或曲面。
5. 移动,复制及旋转三维对象6. 阵列及镜像三维对象。
7. 拉伸,移动及旋转实体表面。
8. 用户坐标系。
9. 利用布尔运算构建复杂模型。
教学目地掌握创建及编辑三维模型地主要命令,了解利用布尔运算构建三维模型地方法。
重点及难点1. 观察三维模型。
2. 拉伸或旋转二维对象形成三维实体。
3. 移动,复制及旋转三维对象。
4. 阵列及镜像三维对象。
5. 用户坐标系。
6. 利用布尔运算构建复杂模型。
教学方法案例教学及任务驱动法为主。
将理论知识融入绘图实例,边行示范讲解,边让学生跟随操作,然后布置课堂练,监督学生自我完成。
巩固所学内容,检验学效果。
教学设计顺序内容时间（分）知识点讲解 1. 观察三维模型地方法。
2. 用户坐标系。
3. 三维基本立体。
4. 多段体。
5. 将二维对象拉伸成实体或曲面。
6. 旋转二维对象形成实体或曲面。
7. 通过扫掠创建实体或曲面。
8. 通过放样创建实体或曲面。
9. 利用面或曲面切割实体。
10. 螺旋线,涡状线及弹簧。
五零知识点讲解 1.三D 移动,三D 旋转及三D 缩放。
2.三D 阵列,三D 镜像及三D 对齐。
3.三D 倒圆角及三D 倒角。
4.拉伸面,移动面及偏移面。
5.旋转面及锥化面。
6.抽壳及压印。
7.利用"选择并拖动"方式创建及修改实体。
8.与实体显示有关地系统变量。
五零 示范操作及课堂练一零零课后作业。
《逆向工程及快速成型技术》课程标准
《逆向工程与快速成型技术》课程标准一、基本信息1．课程地位：逆向工程与快速成型技术是“模具设计与制造专业”的一门专业选修课程，通过本课程学习，学生应掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机电产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。
2．课程任务：本课程教学任务是使学生认识逆向工程与正向设计的关系，掌握逆向工程的设计思路；掌握几种快速原型制造工艺，具备面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术的能力。
3．课程衔接：《数控加工工艺与编程》、《UG设计基础》、《CAD制图》、《三维扫描与逆向建模》等课程。
三、课程目标本课程目的是使学生掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机械产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。
四、课程理念1．课程设计原则：围绕专业知识、能力与素质矩阵，根据本课程教学内容，结合后续课程及工程技术岗位的需要，优化课程教学内容，分解课程知识与能力模块，以实施理论与实践双融合教学为理念，借助课堂精讲（或精品课程平台、工厂实际操作视频），完成课程理论知识的教学，以实验设计和生产问题解决形式（课内训练、课外作业）实现动手能力训练。
通过“教、学、做、评一体化”完成该课程教学。
2．课程内容结构：（1）课程项目学习安排：课内以项目讨论学习为主，过课堂教学和应用实践等多个环节，使学生掌握快速成型与快速制模的理论原理、技术方法和工程应用，为今后从事相关领域的科学技术研究，解决工程实际问题奠定坚实的基础。
通过实验，了解逆向工程中原始数据的采集方法和应注意的问题；掌握三维结构光扫描装置的基本操作和相关知识元；掌握Geomagic软件的基本操作。
了解快速成型的原理及其与传统加工工艺的区别；了解不同快速成型方式的优点、缺陷和应用范围。
CAD中的图形修复和重构方法
CAD中的图形修复和重构方法在使用CAD软件进行设计和建模的过程中，图形修复和重构是非常重要的步骤。
图形修复可以帮助我们解决模型中的问题，使其符合设计要求；而图形重构则可以改善模型的几何结构和拓扑关系，提高建模的精度和质量。
本文将介绍一些常用的CAD软件中的图形修复和重构方法。
1. 边界修复在CAD模型中，经常会出现不封闭或断裂的边界。
这些问题会导致建模错误，影响后续操作。
为了修复这些问题，我们可以使用边界修复工具。
该工具可以自动检测和修复不封闭或断裂的边界，使其成为封闭的多边形。
修复后的边界可以更好地用于进行建模和分析。
2. 点云处理点云是一组离散的三维点，可以通过激光扫描或摄影测量等方式获得。
在CAD建模中，点云可以用于数字化实体、逆向工程和形状分析等方面。
然而，点云数据往往存在噪音、缺失和异常值等问题，需要进行处理和修复。
CAD软件提供了点云数据的滤波、采样、插值和重建等功能，可以帮助我们处理和修复点云数据，使其更加准确和完整。
3. 模型简化在一些情况下，CAD模型可能过于复杂，不利于后续操作和分析。
此时，我们可以使用模型简化工具进行简化处理。
模型简化可以去除模型中的冗余顶点和面片，减小模型文件的大小和内存占用。
同时，简化后的模型仍然保持了原始模型的几何形状和拓扑关系，不会影响建模的精度和准确性。
4. 拓扑修复在CAD建模过程中，模型的拓扑关系常常出现错误或不完整。
拓扑修复是指对这些错误或不完整的拓扑进行修复和改进。
CAD软件提供了拓扑修复工具，可以自动检测和修复模型中的拓扑错误，例如面片交叉、重叠、孔洞和孤立点等。
修复后的模型可以更好地满足设计要求和建模要求。
5. 模型重构模型重构是指对CAD模型进行重新建模和改进，以提高模型的质量和精度。
重构可以包括对模型的几何结构、曲线、曲面和体素等方面进行调整和优化。
CAD软件提供了各种重构工具，可以帮助我们改进模型的形状和结构，使其更具可视化效果和设计性能。
CAD模型的优化与几何重构技术方法
CAD模型的优化与几何重构技术方法一、简介CAD模型的优化与几何重构技术方法是设计、建模和制造领域中重要的技术手段。
它旨在通过对CAD模型进行优化和重构，提高模型的精度、准确性和可靠性，以满足各种设计、生产和测试的需求。
二、CAD模型的优化技术方法1. 网格优化网格优化是CAD模型优化中常用的方法之一。
通过对CAD模型的网格进行优化调整，可以改善模型的表面光滑度和精度，提高模型的可视化效果和真实感。
常用的网格优化算法包括边界调整、顶点合并、滑坡调整等。
2. 拓扑优化拓扑优化是CAD模型优化的另一种常见方法。
通过对CAD模型的拓扑结构进行调整和改进，可以提高模型的性能和可靠性。
拓扑优化常用的算法包括形状优化、区域分割、拓扑变换等。
3. 材料优化材料优化是CAD模型优化中的重要环节。
通过选择合适的材料，优化CAD模型的构造和组织，可以提高模型的力学性能和耐久性。
材料优化常用的方法包括材料选择、材料配比、材料测试等。
三、CAD模型的几何重构技术方法1. CAD模型的几何重建CAD模型的几何重建是将CAD模型从二维或三维数据中进行重构的过程。
通过几何重建，可以恢复和重建CAD模型的几何信息，并提供完整和准确的模型数据。
几何重建常用的技术方法包括边缘提取、曲面重建、形状划分等。
2. CAD模型的几何修复CAD模型的几何修复是指对CAD模型进行修补和修复，以消除几何缺陷和错误。
通过几何修复，可以提高CAD模型的完整性和精度，减少生产和测试过程中的错误和问题。
常用的几何修复技术包括填充孔洞、平滑曲面、补充丢失的几何信息等。
3. CAD模型的几何转换CAD模型的几何转换是指将CAD模型从一种形式或格式转换为另一种形式或格式的过程。
通过几何转换，可以将CAD模型应用于不同的设计和制造环境中，提高模型的适应性和可用性。
常用的几何转换技术包括坐标转换、尺寸转换、向量转换等。
四、总结CAD模型的优化与几何重构技术方法是设计、建模和制造领域中重要的技术手段。
先进制造系统重点习题(答案)
第一章先进制造技术概述1.先进制造技术是什么?答: 先进制造技术(Advance Manufacturing Technology，AMT)是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与管理科学等多学科先进技术的综合，并应用于制造工程之中所形成的一个学科体系。
2.发展趋势：精密化，柔性化，网络化，虚拟化，智能化，清洁化，集成化，全球化3.很多国家特别是美国把制定制造业发展战略列为重中之重，原因是什么?答: ①世界经济发展的趋势表明，制造业是一个国家经济发展的基石，也是增强国家竞争力的基础；②制造业是解决就业矛盾的一个重要领域，也是21世纪提高一个国家整体就业水平的重要基础；③制造业不仅是高新技术的载体，而且也是高新技术发展的动力。
1.什么是制造系统?制造技术？答: 制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置以及有关软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)和制造信息等组成了一个具有特定功能的有机整体，称之为制造系统。
制造技术是按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物质工具，是原材料转变为产品的技术总称。
2.制造业面临着新的历史性发展机遇和更加严峻的挑战?答：(1)产品生命周期缩短。
现代科技以日新月异的速度发展，新产品层出不穷。
产品的生命周期(一个产品从开发设计到被市场淘汰所经历的时间)大大缩短。
(2)用户需求多样化。
用户追求多样化和个性化已逐渐成为世界的潮流。
(3)大市场和大竞争。
世界市场的开放程度越来越大。
随着计算机通信技术的迅速发展和信息高速公路的建立，使得全球集成制造有实现的可能。
这样可以使资源更充分地利用，原料和产品的运输距离得以更显著地缩短，交货期也能得到进一步缩短，产业分工的国际化已成为发展潮流。
(4)交货期成为竞争的第一要素。
根据客户对产品需求的变化，要求迅速作出反应，已经成为压倒一切的竞争要素。
(5)信息化和智能化。
计算机技术的发展和广泛的应用，使企业的控制进一步信息化和智能化，使企业的工作内容、对象和方法发生了根本的改变。
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约束的定义、分类及表达
逆向工程中的曲面重构不是对数据的简单拟合，而是 要满足几何约束下的重构。 逆向工程中的几何约束是指各特征层次的组成元素之 间的约束关系，它直接反映了重构CAD模型几何要素之间 的形状和位置关系，包括结构约束和尺寸约束两种类型。 结构约束 是指特征元素之间的拓扑结构关系（如垂直、平行、 相切等），描述了特征元素的空间相对位置和连接方式。 尺寸约束 是指特征元素间的距离、角度等约束。
1. 基于曲线的模型重构
在逆向工程中，一种常用的模型重构方法是基于曲线的 模型重构。 该方法先将数据点通过插值或逼近拟合成样条曲线（或 参数曲线），再利用基本造型工具，如扫描Sweep、混 成Blend、放样Lofting、四边曲面（Boundary）等，完 成曲面片的造型，再通过延伸、剪裁和过渡等曲面编辑， 得到完整的曲面模型。
抽 样 处 理 散乱点云 删除界外值 修补破洞
重 新 造 型 小平面精调、处理 曲 面 片 编 辑 小平面粗调 重 构 完 成
包 络 处 理
红茶饮料瓶
曲 线 完 成 创建曲线
扫描线点数据
创建小特征
曲面合并
创建曲面
曲面镜像
重构完成
足球模型重构
创建六边形
点云数据
提取足球参数
创建五边形
曲面修剪
修改后生成型曲线
小平面特征实例
点 云 数 据 点处理后 小 平 面 精 整 删 除 腹 板 包 络 处 理
破洞修补
小平面处理完成
重新造型实例
剖面曲线
小平面特征
重新造型（自动曲面）
创建曲面
曲线完成
曲线编辑
曲面完成
生成实体模型
实例操作
回转面模型重构 回转曲面是指平面曲线 C 绕平面上一定直线旋转一定角 度所扫掠区域，称此直线为轴线，曲线为母线。据此可知 回转面重构的关键在于从扫描线数据中提取回转面的轴线 位置及方向，以及母线数据点。
独立几何工作界面
小平面特征 小平面建模(FacetFeature)是Pro/E逆向工程模块的一部分， 其基本原理是利用模型样件的扫面点云中的每一点与其相邻 的两点构成一个小三角形平面，用大量的小三角面表示曲面 的大致形状。 在小平面特征环境中，可对原始点云进行噪音点过滤、数据 精简、数据平滑以及特征点的提取等 “点”处理工作。而 后的包络定义以及相关的小平面操作可以完成对“面”的操 作处理。
3.基于特征及约束的模型重构
特征的定义及表达
大多数机械零部件都是按照一定的特征设计制造的。
几何特征是组成一个零件的基本特征，主要是反映零
件基本尺寸的点、线、面。 逆向工程特征可定义为： 基于测量数据提取的用于逆向工程CAD模型重建的点、 线、面以及它们满足特定约束关系下的组合或复合。
采用该方法造型时，数据分割的准确性很重要。 因为如果用一张曲面片去拟合两个以上类型的曲面， 最终拟合的曲面都是不光滑的。
曲面直接拟合造型既可以处理有序点，也能处理 点云数据（散乱点）.
图3-3 数据点直接进行曲面片拟合造型
采 集 数 据
数 据 预 处 理
曲 面 片 拟 合
曲 面 模 型 重 建
特征的定义及表达
几何特征是几何造型的关键，他们对控制几何形体的形 状有极为重要作用，同时几何特征之间还具有确定的几何约 束关系。 因此，在产品模型的重构过程中，一个重要的目标就是 还原这些特征以及他们之间的约束，得到一个优化的CAD模型， 使孤立的曲面片转化成一个整体的几何模型。 这和多数工业产品的设计意图相符合。可有效解决产品 的装配对齐、造型的对称等问题，进而减小误差，提高产品 质量。
复习上次课的内容
数据测量
高效、高精度地实现样件表面的数 据采集，是逆向工程实现的基础和 关键技术
数据测量 与处理
测量方式
非接触式测量将越来越占主导地 位，但接触式三坐标测量机在测 量精度方面仍然具有优势
数据处理
模型重建之前，需对测量数据进行 预处理，以获得完整、正确的测量 数据，这决定模型重建的准确性
自动将点云 数据转换为 多边形
快速减少 多边形数目 (Decimate)
输出匹配的 文件格式
Geomagic Studio
主要功能
把多边形 转换为曲面
曲面分析 (公差分析等)
Geomagic Studio软件工作流程如下图所示：
3D扫描
点处理
三角面片化
曲面构建
CAD/CAE/CAM/ RP/RT/...
轴线
z
M
M 1 (0, y1 , z1 )
母线
C
0
y
x
扫描线数据点
创建基准面
扫描线数据点
Hale Waihona Puke 测量创建型曲线独立几何创建扫描曲线 创建回转轴
创建并分析曲面 重构完成
散乱点云
散 乱 点 云 小平面观察 母 线 修 改 析 出 母 线
型曲线分析
创建型曲线 创 建 曲 面 提取轴线
维纳斯石膏像模型重构
Imageware 软件
应用曲线拟合造型的典型商用软件
广泛应用于汽车、航天、消费家电、模具、计算机零部 件等设计与制造领域。
软件包括以下几个模块：基础模块、点处理模块、曲线、 曲面模块、多边形造型模块、检验模块和评估模块。
“点－曲线－曲面”的原则，先创建合适的曲线， 然后利用曲线通过蒙皮、扫掠、四个边界等方法 生成曲面。 Imageware软件的一般操作流程：
读 入 数 据
点 云 处 理
点 云 分 块
定 义 曲 线 类 型
创 建 曲 线
曲 线 检 查 和 编 辑
定 义 曲 面 类 型
创 建 曲 面
曲 面 检 查 和 编 辑
下 游 过 程
Imageware软件-----实例1
2.曲面片直接拟合造型
直接对测量数据点进行曲面片拟合，获得的曲面 片经过过渡、混合、连接形成最终的曲面模型。
图3-1 曲面创建过程
逆向工程 自由曲面建模手段
以曲线、曲面为基础的曲面 拟合方法。 应用对象主要是由复杂曲面 组成的产品，如汽车、飞机、 船舶等。
以三角曲面为基础的曲面构 造方法。 最适合表现无规则、复杂型 面的物体，特别是玩具、艺 术品这类对象。
3.2 曲面重构方法和过程
1 3 2 3
基于曲线的模型重构 曲面片直接拟合造型 基于特征及约束的模型重构
区域分割
简单自由曲面数据 截面数据获取 平面离散曲线分段
复杂 自由 曲面 数据
二次曲面数据 球面 平面 圆柱面 圆锥面
· · ·
样条曲线
二次曲线 圆弧 直线 · · · 约 束 逼 近 边界曲线 跨界切矢
特 征 提 取
曲率
切矢
平行 相切
垂直 · · ·
平行 相切
垂直 · · ·
约束逼近
约束逼近
截面形状特征
曲面偏移 模 型 装 配
创建球面 模 型 渲 染
创建混合曲面
中国印模型重构
图片
插入跟踪草绘
勾勒曲线
创 建 实 体 创建混合特征 创建拉伸特征 渲 染 特 征 印 章 完 成
电熨斗模型重构
小平面特征 图片 曲 面 合 并
创建基准
重新造型
创建曲线
创建造型曲面
曲线创建完成
曲面修剪
曲面创建完成
创建实体
自由曲面
特征单元
参数曲面
建模过程： 1、由测量设备获 取数据， 2、在逆向工程 CAD建模软件中完 成数据预处理、区 域分割及特征提取， 3、由通用CAD系 统完成特征造型。
反求高层特征 B-Rep单元/体素特征 参数化特征造型
在产品的模型重建过程中，一个重要的目标应该 是还原特征以及他们之间的约束关系。 忽略特征或几何约束，得到的产品模型都是没有 意义或是不准确的。 目前的研究中，大多采用人工引导，有目的、半 自动地实现这一过程。
小平面特征工作界面
重新造型
重新造型是一个逆向工程模式，用来在多面(小三角形平面) 数据的顶部重建或构造曲面CAD模型。重新造型多用于小 平面特征之后，在小平面模型的基础上进行构造并调整曲 面。
小平面特征
重新造型
曲面模型
独立几何实例
生成扫描曲线
点云数据
独立几何（剖面）
创建曲面
创建其它曲线 重 构 完 成
第3章 三维CAD模型重构
目录
3.1 概述 3.2 曲面重构方法和过程 3.3 网格化实体模型
3.4 模型精度评价及量化指标
3.5 曲面重构实例
3.1 概述
在逆向工程中，实物三维CAD模型重构是最关键、最复 杂的一环，是后续产品加工制造、快速成型制造、工程分析、 产品再设计的基础。 重构曲面的品质和精度直接影响最终产品CAD模型的优
模 型 评 价
实 体 模 型
下 游 应 用
应用这种三边域曲面重构方法的典型商用软件是 Geomagic Studio软件。该软件可轻易地从扫描所得 的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自 动转换为 NURBS 曲面。 Geomagic Studio软件主要应用于快速消费品、玩具 及其非工业成品（如医学方面、文物和艺术品保存） 方面。
图3-2 基于曲线的模型重构过程
采 集 数 据
数 据 预 处 理
曲 线 拟 合
曲 面 片 重 建
曲 面 模 型
实 体 模 型
下 游 应 用
基于曲线的模型重构仅适合处理数据量不大，而 且数据呈有序排列的情况。 该方法的不足之处在于，若曲线分布较密，曲面 造型时通过所有的曲线，则不能保证曲面的光滑 性；反过来，若选定的曲线数量较少，则难于保 证曲面的精度。