三維模型重建課件

第四章三維模型重建逆向工程技術(shù)及其應(yīng)用第四章三維模型重建逆向工程技術(shù)及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：（1）理解：逆向工程中三維模型重構(gòu)的過程和方法。（2）掌握：曲線擬合造型和曲面片直接擬合造型的方法和技巧。（7）理解：三維模型的質(zhì)量評價方法和曲線和曲面的光順評價和處理方法。教學(xué)目標(biāo)：第一節(jié)概論第二節(jié)曲線擬合造型第三節(jié)曲面片直接擬合造型第四節(jié)模型質(zhì)量評價第一節(jié)概論課前復(fù)習(xí)逆向工程中曲面重構(gòu)的特點、重構(gòu)過程及其重構(gòu)曲面的二種方法。逆向工程中基于曲線的擬合造型方法以及相應(yīng)的軟件。課前復(fù)習(xí)第四節(jié)曲面片直接擬合造型曲面片直接擬合造型是直接對測量數(shù)據(jù)點進行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過過渡、混合、連接形成最終的曲面模型。曲面直接擬合造型既可以處理有序點，也能處理點云數(shù)據(jù)（散亂點）.數(shù)字化設(shè)備采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與處理曲面片擬合曲面模型重建模型評價實體模型下游應(yīng)用圖4-4曲面片擬合造型第四節(jié)曲面片直接擬合造型曲面片直接擬合造型是直接對應(yīng)用這種三邊域曲面重構(gòu)方法的典型商用軟件是Geomagic軟件。該軟件可輕易地從掃描所得的點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。Geomagic軟件主要應(yīng)用于快速消費品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面。應(yīng)用這種三邊域曲面重構(gòu)方法的典型商用軟件是Geomagic該軟件具有多元化的功能，即能處理幾何曲面造型，又能處理以CT和MRI數(shù)據(jù)為代表的斷層界面數(shù)據(jù)造型，使軟件在醫(yī)療成像領(lǐng)域具有影響力。該軟件主要包括GeomagicQualify,GeomagicShape,GeomagicWrap,GeomagicDecimate,GeomagicCapture等五個模塊。三維模型重建課件輸出匹配的文件格式(IGS、STL等)。自動將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形快速減少多邊形數(shù)目(Decimate)曲面分析(公差分析等)把多邊形轉(zhuǎn)換為曲面主要功能包括：輸出匹配的自動將點云快速減少曲面分析把多邊形主要功能包括：GeomagicStudio軟件工作流程如下圖所示：GeomagicStudio軟件工作流程如下圖所示：三維模型重建課件三維模型重建課件應(yīng)用四邊域曲面重構(gòu)方法的Imageware軟件在點云數(shù)據(jù)處理、曲線構(gòu)建和曲面構(gòu)建方面有很強的優(yōu)勢，能快速重構(gòu)高品質(zhì)的曲面；在曲面的實時檢測與分析中，可以提供多樣的比較圖示，方便技術(shù)人員及時準(zhǔn)確的把握曲面特征，并進行適當(dāng)?shù)匦薷?；將Imageware軟件和UG軟件過渡面的生成和實體生成方面的功能結(jié)合運用在汽車、航空、航天、家電、模具、計算機零部件等多個領(lǐng)域，將達到高效、快捷的目的，大大提高生產(chǎn)效率。曲面重構(gòu)方法的比較：應(yīng)用四邊域曲面重構(gòu)方法的Imageware軟件曲面重構(gòu)方法的應(yīng)用三邊域曲面重構(gòu)方法的GeomagicStudio軟件主要是采用基于三角域曲面重構(gòu)法，然后再通過曲面轉(zhuǎn)換模塊來完成。樣品經(jīng)過點云數(shù)據(jù)的獲取、點云預(yù)處理等操作，然后就進行曲面重構(gòu)。優(yōu)勢在于其強大的點云處理能力和快速構(gòu)面功能，能很大地提高經(jīng)濟效益，將其與UG強大的實體功能的結(jié)合將結(jié)合在一起，應(yīng)用在快速消費品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面，將收到意想不到的效果，節(jié)省很多生產(chǎn)的時間成本。應(yīng)用三邊域曲面重構(gòu)方法的GeomagicStudio軟件第四節(jié)模型質(zhì)量評價重構(gòu)的CAD模型能否表現(xiàn)產(chǎn)品實物？兩者之間的誤差有多大？由逆向工程中重構(gòu)得到的模型和實物樣件的誤差到底有多大?所建立的模型是否可以接受?

比較實物模型與CAD模型的差異通過比較點云數(shù)據(jù)模型和CAD模型的差異,評價模型精度對曲面光順性能質(zhì)量進行評價.第四節(jié)模型質(zhì)量評價重構(gòu)的CAD模型能否表現(xiàn)產(chǎn)品實根據(jù)模型制造的零件是否與數(shù)學(xué)模型相吻合。檢驗制造產(chǎn)品與CAD模型的差異基于重構(gòu)的CAD模型，首先對產(chǎn)品進行數(shù)字化，然后將數(shù)據(jù)點和模型對齊后，通過計算點到模型的距離來比較差異。一般通過專用的逆向軟件的自帶功能實現(xiàn)。根據(jù)模型制造的零件是否與數(shù)學(xué)模型相吻合。曲線評價：曲線光順評價

曲率梳曲線光順處理

曲線評價：曲面評價：曲面光順評價反射線法高光線法等照度法焦點曲面法曲面光順處理曲面光順轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格線的光順性問題曲面評價：本章小結(jié)本章闡述了曲面造型在逆向工程的作用。介紹了曲線擬合造型和曲面片直接擬合造型兩種常用的曲面生成方法，并介紹了曲線、曲面的光順評價準(zhǔn)則和處理方式。在實踐中，進行模型重構(gòu)時選擇哪種造型方法取決于測量數(shù)據(jù)的類型和模型的幾何特征以及曲面的復(fù)雜性。本章小結(jié)本章闡述了曲面造型在逆向工程的作用。介紹了曲作業(yè)：做出曲面片擬合造型的過程圖。作業(yè)：第四章三維模型重建逆向工程技術(shù)及其應(yīng)用第四章三維模型重建逆向工程技術(shù)及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：（1）理解：逆向工程中三維模型重構(gòu)的過程和方法。（2）掌握：曲線擬合造型和曲面片直接擬合造型的方法和技巧。（7）理解：三維模型的質(zhì)量評價方法和曲線和曲面的光順評價和處理方法。教學(xué)目標(biāo)：第一節(jié)概論第二節(jié)曲線擬合造型第三節(jié)曲面片直接擬合造型第四節(jié)模型質(zhì)量評價第一節(jié)概論課前復(fù)習(xí)逆向工程中曲面重構(gòu)的特點、重構(gòu)過程及其重構(gòu)曲面的二種方法。逆向工程中基于曲線的擬合造型方法以及相應(yīng)的軟件。課前復(fù)習(xí)第四節(jié)曲面片直接擬合造型曲面片直接擬合造型是直接對測量數(shù)據(jù)點進行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過過渡、混合、連接形成最終的曲面模型。曲面直接擬合造型既可以處理有序點，也能處理點云數(shù)據(jù)（散亂點）.數(shù)字化設(shè)備采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與處理曲面片擬合曲面模型重建模型評價實體模型下游應(yīng)用圖4-4曲面片擬合造型第四節(jié)曲面片直接擬合造型曲面片直接擬合造型是直接對應(yīng)用這種三邊域曲面重構(gòu)方法的典型商用軟件是Geomagic軟件。該軟件可輕易地從掃描所得的點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。Geomagic軟件主要應(yīng)用于快速消費品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面。應(yīng)用這種三邊域曲面重構(gòu)方法的典型商用軟件是Geomagic該軟件具有多元化的功能，即能處理幾何曲面造型，又能處理以CT和MRI數(shù)據(jù)為代表的斷層界面數(shù)據(jù)造型，使軟件在醫(yī)療成像領(lǐng)域具有影響力。該軟件主要包括GeomagicQualify,GeomagicShape,GeomagicWrap,GeomagicDecimate,GeomagicCapture等五個模塊。三維模型重建課件輸出匹配的文件格式(IGS、STL等)。自動將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形快速減少多邊形數(shù)目(Decimate)曲面分析(公差分析等)把多邊形轉(zhuǎn)換為曲面主要功能包括：輸出匹配的自動將點云快速減少曲面分析把多邊形主要功能包括：GeomagicStudio軟件工作流程如下圖所示：GeomagicStudio軟件工作流程如下圖所示：三維模型重建課件三維模型重建課件應(yīng)用四邊域曲面重構(gòu)方法的Imageware軟件在點云數(shù)據(jù)處理、曲線構(gòu)建和曲面構(gòu)建方面有很強的優(yōu)勢，能快速重構(gòu)高品質(zhì)的曲面；在曲面的實時檢測與分析中，可以提供多樣的比較圖示，方便技術(shù)人員及時準(zhǔn)確的把握曲面特征，并進行適當(dāng)?shù)匦薷?；將Imageware軟件和UG軟件過渡面的生成和實體生成方面的功能結(jié)合運用在汽車、航空、航天、家電、模具、計算機零部件等多個領(lǐng)域，將達到高效、快捷的目的，大大提高生產(chǎn)效率。曲面重構(gòu)方法的比較：應(yīng)用四邊域曲面重構(gòu)方法的Imageware軟件曲面重構(gòu)方法的應(yīng)用三邊域曲面重構(gòu)方法的GeomagicStudio軟件主要是采用基于三角域曲面重構(gòu)法，然后再通過曲面轉(zhuǎn)換模塊來完成。樣品經(jīng)過點云數(shù)據(jù)的獲取、點云預(yù)處理等操作，然后就進行曲面重構(gòu)。優(yōu)勢在于其強大的點云處理能力和快速構(gòu)面功能，能很大地提高經(jīng)濟效益，將其與UG強大的實體功能的結(jié)合將結(jié)合在一起，應(yīng)用在快速消費品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面，將收到意想不到的效果，節(jié)省很多生產(chǎn)的時間成本。應(yīng)用三邊域曲面重構(gòu)方法的GeomagicStudio軟件第四節(jié)模型質(zhì)量評價重構(gòu)的CAD模型能否表現(xiàn)產(chǎn)品實物？兩者之間的誤差有多大？由逆向工程中重構(gòu)得到的模型和實物樣件的誤差到底有多大?所建立的模型是否可以接受?

比較實物模型與CAD模型的差異通過比較點云數(shù)據(jù)模型和CAD模型的差異,評價模型精度對曲面光順性能質(zhì)量進行評價.第四節(jié)模型質(zhì)量評價重構(gòu)的CAD模型能否表現(xiàn)產(chǎn)品實根據(jù)模型制造的零件是否與數(shù)學(xué)模型相吻合。檢驗制造產(chǎn)品與CAD模型的差異基于重構(gòu)的CAD模型，首先對產(chǎn)品進行數(shù)字化，然后將數(shù)據(jù)點和模型對齊后，通過計算點到模型的距離來比較差異。一般通過專用的逆向軟件的自帶功能實現(xiàn)。根據(jù)模型制造的零件是否與數(shù)學(xué)模型相吻合。曲線評價：曲線光順評價

曲率梳曲線光順處理

曲線評價：曲面評價：曲面光順評價反射線法高光線法等照度法焦點曲面法曲面光順