geomagic甲克蟲(chóng)的逆向工程

1、甲殼蟲(chóng)的逆向工程Reverse Engineering of Beetle目標(biāo)這個(gè)例子將帶你經(jīng)過(guò)Geomagic Studio工作流程的每個(gè)階段。你將以Point Phase點(diǎn)階段開(kāi)始,這個(gè)階段里你將處理點(diǎn)云對(duì)象并準(zhǔn)備數(shù)據(jù)用來(lái)封裝(wrap。一旦對(duì)象被封裝,你將進(jìn)入Polygon Phase多邊形階段,這個(gè)階段里你將在多邊形對(duì)象上填充孔、移除任何腫塊或壓痕。這時(shí)你將進(jìn)行到Shape Phase形狀階段,這個(gè)階段里你將在多邊形對(duì)象上擬合NURBS曲面。 Point Phase點(diǎn)階段Polygon Phase多邊形階段Shape Phase形狀階段打開(kāi)數(shù)據(jù)打開(kāi)的數(shù)據(jù)可以是點(diǎn)云或多邊形。在這例子里,

2、你將使用無(wú)序點(diǎn)數(shù)據(jù)。a.點(diǎn)擊File文件 > Open打開(kāi)或點(diǎn)擊Open File打開(kāi)文件圖標(biāo)查看數(shù)據(jù)我們需要知道這個(gè)對(duì)象看上去象什么。用一些功能可以改變對(duì)象在視圖區(qū)域里的顯示效果,這樣更好的理解我們的任務(wù)。1.著色掃描對(duì)象便于理解對(duì)象的形狀。a.點(diǎn)擊View視圖 > Shading著色 > Shade Points著色點(diǎn)對(duì)象出現(xiàn)曲面化視圖。這樣你可以看出對(duì)象象什么而且知道該對(duì)它做些什么。 被著色的點(diǎn)數(shù)據(jù)2.你可以用許多命令如旋轉(zhuǎn)和縮放來(lái)得到更好的對(duì)象視圖。a.放指針在視圖區(qū)域,按壓不放鼠標(biāo)中鍵或按壓CTRL+鼠標(biāo)右鍵。b.拖動(dòng)視圖區(qū)域內(nèi)指針。注意對(duì)象將旋轉(zhuǎn)。c.用鼠標(biāo)滾輪或

3、SHIFT+鼠標(biāo)右鍵來(lái)放大縮小。指針的位置控制著縮放的中心。d.用ALT+鼠標(biāo)右鍵來(lái)平移視圖。 近看著色點(diǎn)云3.重載視圖區(qū)域以致整個(gè)對(duì)象能被查看。a.點(diǎn)擊View視圖 > Fit Model to View 將整個(gè)模型投影到視窗中或點(diǎn)擊FitModel to View將整個(gè)模型投影到視窗中圖標(biāo)凈化點(diǎn)數(shù)據(jù)掃描時(shí)你可能無(wú)意地掃描了背景物體,如桌面、墻、固定裝置等等。你將需要移除這些偏離點(diǎn),也就是可能在對(duì)象周?chē)嬖隗w外孤點(diǎn)(outliers。這些點(diǎn)能夠被識(shí)別遠(yuǎn)離主點(diǎn)云但不代表我們想保留的任何幾何形狀。 不連接項(xiàng)和體外孤點(diǎn)1.可以用選擇工具來(lái)手動(dòng)移除游離點(diǎn),如用Rectangle Tool矩形工

4、具,Ellipse Tool橢圓工具,Paintbrush Tool畫(huà)筆工具,或Lasso Tool套索工具。a.點(diǎn)擊View視圖 > Predefined Views預(yù)定義視圖 > Front View前視圖或點(diǎn)擊Front前視圖圖標(biāo)。b.用一個(gè)選擇工具來(lái)手動(dòng)選擇這些體外孤點(diǎn)。如果你選中了你不希望選擇的點(diǎn),那么按住CTRL鍵不放重新選擇不想要的點(diǎn)就可以取消它們的被選中狀態(tài)。c.點(diǎn)擊Points點(diǎn) > Erase擦除或點(diǎn)擊Erase擦除圖標(biāo)。你也可以用鍵盤(pán)上的DEL刪除鍵來(lái)刪除高亮對(duì)象。 擦除前擦除后2.代替手工選擇游離點(diǎn)。你可以讓軟件自動(dòng)探測(cè)體外孤點(diǎn)。為了更好的觀察選中了那

5、些點(diǎn),關(guān)閉著色。(View視圖 > Shading著色 > Unshade Points取消點(diǎn)陰影繪制 選擇不連接項(xiàng)前選擇不連接項(xiàng)后a.按壓Ctrl+Z或點(diǎn)擊Edit編輯 > Undo撤銷(xiāo)來(lái)取消前一次刪除,這將重載你最后一次刪除的點(diǎn)。警告你只能執(zhí)行一步撤銷(xiāo)命令。b.按壓CTRL+C或點(diǎn)擊Edit編輯 > Clear All全部清除來(lái)取消選擇所有高亮點(diǎn)。c.點(diǎn)擊Edit編輯 > Select選擇 > Disconnected Components與主體分離部分或點(diǎn)擊Select Disconnected選擇不相連的項(xiàng)圖標(biāo)。d.改變Separation分隔從Me

6、dium中間到Low低。這樣系統(tǒng)會(huì)選擇在拐角處離主點(diǎn)云很近但不屬于它們一部分的點(diǎn)。e.點(diǎn)擊OK確定。f.點(diǎn)擊Points點(diǎn) > Erase擦除或點(diǎn)擊Erase擦除圖標(biāo)。你也可以用鍵盤(pán)上的DEL刪除鍵來(lái)刪除高亮對(duì)象。3.對(duì)象里仍然存在一些體外孤點(diǎn)。你將用其他功能來(lái)移除一些體外孤點(diǎn)。 剩余的游離點(diǎn)a.點(diǎn)擊Edit編輯 > Select選擇 > Outliers體外孤點(diǎn)或點(diǎn)擊Select Outliers選擇體外孤點(diǎn)圖標(biāo)。這樣將選中殘留的偏離點(diǎn)。這個(gè)值被設(shè)置的非常有效地(接近100.0捕獲體外孤點(diǎn)。 選中的體外孤點(diǎn)被高亮成紅色c.點(diǎn)擊OK確定。d.點(diǎn)擊Points點(diǎn) > Er

7、ase擦除或點(diǎn)擊Erase擦除圖標(biāo)c.移動(dòng)Smoothness Level平滑級(jí)別滑桿到None無(wú)。這說(shuō)明你將不對(duì)對(duì)象作噪音減少的應(yīng)用。你這樣做是為了看當(dāng)前對(duì)象如何,是否需要減少噪音。d.勾中Preview預(yù)覽選項(xiàng)。預(yù)覽框展開(kāi)顯示了更多設(shè)置。e.定義Preview Points預(yù)覽點(diǎn)為3000。這代表被封裝和預(yù)覽的點(diǎn)數(shù)量。f.取消勾中Sampling取樣選項(xiàng)。如果這個(gè)選項(xiàng)被勾中,那么預(yù)覽將顯示一個(gè)應(yīng)用了采樣的結(jié)果。什么是采樣(Sample?采樣就是減少對(duì)象的點(diǎn)數(shù)量然而保持零件的精確表示。g.用指針在模型上選擇一個(gè)區(qū)域來(lái)預(yù)覽。(圖片顯示一個(gè)靠近A支撐梁的區(qū)域 選取位置預(yù)覽結(jié)果2.參看噪音減少后的

8、預(yù)覽區(qū)域。a.移動(dòng)Smoothness Level平滑級(jí)別滑桿一格。注意所選區(qū)域更新顯示了這個(gè)設(shè)置將如何影響對(duì)象。b.調(diào)節(jié)滑桿直到Max最大值,注意每一格都會(huì)改變結(jié)果。 3.為了更好的了解改變Smoothness level平滑級(jí)別對(duì)對(duì)象改變的程度,打開(kāi)DeviationDisplay顯示偏差可在一個(gè)色譜圖中動(dòng)態(tài)查看改變程度。a.勾中Display Deviation顯示偏差對(duì)話框。b.定義Max Positive最大值正數(shù)為0.1 in。按壓Enter回車(chē)鍵更新顯示。c.定義Min Positive最小值正數(shù)為0.04 in。按壓Enter回車(chē)鍵更新顯示。d.調(diào)節(jié)Smoothness Lev

9、el平滑級(jí)別查看對(duì)對(duì)象的影響。 最小設(shè)置最大設(shè)置4.重復(fù)前面步驟直到你滿意地了解當(dāng)前對(duì)象狀態(tài)及知道是否需要減少噪音。5.這個(gè)對(duì)象看上去很好,因此不需要再做任何噪音減少。讓我們退出這個(gè)命令吧。a.點(diǎn)擊Cancel取消。備份當(dāng)前文件參考前面步驟備份當(dāng)前文件名為car-002.wrp。統(tǒng)一取樣Uniform Sample當(dāng)處理掃描點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí),你用采樣來(lái)減少對(duì)象中的點(diǎn)數(shù)量,然而保持零件的精確表示。用無(wú)序數(shù)據(jù),你將用統(tǒng)一取樣來(lái)減少點(diǎn)的數(shù)量并組織點(diǎn),因此當(dāng)封裝時(shí)他們粗略地產(chǎn)生了相同尺寸的三角片。1.在當(dāng)前對(duì)象上減少點(diǎn)數(shù)量。a.點(diǎn)擊Points點(diǎn) > Uniform Sample統(tǒng)一采樣或點(diǎn)擊Unifo

10、rm Sample統(tǒng)一采樣圖標(biāo)。b.點(diǎn)擊Absolute絕對(duì)選項(xiàng)。(缺省設(shè)置目前近似有317000個(gè)點(diǎn)。這個(gè)值將減少點(diǎn)數(shù)量到近似222000個(gè)點(diǎn)。d.點(diǎn)擊Apply應(yīng)用。 采樣前采樣后e.點(diǎn)擊OK確定接收結(jié)果。封裝Wrap 創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格一旦點(diǎn)對(duì)象被凈化和條理化,那么就用多邊形網(wǎng)格(polygon mech來(lái)封裝對(duì)象。1.在點(diǎn)對(duì)象上創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格。a.點(diǎn)擊Points點(diǎn) > Wrap封裝或點(diǎn)擊Wrap封裝圖標(biāo)。b.點(diǎn)擊Surface曲面選項(xiàng)。(缺省設(shè)置c.點(diǎn)擊OK確定來(lái)產(chǎn)生多邊形網(wǎng)格。一個(gè)多邊形網(wǎng)格在點(diǎn)對(duì)象上被創(chuàng)建,在Model Manager模型管理器里一個(gè)新對(duì)象被創(chuàng)建。 模型管理器里

11、的多邊形對(duì)象多邊形對(duì)象填充孔Fill Holes用填充孔功能在缺失數(shù)據(jù)的區(qū)域里來(lái)創(chuàng)建一個(gè)基于曲率的填充(curvature-based filling或一個(gè)平面(flat fill填充。你能夠執(zhí)行全部填充、部分填充和橋填充。 缺失數(shù)據(jù)孔填充后1.在多邊形對(duì)象上填充所有孔。a.點(diǎn)擊Polygons多邊形 > Fill Holes填充孔或點(diǎn)擊Fill Holes填充孔圖標(biāo)去除特征Defeature 腫塊和壓痕Defeature去除特征是一個(gè)命令允許你快速去除對(duì)象上的腫塊和壓痕。這個(gè)命令減少了先刪除選中的幾何形狀再基于曲率的填充空隙的步驟。1.用CTRL+D擬合對(duì)象顯示大小到視圖區(qū)域。2.用旋

12、轉(zhuǎn)、縮放或平移等命令使視圖如下顯示。 顯示引擎蓋上的壓痕3.用選擇工具如Lasso Tool套索工具來(lái)選取引擎蓋上的壓痕。 套索工具選取的多邊形4.從選取的多邊形上去除壓痕。a.點(diǎn)擊Polygons多邊形 > Defeature去除特征或點(diǎn)擊Defeature去除特征圖標(biāo)砂紙 Sandpaper 去除腫塊 用 sandpaper 砂紙 命令來(lái)交互式光順或松弛對(duì)象上的區(qū)域。(如：去除腫塊 1. 用 CTRL+D 擬合對(duì)象顯示大小到視圖區(qū)域。 2. 用旋轉(zhuǎn)、縮放或平移等命令使視圖如下顯示。 顯示車(chē)頂上的腫塊 3. 用 Sandpaper 砂紙 命令來(lái)擦除腫塊。 a. 點(diǎn)擊 Polygons

13、多邊形 > Sandpaper 砂紙 或點(diǎn)擊 Sandpaper 砂紙 圖標(biāo) 。 b. 選中 Relax 松弛 選項(xiàng)。(缺省設(shè)置 c. 移動(dòng) Strength 強(qiáng)度 滑桿到 Max 最大值。 這個(gè)特征決定你必須在區(qū)域上移動(dòng)指針多少次。為了移除腫塊 Min 最小值 要求較多 的擦拭而 Max 最大值 要求較少的擦拭。 4. 放置指針在需要光順的對(duì)象區(qū)域上。 a. 按壓不放鼠標(biāo)左鍵，在腫塊上方拖動(dòng)指針。 當(dāng)你在腫塊上方移動(dòng)指針，你將看到一個(gè)覆蓋圓框會(huì)根據(jù)下面覆蓋的網(wǎng)格(mesh放 大或縮小。 砂紙 覆蓋圓框 b. 一旦你滿意你的打磨就點(diǎn)擊 OK 確定。 11 簡(jiǎn)化多邊形 Decimate 減

14、少三角片數(shù)量 你將用 Decimate 簡(jiǎn)化多邊形 命令來(lái)減少多邊形模型的三角片數(shù)量。Decimate 簡(jiǎn)化多邊形 將在 曲率較小的區(qū)域減少三角片而在曲率較大的區(qū)域保持三角片的數(shù)量。 1. 用 CTRL+D 擬合對(duì)象顯示大小到視圖區(qū)域。 2. 通過(guò)顯示三角片邊界來(lái)顯示當(dāng)前三角片結(jié)構(gòu)。 a. 選擇 Primitives Panel 基本體素 標(biāo)簽 b. 選中 Edges 邊 選項(xiàng)。 。 沒(méi)有顯示邊 顯示邊 3. 減少三角片的數(shù)量但保持對(duì)象的形狀。 a. 點(diǎn)擊 Polygons 多邊形 > Decimate 簡(jiǎn)化多邊形 或點(diǎn)擊 Decimate Polygons 簡(jiǎn)化多邊形 圖標(biāo) 。 b.

15、選中 Shape Preservation 形狀保持 選項(xiàng)。(缺省設(shè)置 c. 定義 Target Triangle Count 目標(biāo)三角形計(jì)數(shù) 為 125000。 這將減少三角片數(shù)量到原來(lái)數(shù)量的 20% (444229 > 125000 d. 點(diǎn)擊 Apply 應(yīng)用。 對(duì)象更新基于新三角片數(shù)量。注意更新后三角片邊的顯示。較低曲率的區(qū)域有較大 的三角片而較高曲率的區(qū)域有較小的三角片來(lái)保持曲率。 簡(jiǎn)化多邊形前 簡(jiǎn)化多邊形后 e. 點(diǎn)擊 OK 確定。 12 4. 在 Primitives Panel 基本體素 標(biāo)簽頁(yè)上取消選中 Edges 邊 選項(xiàng)，去除顯示三角片邊。 5. 用 CTRL+C

16、取消選中當(dāng)前的幾何形狀并用 CTRL+D 擬合模型顯示大小到視圖。 備份當(dāng)前文件 參考前面步驟備份當(dāng)前文件名為 car-003.wrp。 創(chuàng)建 NURBS 曲面 一旦已對(duì)多邊形模型編輯來(lái)修復(fù)好了任何不完美處和孔，那么可以進(jìn)入下個(gè)階段了。這就是 Shape Phase 形狀階段，在這個(gè)階段里你將在多邊形對(duì)象上創(chuàng)建 NURBS 曲面。 1. 進(jìn)入 Shape Phase 形狀階段 來(lái)開(kāi)始曲面擬合過(guò)程。 a. 點(diǎn)擊 Edit 編輯 > Phase 階段 > Shape Phase 形狀階段 或點(diǎn)擊 Shape Phase 形狀階段 圖標(biāo) 。 b. 點(diǎn)擊 OK 確定 進(jìn)入 Shape Ph

17、ase 形狀階段對(duì)話框。 這個(gè)將創(chuàng)建一個(gè)新的曲面片(patch分布圖，曲面也將被擬合。 2. 用 Auto Surface 自動(dòng)曲面 來(lái)在多邊形對(duì)象上擬合一個(gè)曲面。 a. 點(diǎn)擊 Patches 曲面片 > Auto Surface 自動(dòng)擬合曲面 或點(diǎn)擊 Auto Surface 自動(dòng)曲面 圖標(biāo) 。 b. 移動(dòng) Surface Detail 曲面細(xì)節(jié) 滑桿到 Max 最大。 這個(gè)設(shè)置將決定在多邊形對(duì)象上最終曲面將包含的細(xì)節(jié)數(shù)量。(將使用控制 Grids 格 柵和 Control Points 控制點(diǎn)的數(shù)量。 c. 點(diǎn)擊 Apply 應(yīng)用。 這將開(kāi)始一個(gè)共 11 步的處理過(guò)程，在多邊形對(duì)象上擬合一個(gè)曲面。 d. 點(diǎn)擊 OK 確定來(lái)接受結(jié)果。 NURBS 曲面結(jié)果 13 輸出曲面 一旦你有一個(gè)曲面化的模型，你就可以把這個(gè)曲面數(shù)據(jù)輸入到你的 CAD 或 CAM 系統(tǒng)中。有