Geomagic講義整理講課稿

1、PAGE 120PAGE 121Geomagic Qualify 7 Complete InspectionRaindrop Geomagic, Inc. PAGE 30Geomagic studio講義目錄逆向工程概述Geomagic studio軟件及流程簡(jiǎn)介Studio 入門(mén)學(xué)習(xí)涵蓋各個(gè)階段處理技術(shù)甲殼蟲(chóng)車(chē)的逆向工程點(diǎn)階段點(diǎn)云編輯點(diǎn)云數(shù)據(jù)注冊(cè)&合并多邊形基本編輯命令多邊形高級(jí)階段基本曲面創(chuàng)建（探測(cè)曲率）1基本曲面創(chuàng)建（探測(cè)曲率）2高級(jí)曲面編輯探測(cè)輪廓線(xiàn)的曲面處理Fashion基礎(chǔ)階段創(chuàng)建3D 特征一、逆向工程概述1.1 逆向工程定義 逆向工程（Reverse Engineering，RE

2、）也稱(chēng)反求工程，它是相對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言。是從一個(gè)存在的零件或原型入手，首先對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化處理，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、曲面重建、構(gòu)造CAD模型等，最后制造出產(chǎn)品的過(guò)程。逆向工程技術(shù)能快速建立新產(chǎn)品的數(shù)據(jù)化模型，大大縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，提高企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。仿制，改制產(chǎn)品二維圖樣，技術(shù)文檔CAD模型重構(gòu)采集、處理采集仿制、改制產(chǎn)品制作系統(tǒng)CAM快速原型RP實(shí)物或模型模具產(chǎn)品樣件新產(chǎn)品PDM系統(tǒng)圖1.1 逆向工程流程圖1.2 逆向工程與正向工程的區(qū)別傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般都是“從無(wú)到有”的過(guò)程，設(shè)計(jì)人員首先構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能以及大致的技術(shù)參數(shù)等，再利用CAD建立產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型，最終將模型轉(zhuǎn)入制

3、造流程，完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)制造周期，這樣的過(guò)程可稱(chēng)為“正向設(shè)計(jì)”。而逆向工程則是一個(gè)“從有到無(wú)”的過(guò)程，就是根據(jù)已有的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)字模型。其各自的流程如下圖所示：檢查產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)圖紙CAD模型制造不滿(mǎn)意最終產(chǎn)品圖1.2傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品造型流程CAD模型已存在零件零件數(shù)字化檢查圖紙制造不滿(mǎn)意最終產(chǎn)品圖1.3逆向工程造型流程1.3 逆向工程的應(yīng)用逆向工程已成為當(dāng)今CAD/CAM領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)之一。它在機(jī)械產(chǎn)品測(cè)量造型、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、根據(jù)切片數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)影像重建等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。在制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)逆向工程也有廣泛的應(yīng)用背景。在下列情形下，需要將實(shí)物模型轉(zhuǎn)換為CAD模型：

4、(1) 盡管計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)發(fā)展迅速，各種商業(yè)軟件的功能也日益強(qiáng)大，但目前還無(wú)法滿(mǎn)足一些復(fù)雜曲面零件的設(shè)計(jì)需要，還存在許多使用粘土或泡沫模型代替CAD設(shè)計(jì)的情況，最終需要運(yùn)用逆向工程將這些實(shí)物模型轉(zhuǎn)換為CAD模型。(2) 外形設(shè)計(jì)師傾向使用產(chǎn)品的比例模型，以便于產(chǎn)品外形的美學(xué)評(píng)價(jià)，最終可通過(guò)運(yùn)用逆向工程技術(shù)將這些比例模型用數(shù)學(xué)模型表達(dá)，通過(guò)比例運(yùn)算得到美觀(guān)的真實(shí)尺寸的CAD模型。(3) 由于各相關(guān)學(xué)科發(fā)展水平的限制，對(duì)零件的功能和性能分析，還不能完全由CAE來(lái)完成，往往需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定最終零件的形狀，如在模具制造中經(jīng)常需要通過(guò)試沖和修改模具型面方可得到最終符合要求的模具。若將最終

5、符合要求的模具測(cè)量并反求出其CAD模型，在再次制造該模具時(shí)就可運(yùn)用這一模型生成加工程序，就可大大減少修模量，提高模具生產(chǎn)效率，降低模具生產(chǎn)成本。(4) 目前在國(guó)內(nèi)，由于CAD/CAM技術(shù)運(yùn)用發(fā)展的不平衡，普遍存在這樣的情況：在模具制造中，制造者得到的原始資料為實(shí)物零件，這時(shí)為了能利用CAD/CAM技術(shù)來(lái)加工模具，必須首先將實(shí)物零件轉(zhuǎn)換為CAD模型，繼而在CAD模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)模具。(5) 藝術(shù)品、考古文物的復(fù)制。(6) 人體中的骨頭和關(guān)節(jié)等的復(fù)制、假肢制造。(7) 特種服裝、頭盔的制造要以使用者的身體為原始設(shè)計(jì)依據(jù)，此時(shí)，需首先建立人體的幾何模型。1.4 逆向工程關(guān)鍵技術(shù)介紹逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)包

6、括了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、CAD模型重構(gòu)等，最后應(yīng)用于下游CAD直接面向生產(chǎn)過(guò)程。（一）、數(shù)據(jù)采集技術(shù)（1）、接觸測(cè)量最初的三維數(shù)字化儀是探針式的，它一般由36個(gè)自由度的桿式機(jī)構(gòu)和末端的探針組成，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得到末端探針觸點(diǎn)的三坐標(biāo)信息，其技術(shù)已比較成熟。數(shù)據(jù)處理過(guò)程中采用了數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)和溫度補(bǔ)償技術(shù)，測(cè)量精度達(dá)到0.076 80.178 mm，測(cè)量速度可達(dá)到100點(diǎn)/S。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Coordinate Measuring Machine，CMM)也是廣泛采用的接觸式測(cè)量設(shè)備。在逆向工程應(yīng)用的初期，這種接觸探針式的三維數(shù)字化儀是數(shù)據(jù)采集的重要手段，具有測(cè)量精度高、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)

7、點(diǎn)。但一般接觸式測(cè)頭測(cè)量效率低，數(shù)據(jù)需進(jìn)行測(cè)頭半徑補(bǔ)償，而且由于測(cè)量力的存在，對(duì)一些軟質(zhì)表面或易損傷物體表面無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。接觸式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)a接觸式探頭發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)及電子系統(tǒng)己相當(dāng)成熟，具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性; b接觸式測(cè)量噪聲低、精度高且重復(fù)性好: c探頭是直接接觸工件表面工作的，與工件表面的反射特性、顏色及曲率關(guān)系不大，基本不受上述條件限制; d被測(cè)物體固定在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上，并配合測(cè)量軟件，可快速準(zhǔn)確地測(cè)出物體的基本幾何形狀，如面、圓、圓柱、圓錐、圓球等;接觸式測(cè)量的缺點(diǎn) a接觸式測(cè)量必須使用特殊的夾具，會(huì)導(dǎo)致較高的測(cè)量費(fèi)用，不同形狀的產(chǎn)品會(huì)要求不同的夾具，而使成本大幅度地增加

8、: b探頭是以逐點(diǎn)方式進(jìn)行測(cè)量的，所以測(cè)量速度較慢: c不當(dāng)?shù)牟僮魅菀讚p害工件某些重要部位的表面精度，也會(huì)使探頭損壞; d球形探頭很容易因?yàn)榻佑|力而造成磨耗，為維持一定的精度，需經(jīng)常校正探頭的直徑; e檢測(cè)一些內(nèi)部元件有先天的限制，如測(cè)量?jī)?nèi)圓直徑，觸發(fā)探頭的直徑必定要小于被測(cè)內(nèi)圓直徑; f對(duì)三維曲面的測(cè)量，因傳統(tǒng)接觸式觸發(fā)探頭是感應(yīng)元件，測(cè)得的數(shù)據(jù)是探頭的球心位置，要測(cè)得物體真實(shí)外形，則需要對(duì)探頭半徑進(jìn)行補(bǔ)償，因此，可能會(huì)導(dǎo)致誤差修正的問(wèn)題: g接觸探頭在測(cè)量時(shí)，探頭的力將使探頭尖端部分與被測(cè)件之間產(chǎn)生局部變形，而影響到測(cè)量值的實(shí)際度數(shù); h測(cè)量系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)存在靜態(tài)及動(dòng)態(tài)誤差; i由于探頭出

9、發(fā)機(jī)構(gòu)的慣性及時(shí)間延遲，使探頭產(chǎn)生超越現(xiàn)象，趨近速度會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差;（2）、非接觸測(cè)量非接觸式測(cè)量根據(jù)測(cè)量原理的不同，有光學(xué)測(cè)量法、工業(yè)CT測(cè)量法、核磁共振(MRI)測(cè)量法、超聲波測(cè)量法、電磁測(cè)量法、層析法等方式，較為成熟的是光學(xué)測(cè)量法。光學(xué)測(cè)量法又分為三角形法、結(jié)構(gòu)光法、激光干涉法、計(jì)算機(jī)視覺(jué)法等。其中結(jié)構(gòu)光法被認(rèn)為是目前對(duì)三維形狀進(jìn)行測(cè)量的最好方法之一。結(jié)構(gòu)光法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量范圍大、穩(wěn)定、速度快、成本低、設(shè)備攜帶方便、受環(huán)境影響小、易于操作，缺點(diǎn)是只能測(cè)量表面曲率變化不大的較平坦的物體，對(duì)于表面變化劇烈的物體，在陡峭處往往會(huì)發(fā)生相位突變，從而影響測(cè)量精度。同時(shí)，測(cè)量精度易受工件本身的表面

10、色澤、粗糙度的影響，為提高測(cè)量精度，需對(duì)被測(cè)量表面涂上“反差增強(qiáng)劑”或噴漆處理，以減小誤差。另外，還存在數(shù)據(jù)處理時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量量程較短等問(wèn)題。非接觸式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn) a 不必做探頭半徑補(bǔ)償，因?yàn)榧す夤恻c(diǎn)位置就是工件表面的位置; b 測(cè)量速度非常快，不必象接觸觸發(fā)探頭那樣逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量; c 軟工件、薄工件、不可接觸的高精密工件可直接測(cè)量。非接觸式測(cè)量的缺點(diǎn): a測(cè)量精度較差; b因非接觸式探頭大多數(shù)是接受工件表面的反射光或散射光，易受工件表面的反射條件的影響，如顏色、斜率等: c易受環(huán)境及雜散光影響，故噪聲較高; d非接觸式測(cè)量只做工件輪廓坐標(biāo)點(diǎn)的大量取樣，對(duì)邊線(xiàn)處理、凹孔處理以及不連續(xù)形狀的處理比較

11、困難; e使用CCD做探測(cè)器時(shí)，成像鏡頭的焦距會(huì)影響測(cè)量精度，因工件幾何外形變化大時(shí)成像會(huì)失焦，成像模糊:f工件表面的粗糙度會(huì)影響測(cè)量結(jié)果.表面數(shù)字化方法非接觸式接觸式光學(xué)式非光學(xué)式觸發(fā)式連續(xù)式三角形法激光干涉法層析法計(jì)算機(jī)視覺(jué) 法CT測(cè)量 法MRI測(cè)量法超聲波法結(jié)構(gòu)光法數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集設(shè)備Cimcore Infinite 7自由度關(guān)節(jié)臂Perceptron ScanWork V4i儀器側(cè)頭Perceptron V4i規(guī)格：規(guī)范：V4i安裝方式：6/7軸Romer手臂精度（2sigma）：0.024mm掃描速率：23040點(diǎn)/秒掃描頻率：30HZ掃描線(xiàn)密度：768點(diǎn)/線(xiàn)影響數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的關(guān)

12、鍵因素主要包括有：a 測(cè)量方法本身的精度；經(jīng)過(guò)大量的技術(shù)訓(xùn)練來(lái)掌握最佳的測(cè)量方法。b 儀器的精確校準(zhǔn)；隨時(shí)校準(zhǔn)設(shè)備來(lái)保證測(cè)繪精度。c 測(cè)量范圍的限制、阻擋；d 采集數(shù)據(jù)的局部缺少、被測(cè)物體表面的光潔度等。需要采用其他的顯影方式來(lái)幫助數(shù)據(jù)采集。由于這些因素，測(cè)量數(shù)據(jù)一般要經(jīng)過(guò)預(yù)處理后才能進(jìn)行曲面擬合和CAD 模型重建。（二）、數(shù)據(jù)處理技術(shù)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)在于：多視拼合、噪聲去除、數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化、數(shù)據(jù)補(bǔ)缺。(1)多視拼合無(wú)論是接觸式或非接觸式的測(cè)量方法，要完成樣件所有表面的數(shù)據(jù)采集，必須進(jìn)行多方位采集，數(shù)據(jù)處理時(shí)就涉及到了多視拼接技術(shù)，通常處理技術(shù)是：對(duì)從不同視角測(cè)量的樣件數(shù)據(jù)確定一個(gè)合適的坐標(biāo)變換方

13、法進(jìn)行拼接。將從各個(gè)視圖得到的點(diǎn)集合并到一個(gè)公共的坐標(biāo)系下，從而得到一個(gè)完整的模型。在樣件上貼固定球作為識(shí)別標(biāo)簽。根據(jù)每個(gè)視角觀(guān)察的三個(gè)或三個(gè)以上不共線(xiàn)的標(biāo)簽來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拼合。(2) 噪聲去除在測(cè)量過(guò)程中，由于環(huán)境變化和其他人為的因素，數(shù)據(jù)點(diǎn)不可避免的會(huì)存在噪聲，有必要對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行去噪濾波。數(shù)據(jù)濾波通常采用標(biāo)準(zhǔn)高斯、平均和中值濾波方法。a.對(duì)于規(guī)則的數(shù)據(jù)點(diǎn)集，如激光掃描設(shè)備測(cè)量的單張數(shù)據(jù)呈點(diǎn)陣排列，采用濾波方法實(shí)現(xiàn)。b.對(duì)散亂的數(shù)據(jù)點(diǎn)集，如多視拼合后的點(diǎn)云，就必須先建立數(shù)據(jù)點(diǎn)間的鄰接關(guān)系。各種濾波方法都是解決消除噪聲點(diǎn)而又保證零件的棱、角等特征不被光滑的問(wèn)題。(3) 數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)的密度很

14、高時(shí)，如光學(xué)掃描設(shè)備常采集到幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)甚至更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，存在大量的冗余數(shù)據(jù),嚴(yán)重影響后續(xù)算法的效率，因此需要按一定要求減少測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量。不同類(lèi)型的點(diǎn)云可采用不同的簡(jiǎn)化方法，對(duì)規(guī)則點(diǎn)云處理技術(shù)采取等間距均勻簡(jiǎn)化、倍率簡(jiǎn)化、等量簡(jiǎn)化、弦偏差簡(jiǎn)化等方法。(4)數(shù)據(jù)補(bǔ)缺由于被測(cè)實(shí)物本身的幾何拓?fù)湓蚧蛘呤鞘艿狡渌矬w的阻擋，會(huì)存在部分表面無(wú)法測(cè)量、采集的數(shù)字化模型存在數(shù)據(jù)缺損的現(xiàn)象，因而需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)缺。深孔類(lèi)零件就無(wú)法測(cè)全；在測(cè)量過(guò)程中，常需要一定的支撐或夾具，模型與夾具接觸的部分，就無(wú)法獲得真實(shí)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；用于數(shù)據(jù)拼合的固定球和標(biāo)簽處的數(shù)據(jù)也無(wú)法測(cè)量，需要采用數(shù)據(jù)補(bǔ)缺技術(shù)：a.利用周?chē)c(diǎn)的信

15、息插值出缺損處的坐標(biāo)，找到數(shù)據(jù)點(diǎn)間有一定的拓?fù)潢P(guān)系。b.對(duì)三角化后的網(wǎng)格模型進(jìn)行補(bǔ)缺，對(duì)三角網(wǎng)格模型中接近于平面多邊形的孔洞進(jìn)行修復(fù).c.通過(guò)截平面族與孔洞周?chē)W(wǎng)格模型的相交和 B 樣條曲面插值，解決修復(fù)部分與整體曲面的光滑連接問(wèn)題。d.用擴(kuò)散法在等值面上插入新的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)三角網(wǎng)格模型的復(fù)雜孔洞邊界的數(shù)據(jù)補(bǔ)缺。數(shù)據(jù)處理軟件介紹目前在國(guó)際市場(chǎng)上出現(xiàn)了多個(gè)與逆向工程相關(guān)的軟件系統(tǒng)，主要有：SDRC公司的Imageware Surfacer, Raindrop Geomagic公司的Geomagic、英國(guó)DelCAM公司產(chǎn)品CopyCAD、英國(guó)MDTV公司的STRIM and Surface Rec

16、onstruction、英國(guó)Renishaw公司的TRACE，在一些流行的CAD/CAM集成系統(tǒng)中也開(kāi)始集成了類(lèi)似模塊，如Lnigrahics中的Form Feature和Point Cloud功能、Pro/Engineering中的Pro/SCANTOOLS功能、Cimatron9. 0中的Reverse Engineering功能模塊等。二、逆向工程軟件Geomagic Studio軟件及流程簡(jiǎn)介Geomagic Studio是美國(guó)Raindrop Geomagic(雨滴)軟件公司推出的逆向工程軟件。該軟件是目前市面上對(duì)點(diǎn)云處理及三維曲面構(gòu)建功能最強(qiáng)大的軟件，從點(diǎn)云處理到三維曲面重建的時(shí)間

17、通常只有同類(lèi)產(chǎn)品的三分之一。利用Geomagic Studio可輕易地從掃描所得的點(diǎn)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(dòng)轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。該軟件主要包括Geomagic Capture Geomagic Wrap, Geomagic Shape三個(gè)模塊。主要功能包括： (1)自動(dòng)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形(Polygons) (2)快速減少多邊形的數(shù)目(Decimate) (3)把多邊形轉(zhuǎn)換為NURBS曲面 (4)曲面分析(公差分析等) (5)輸出與CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES, STL, DXF等)。Geomagic Studio的工作流程見(jiàn)下圖。3D掃描點(diǎn)階段(P

18、oint phase)成形階段(Shape Phase)RP,可視化(Visualization )CAD/CAM/CAE多邊形階段(Polygon phase)掃描對(duì)齊(Scan Registration) 掃描整理(Scan Cleanup) 噪音減小(Noise Reduction ) 采樣(Sampling)目標(biāo)組合掃描(Combine Scans)光滑數(shù)據(jù)(Smooth Data) 基于曲率的孔添充(Curvature Hole Filing)多邊形編輯(Polygon Editing)邊界修補(bǔ)(Boundary Repair)特征構(gòu)建(Feature Creation)目標(biāo)光滑曲面

19、(Smooth Surface)整理邊界(Clean Boundaries)特征識(shí)別(Feature Detection)特征線(xiàn)選取(Feature Line Selection)邊界構(gòu)建(Boundary Construction)面片組織(Patch Organization)目標(biāo)規(guī)則化(Regular)形狀調(diào)整(Shape Appropriate)單一掃描工作流程無(wú)序點(diǎn)云 點(diǎn)云數(shù)據(jù) Geomagic Studio 點(diǎn)處理階段 手動(dòng)刪除 選擇不連貫的（刪除） 選擇局外的（刪除） 減少噪音 均勻樣本 封裝 表面 體積 輸出STL 補(bǔ)洞 祛除毛坯 祛除表面特征 挖空 表面光順處理 邊角調(diào)整 平

20、整 表面壓入 祛除多邊形 深度壓入 打開(kāi)復(fù)本 檢驗(yàn)交集 填充 成形階段 輸出IGES,SETP,VDA 自動(dòng)成形 多樣掃描工作流程無(wú)序點(diǎn)云 點(diǎn)云數(shù)據(jù) Geomagic Studio 點(diǎn)處理階段 手動(dòng)刪 選擇不連貫的（刪除） 選擇局外的（刪除） 減少噪音 手動(dòng)注冊(cè) 全局優(yōu)化 融合 合并點(diǎn) 降噪 均勻取樣 封裝 表面 體積 包絡(luò) 祛除毛坯 輸出STL 多邊形處理 挖空 補(bǔ)洞 邊角調(diào)整補(bǔ)缺 表面壓入 祛除表面特征 深度壓入 平整 祛除多邊 打開(kāi)復(fù)本 檢驗(yàn)交集 填充 形狀階段 自動(dòng)成形輸出IGES,SETP,VDA 三、studio入門(mén)學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉studio界面，學(xué)習(xí)旋轉(zhuǎn)、縮放和平移來(lái)改變視圖角度。

21、試著用各種可以獲得的選擇技巧。打開(kāi)現(xiàn)有文件打開(kāi)數(shù)據(jù)文件TR-S10-001.wrp。點(diǎn)擊文件打開(kāi)或點(diǎn)擊打開(kāi)圖標(biāo)。從激活的文件夾里選擇TR-S10-001.wrp，如果文件不在當(dāng)前文件夾，那么瀏覽到指定文件夾。打開(kāi)文件對(duì)話(huà)框是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的windows對(duì)話(huà)框。點(diǎn)擊打開(kāi)。文件被載入并顯示在視窗中。鼠標(biāo)指南通過(guò)使用鼠標(biāo)的旋轉(zhuǎn)命令來(lái)改變對(duì)象在視圖中的定位。通過(guò)使用鼠標(biāo)的平移命令來(lái)改變對(duì)象在視圖中的位置。通過(guò)使用縮放命令來(lái)改變對(duì)象在視圖中顯示的大小。當(dāng)一個(gè)激活對(duì)象在一個(gè)區(qū)域放大，旋轉(zhuǎn)質(zhì)心仍舊定義在對(duì)象的質(zhì)心上。你可以定義一個(gè)新的位置來(lái)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)縮放的時(shí)候，你不必只用鼠標(biāo)控制。你可以在視窗中指定一個(gè)區(qū)域來(lái)縮放。

22、為了恢復(fù)視窗，以便使激活的對(duì)象放在整個(gè)窗口中。為了激活的對(duì)象又繞著質(zhì)心旋轉(zhuǎn)，你需要重新設(shè)置旋轉(zhuǎn)中心。使用7個(gè)預(yù)定義的視圖。每個(gè)視圖呈現(xiàn)相對(duì)于全局坐標(biāo)軸的不同視角。選擇工具和刪除10著用可得到的各種選擇工具，在視窗右側(cè)（矩形工具、橢圓工具、線(xiàn)工具、畫(huà)筆工具、套索工具、定制區(qū)域模式）。11試著選擇和刪除一些幾何，矩形工具、橢圓工具、線(xiàn)工具、畫(huà)筆工具、套索工具、定制區(qū)域模式。12 點(diǎn)擊編輯撤銷(xiāo)來(lái)恢復(fù)你在上一步中刪除的多邊形。13點(diǎn)擊編輯選擇貫穿或點(diǎn)擊選擇通圖標(biāo)，并在臉上選擇一些多邊形。旋轉(zhuǎn)模型到頭的后面，可看到選擇貫通選項(xiàng)是如何加亮了在選擇邊界內(nèi)的所有多邊形，而不僅是在屏幕上可見(jiàn)的多邊形。14旋轉(zhuǎn)對(duì)

23、象以便你可以看到對(duì)象的底部。15點(diǎn)擊編輯背景模式或點(diǎn)擊背景模式圖標(biāo)。如果命令按鈕/圖標(biāo)是沉下去的，那么當(dāng)你做選擇的時(shí)候，會(huì)選擇對(duì)象的前面的和后面的多邊形。如果命令按鈕/圖標(biāo)沒(méi)沉下去，那么僅選擇那些正向可看到的對(duì)象。 關(guān)開(kāi)多邊形的藍(lán)色面是正面：黃色面是反面。16設(shè)置視圖到前視圖。17按ctrl+c（或編輯）清除所有）能快速清除所有被選擇的東西。18從選擇工具欄，選取定制區(qū)域模式圖標(biāo)，這個(gè)獨(dú)特的選擇工具允許你用一系列節(jié)點(diǎn)形成的一個(gè)封閉環(huán)來(lái)定義一個(gè)區(qū)域。 19如右圖所示選轉(zhuǎn)模型，如下左圖所示，點(diǎn)擊一些點(diǎn)。為了形成一個(gè)環(huán)，再次要點(diǎn)擊起始點(diǎn)或按空格鍵。20當(dāng)形成封閉環(huán)后，選中了所有的環(huán)內(nèi)被連接的三角形，

24、包括環(huán)內(nèi)用戶(hù)看不到的幾何，比如缺口和倒拔模等情況。這是個(gè)非常有用的命令，尤其在孔的周?chē)x擇劣質(zhì)數(shù)據(jù)。為了開(kāi)始選擇另一個(gè)環(huán)，你必須再次點(diǎn)擊圖標(biāo)切換到定制區(qū)域模式。因?yàn)檫@個(gè)，他不同于其他選擇工具。21按ctrl+c來(lái)清除選取。管理器面板顯示管理器22顯示管理器包含了有用的顯示選項(xiàng)，比如軸指示器。這是小的XYZ軸，出現(xiàn)在視窗的右下角，呈現(xiàn)了當(dāng)前全局軸的方位。23為了幫助眼睛觀(guān)察模型的覆蓋尺寸，你可以顯示背景格柵。 在背景格柵多選框內(nèi)打勾。視窗內(nèi)將顯示格柵。為了看到完整的背景格柵，你可能需要縮小。24循環(huán)查看各個(gè)預(yù)定義視圖。點(diǎn)擊每個(gè)預(yù)定義視圖圖標(biāo)。注意看各種視角是如何影響背景格柵的。如果等側(cè)視圖不能顯

25、示格柵，那么必須打開(kāi)選項(xiàng)下的兩面參數(shù)。25修改背景格柵的顯示參數(shù)。26關(guān)閉背景格柵。去掉背景格柵多選框里的勾，背景格柵就從視窗中去掉。27設(shè)置視圖到前視圖。 點(diǎn)擊視圖預(yù)定義視圖前視圖或在預(yù)定義視圖工具欄里點(diǎn)擊前視圖圖標(biāo)。管理器面板顯示管理器28縮小顯示對(duì)象到視圖內(nèi)部并改變視圖方向到等側(cè)視圖。a) 在顯示面板里的前平面多選框內(nèi)打勾。b) 點(diǎn)擊視圖預(yù)定義視圖等側(cè)視圖或選擇在預(yù)定義工具欄里的等側(cè)視圖。c) 調(diào)整深度值來(lái)改變以紅色顯示的前平面的位置。依靠平面移動(dòng)的方向，對(duì)象將被剪切（叢視圖隱藏）。這個(gè)命令對(duì)于查看封閉模型內(nèi)部是非常有用的。29改變前平面的剪切位置。a) 去掉前平面多選框的勾。b) 通過(guò)

26、在視窗內(nèi)旋轉(zhuǎn)對(duì)象，改變視圖位置。c) 在前平面多選框內(nèi)打勾。注意看平面是如何重新放置來(lái)平行于屏幕的。d) 調(diào)整深度值看結(jié)果。四、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 Ph

27、ase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，你將使用無(wú)序點(diǎn)數(shù)據(jù)。 打開(kāi)文件car.wrp。點(diǎn)擊File文件 Open打開(kāi)或點(diǎn)擊Open File打開(kāi)文件圖標(biāo)。從保存文件的目錄中選擇car.wrp。點(diǎn)擊Open打開(kāi)。模型被顯示在視圖區(qū)域。掃描對(duì)象在視圖區(qū)域查看數(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)。著色掃描對(duì)象便于理解對(duì)象的形狀。 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

28、且知道該對(duì)它做些什么。被著色的點(diǎn)數(shù)據(jù)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。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。拖動(dòng)視圖區(qū)域內(nèi)指針。注意對(duì)象將旋轉(zhuǎn)。用鼠標(biāo)滾輪或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。用ALT+鼠標(biāo)右鍵來(lái)平移視圖。近看著色點(diǎn)云重載視圖區(qū)域以致整個(gè)對(duì)象能被查看。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Fit Model to View將整個(gè)模型投影到視窗中 圖標(biāo) 來(lái)擬合對(duì)象視圖大小到目前視圖框中，也可以用CTRL+D來(lái)快速執(zhí)行這個(gè)功能。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

29、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)可以用選擇工具來(lái)手動(dòng)移除游離點(diǎn)，如用Rectangle Tool矩形工具，Ellipse Tool橢圓工具，Paintbrush Tool畫(huà)筆工具，或Lasso Tool套索工具。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)。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

30、們的被選中狀態(tài)。 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(guān)察選中了那些點(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。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)。點(diǎn)擊Edit編輯 Select選擇 Disconn

31、ected 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)。改變Separation分隔 從Medium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)。點(diǎn)擊OK確定。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。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)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)。改變Sensitivity敏感性 到85.0。這

32、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) 被高亮成紅色點(diǎn)擊OK確定。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。備份當(dāng)前文件在執(zhí)行下一步操作之前最好備份當(dāng)前文件。這將提供給你一個(gè)新的開(kāi)始點(diǎn)以致你不必重復(fù)前面的步驟如果你想在后面的步驟中嘗試其他的設(shè)置。備份當(dāng)前文件。點(diǎn)擊File文件 Save As另存為。瀏覽到你有寫(xiě)權(quán)限的文件夾中 C:temp。輸入一個(gè)新文件名 car-001.wrp。點(diǎn)擊Save保存。減少噪音點(diǎn)Reduce Noise通常地，在掃描過(guò)程中，噪音點(diǎn)被引入數(shù)據(jù)

33、里。在一個(gè)曲面對(duì)象中粗糙的、不均勻的表現(xiàn)就是噪音點(diǎn)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生的原因有如下幾種，掃描設(shè)備的輕微震動(dòng)，不精確的掃描校準(zhǔn)，或被掃描物體表面準(zhǔn)備處理不好。為了減少這些噪音點(diǎn)，你將用一個(gè)叫Reduce Noise減少噪音的命令。 為了可視化掃描中噪音點(diǎn)的數(shù)量，你需要wrap封裝對(duì)象(創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格)，減少噪音命令已有一個(gè)預(yù)覽的新功能。點(diǎn)擊Points點(diǎn) Reduce Noise減少噪音 或點(diǎn)擊Reduce Noise減少噪音圖標(biāo) 。選中Free-form shapes自由格式形狀 選項(xiàng)。如果你的對(duì)象有棱邊或很小的特征，那么用其他的選項(xiàng)。移動(dòng)Smoothness Level平滑級(jí)別 滑桿到None無(wú)。這說(shuō)

34、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。勾中Preview預(yù)覽 選項(xiàng)。預(yù)覽框展開(kāi)顯示了更多設(shè)置。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。 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。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)果參看噪音減少后的預(yù)覽區(qū)域。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。調(diào)節(jié)

35、滑桿直到Max最大值，注意每一格都會(huì)改變結(jié)果。注意Max最大值 可能出現(xiàn)最好的結(jié)果，但是最好看看其他區(qū)域可能如果變化。一些特征可能被去除。最小設(shè)置最大設(shè)置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)Deviation Display顯示偏差可在一個(gè)色譜圖中動(dòng)態(tài)查看改變程度。勾中Display Deviation顯示偏差對(duì)話(huà)框。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。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。調(diào)節(jié)Smoothness Level平滑級(jí)別查看對(duì)對(duì)象的

36、影響。最小設(shè)置最大設(shè)置重復(fù)前面步驟直到你滿(mǎn)意地了解當(dāng)前對(duì)象狀態(tài)及知道是否需要減少噪音。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。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。在當(dāng)前對(duì)象上減少點(diǎn)數(shù)量。點(diǎn)擊Points點(diǎn) Uniform Sample統(tǒng)一采樣 或點(diǎn)擊Uniform Sample統(tǒng)一采樣 圖標(biāo) 。點(diǎn)擊Absolut

37、e絕對(duì) 選項(xiàng)。(缺省設(shè)置)定義Spacing間距 值為0.20 in。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)。點(diǎn)擊Apply應(yīng)用。采樣前采樣后點(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。 在點(diǎn)對(duì)象上創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格。點(diǎn)擊Points點(diǎn) Wrap封裝 或點(diǎn)擊Wrap封裝 圖標(biāo)。點(diǎn)擊Surface曲面 選項(xiàng)。(缺省設(shè)置)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。模型管理器里的多邊形對(duì)象多邊形對(duì)象填充孔

38、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) 孔填充后在多邊形對(duì)象上填充所有孔。 點(diǎn)擊Polygons多邊形 Fill Holes填充孔 或點(diǎn)擊Fill Holes填充孔圖標(biāo) 。點(diǎn)擊 Next下一步 按鈕來(lái)遍歷對(duì)象上所有的孔。在這個(gè)模型上有兩個(gè)孔，但是其中一個(gè)(1/2)是對(duì)象底部的大開(kāi)口。你將不填充這個(gè)孔。轉(zhuǎn)到第二個(gè)孔。點(diǎn)擊Fill填充 圖標(biāo) 。點(diǎn)擊孔的紅色邊界?？走吔缈妆挥没谇?curvature-based)的方式填充，如果

39、你想以平面填充，那么在點(diǎn)擊孔邊界前，取消選中Curvature-Based Filling基于曲率的填充選項(xiàng)。然后點(diǎn)擊孔邊界。點(diǎn)擊OK確定來(lái)退出命令。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。用CTRL+D擬合對(duì)象顯示大小到視圖區(qū)域。用旋轉(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從選取的多邊形上去除壓痕。點(diǎn)擊Polygons多邊形 Defeature去除特征 或點(diǎn)擊Defea

40、ture去除特征 圖標(biāo)。去除特征前去除特征后取消選中所有已選中的多邊形。點(diǎn)擊Edit編輯 Clear All全部清楚 或按壓CTRL+C。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)用CTRL+D擬合對(duì)象顯示大小到視圖區(qū)域。用旋轉(zhuǎn)、縮放或平移等命令使視圖如下顯示。顯示車(chē)頂上的腫塊用Sandpaper砂紙 命令來(lái)擦除腫塊。點(diǎn)擊Polygons多邊形 Sandpaper砂紙 或點(diǎn)擊Sandpaper砂紙 圖標(biāo) 。選中Relax松弛 選項(xiàng)。(缺省設(shè)置)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

41、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。放置指針在需要光順的對(duì)象區(qū)域上。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 覆蓋圓框一旦你滿(mǎn)意你的打磨就點(diǎn)擊OK確定。簡(jiǎn)化多邊形Decimate 減少三角片數(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。用CTRL+D擬合對(duì)象顯示大小到視圖區(qū)域。 通過(guò)顯示三角片邊界來(lái)顯示當(dāng)前三角片結(jié)構(gòu)。選擇Primitives Pan

42、el基本體素 標(biāo)簽 。選中Edges邊 選項(xiàng)。沒(méi)有顯示邊顯示邊減少三角片的數(shù)量但保持對(duì)象的形狀。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) 。選中Shape Preservation形狀保持 選項(xiàng)。(缺省設(shè)置)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)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)化多邊形后點(diǎn)擊OK

43、確定。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。用CTRL+C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。進(jìn)入Shape Phase形狀階段 來(lái)開(kāi)始曲面擬合過(guò)程。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)。點(diǎn)擊OK確

44、定 進(jìn)入Shape Phase形狀階段對(duì)話(huà)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。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。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)。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。) 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。點(diǎn)擊OK確定來(lái)接受結(jié)果。NURBS曲面結(jié)果輸出

45、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。有很多格式可以支持，包括IGES，STEP，和VDA。全部格式列表，可以看Save As另存為對(duì)話(huà)框中羅列出的格式。輸出曲面為IGES文件。放置指針到Model Manager模型管理器中的shape形狀對(duì)象。模型管理器點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵。彈出一個(gè)菜單。選擇Save保存 (Save As另存為對(duì)話(huà)框出現(xiàn))。指定到一個(gè)你有寫(xiě)權(quán)限的文件夾中。輸入一個(gè)新名字car_surfaces。選擇文件保存類(lèi)型為 IGES 文件 (*.igs)。點(diǎn)擊Save保存。五、點(diǎn)云編輯目標(biāo)學(xué)習(xí)編輯點(diǎn)云。通過(guò)降低由掃描儀引起的噪音來(lái)改進(jìn)數(shù)據(jù)。在保

46、留幾何形狀的同時(shí)，用各種取樣命令來(lái)降低點(diǎn)數(shù)。所要使用的命令點(diǎn)刪除編輯選擇select非連接項(xiàng)編輯選擇體外孤點(diǎn)點(diǎn)（points）減少噪音（reduce noise）點(diǎn)統(tǒng)一采樣點(diǎn)封裝打開(kāi)數(shù)據(jù)打開(kāi)TR-S10-002.wrp。點(diǎn)擊打開(kāi)文件或點(diǎn)擊打開(kāi)文件圖標(biāo)。若有必要，使用打開(kāi)文件對(duì)話(huà)框指向文件所在的文件夾。從打開(kāi)文件對(duì)話(huà)框中選擇需要打開(kāi)的文件。點(diǎn)擊打開(kāi)。文件被顯示在視窗中。為了快速旋轉(zhuǎn)模型，到屏幕左邊顯示面板上設(shè)置動(dòng)態(tài)顯示點(diǎn)的值為25%。這個(gè)意思是當(dāng)我們旋轉(zhuǎn)的時(shí)候只有25%的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，提高了刷新速度。點(diǎn)擊視圖預(yù)定義視圖俯視或點(diǎn)擊俯視圖圖標(biāo)。現(xiàn)在放大零件左側(cè)的可見(jiàn)點(diǎn)云。刪除體外孤點(diǎn)首先，你必須刪除零件

47、外部的離群點(diǎn)，稱(chēng)為體外孤點(diǎn)。它們通常容易辨別，因?yàn)檫@些點(diǎn)遠(yuǎn)離主點(diǎn)云并不以你想保留的任何幾何形狀出現(xiàn)。通常出現(xiàn)體外孤點(diǎn)是因?yàn)閿?shù)字轉(zhuǎn)換器，如激光掃描儀，不注意地掃描到背景物體，如桌面、墻、支撐結(jié)構(gòu)等。用套索工具來(lái)選擇這些體外孤點(diǎn)，如圖所示。如果你不小心選擇你不想刪除的點(diǎn)，按住ctrl并拖動(dòng)套索工具來(lái)取消選中。刪除選中（紅色）的點(diǎn)。 a) 點(diǎn)擊點(diǎn)刪除或點(diǎn)擊刪除圖標(biāo)來(lái)刪除被選中的點(diǎn)。被選中的點(diǎn)消失了。鍵盤(pán)上的delete鍵也可執(zhí)行相同的功能。擬合模型到視窗。點(diǎn)擊視圖擬合模型到視窗或點(diǎn)擊擬合模型到視窗圖標(biāo)。按ctrl+d 同樣可以擬合對(duì)象到視窗。刪除非連接項(xiàng)你也能讓軟件自動(dòng)探測(cè)所有孤立點(diǎn)，代替手動(dòng)刪除它

48、們。點(diǎn)擊編輯選擇非連接項(xiàng)（disconnected components）或點(diǎn)擊選擇非連接項(xiàng)圖標(biāo)。這個(gè)命令選擇的是那些偏離主點(diǎn)云的點(diǎn)束。改變分隔下拉菜單到低。這表示點(diǎn)束距離主點(diǎn)云多遠(yuǎn)并被選中。設(shè)置大小值為5.0。這決定了多大點(diǎn)束能被選中。因此，你要求軟件選擇的是那些數(shù)量是點(diǎn)云總數(shù)量的5%或更少，并低分離主點(diǎn)云的點(diǎn)束。10刪除選中紅色的點(diǎn)。點(diǎn)擊點(diǎn)刪除，或點(diǎn)擊刪除圖標(biāo)。11 恢復(fù)對(duì)象到前一步。點(diǎn)擊編輯撤銷(xiāo)，或按ctrl+z。這將恢復(fù)所有在上一步刪除的點(diǎn)。減少噪音12 取消選中所有選擇的點(diǎn)。用編輯全部不選，或者點(diǎn)擊ctrl+c來(lái)清除已經(jīng)選中的點(diǎn)。13下面是對(duì)掃描噪音點(diǎn)的簡(jiǎn)短解釋?zhuān)涸趻呙杌驍?shù)字化過(guò)程中

49、，噪音點(diǎn)經(jīng)常地被引入到數(shù)據(jù)中。在曲面模型上粗燥的、非均勻的外表被看成是“噪音數(shù)據(jù)”，原因可能是掃描設(shè)備的輕微震動(dòng)、掃描儀測(cè)量直徑誤差或較差的實(shí)物表面。減少噪音（reduce noise）命令有助于減少在掃描中的噪音點(diǎn)到最少，因而更好地表現(xiàn)真實(shí)的物體形狀。下面圖片是一個(gè)典型的多變形模型在減少噪音前后的情況。降噪前降噪后14 在點(diǎn)對(duì)象中減少噪音。 a) 點(diǎn)擊點(diǎn)減少噪音（reduce noise）或點(diǎn)擊減少噪音圖標(biāo)。 b) 選擇自由格式形狀單選框（如果你有尖邊或小細(xì)節(jié)要保留的話(huà)，請(qǐng)使用一種菱柱形）。 c) 如下設(shè)置平滑級(jí)別為最大。 d) 設(shè)置偏差限制值為0.1mm。這限制了數(shù)據(jù)點(diǎn)在平滑過(guò)程中的移動(dòng)距

50、離。15定義如何處理體外孤點(diǎn)。選取選擇或刪除任何超出指定移動(dòng)限制的點(diǎn)。a) 在體外孤點(diǎn)多選框內(nèi)打勾。這部分將被擴(kuò)展。b) 設(shè)置閥值為0.1mm。c) 選取選擇單選框。d) 在包括孤立點(diǎn)多選框內(nèi)打勾。將自動(dòng)找著和選中那些孤立于主點(diǎn)云的非連接項(xiàng)和體外孤點(diǎn)。e)點(diǎn)擊應(yīng)用來(lái)開(kāi)始計(jì)算。 平衡由掃描儀引起的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個(gè)較為光滑的面。在對(duì)話(huà)框底部統(tǒng)計(jì)表里列出了平均距離和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 減少噪音在較大的數(shù)集上執(zhí)行最好（在任何采樣前）。16看到一些點(diǎn)是紅色的或被加亮的。這些點(diǎn)就是局外點(diǎn)（遠(yuǎn)離主點(diǎn)云的點(diǎn)或載平滑過(guò)程中移動(dòng)超過(guò)0.1mm的點(diǎn)）。假定這些點(diǎn)是由可能不正確的表面覆蓋或未校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器引起的錯(cuò)誤點(diǎn)，這

51、是保險(xiǎn)的。事實(shí)上，你甚至可以看到在左圖上面的一些點(diǎn)是線(xiàn)形的。這是對(duì)激光掃描儀測(cè)量臂的一次嚴(yán)重的撞擊而收集到的點(diǎn)?？赡茉趻呙柚幸苿?dòng)了支撐桌。無(wú)論如何，減少噪音命令幫助識(shí)別和糾正這些缺陷。局外點(diǎn)顯示采樣前要去除的局外點(diǎn)1718改變體外孤點(diǎn)-選擇單選框到體外孤點(diǎn)-刪除單選框。這將會(huì)自動(dòng)刪除所有差的點(diǎn)。然后整個(gè)模型將會(huì)用紅色加亮。19在顯示偏差多選框里打勾。你將看到一個(gè)色譜在屏幕上出現(xiàn)，并且在相對(duì)于它們最初位置的偏移基礎(chǔ)上，點(diǎn)將被附上一種顏色。這有助于體現(xiàn)點(diǎn)的移動(dòng)和被移動(dòng)了多少。20為了在你的最后結(jié)果上采取更好的辦法，或看你是否應(yīng)用了足夠的噪音減少，在預(yù)覽多選框上打勾。這部分被擴(kuò)展，并允許你在物體上選

52、擇區(qū)域來(lái)預(yù)覽。21為了看到物體在當(dāng)前平滑級(jí)別和取樣應(yīng)用時(shí)是怎樣的，去掉取樣多選框內(nèi)的勾。22在物體上選擇一個(gè)位置來(lái)預(yù)覽。顯示了用預(yù)覽點(diǎn)數(shù)定義的區(qū)域。23為了看到區(qū)域是怎樣應(yīng)用了一定數(shù)量的取樣，那么在取樣多選框里打勾并設(shè)值為0.01mm。然后在這個(gè)過(guò)程的后面你能用這個(gè)值來(lái)執(zhí)行統(tǒng)一采樣。24去掉預(yù)覽多選框里的勾，來(lái)關(guān)閉預(yù)覽。25點(diǎn)擊確定來(lái)結(jié)束減少噪音的對(duì)話(huà)框。盡管看起來(lái)是很困難的，因?yàn)闆](méi)有面，數(shù)據(jù)已經(jīng)被輕微地光滑過(guò)來(lái)糾正一些掃描系統(tǒng)的誤差。同時(shí)，你檢測(cè)和刪除的一些在掃描過(guò)程中介入的局外點(diǎn)，將導(dǎo)致一個(gè)粗劣的面。有一點(diǎn)應(yīng)該注意減少噪音不總是要求的。它依賴(lài)于使用的掃描儀和在數(shù)據(jù)中有多少噪音出現(xiàn)。統(tǒng)一采樣

53、26點(diǎn)擊點(diǎn)統(tǒng)一采樣或點(diǎn)擊統(tǒng)一采樣圖標(biāo)來(lái)減少點(diǎn)數(shù)，在保持一個(gè)精確零件外表的基礎(chǔ)上。27在這個(gè)對(duì)話(huà)框，你能用三種方法定義間距： 絕對(duì)-通過(guò)設(shè)置一個(gè)絕對(duì)的（或平均的）間距。（備注：你能使用缺省值） 通過(guò)選擇定義間距選兩個(gè)點(diǎn)來(lái)設(shè)置間距。 由目標(biāo)定義間距通過(guò)定義一個(gè)你想要的點(diǎn)的目標(biāo)數(shù)量。 對(duì)于這個(gè)練習(xí)，你將選中由目標(biāo)定義間距單選框并設(shè)置點(diǎn)值為250000。28在優(yōu)先下設(shè)置曲率優(yōu)先到最大值，這意味著軟件將在曲面變化大的區(qū)域盡量保持更多的點(diǎn)，那兒需要更多的細(xì)節(jié)，比如半徑或拐角處。29在保持邊界多選框里打勾來(lái)保留沿邊界的點(diǎn)。30點(diǎn)擊應(yīng)用。開(kāi)始采樣計(jì)算。一旦計(jì)算完成，你將有大約250，000個(gè)點(diǎn)，均勻地分布在零

54、件表面。點(diǎn)擊確定來(lái)完成這個(gè)命令。封裝-創(chuàng)建一個(gè)多變形的物體31點(diǎn)擊點(diǎn)封裝（wrap）或點(diǎn)擊封裝圖標(biāo)。32在封裝類(lèi)型下選擇曲面單選框。 對(duì)于多邊形稀疏的和非統(tǒng)一的點(diǎn)云。體積選項(xiàng)是有用的。然而，計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存使用會(huì)更多。建議用戶(hù)先試用更快和節(jié)省內(nèi)存的曲面選項(xiàng)。如果結(jié)果不滿(mǎn)意，在試用體積選項(xiàng)。33在高級(jí)選項(xiàng)多選框里打勾。這里，與前一個(gè)對(duì)話(huà)框里一樣，你能同時(shí)完成多個(gè)操作，包括統(tǒng)一采樣和減少噪音。既然你已經(jīng)完成了這兩個(gè)操作，你就沒(méi)有必要再作一遍。設(shè)置噪音的降低到無(wú)并去掉點(diǎn)間距多選框里的勾。34在目標(biāo)三角形多選框里打勾。這個(gè)設(shè)置不管你選擇執(zhí)行（速度快，低內(nèi)存使用）還是質(zhì)量（更好的三角形化結(jié)果）都是相當(dāng)重要

55、的。差別是： 執(zhí)行：為了優(yōu)化速度和內(nèi)存消耗，在多邊形化之前采樣合并的點(diǎn)云。 質(zhì)量：為了確保質(zhì)量的模型，整個(gè)點(diǎn)組先多邊形化，然后再減少目標(biāo)三角形的數(shù)量。35設(shè)置目標(biāo)三角形到150000并設(shè)置滑塊到中間。 在沒(méi)有任何之前或之后的處理情況下，只是為了簡(jiǎn)單地多邊形化所有點(diǎn)，要去掉在點(diǎn)間距和目標(biāo)三角形兩個(gè)多選框里的勾。這將僅封裝了所有的點(diǎn)。36點(diǎn)擊確定來(lái)開(kāi)始多邊形的處理。完成后，你的模型應(yīng)如下所示。如果想要的話(huà)，使用基本體素面板來(lái)顯示類(lèi)似孔和邊的這些東西。現(xiàn)在這個(gè)物體在多邊形階段，因此改變了主要的工具欄。只要你正在處理對(duì)象，具有右工具欄studio界面將總是呈現(xiàn)給你。六、點(diǎn)云數(shù)據(jù)注冊(cè)與合并目標(biāo)對(duì)于一個(gè)對(duì)

56、象的多個(gè)搭接的掃描數(shù)據(jù)，通過(guò)使用手動(dòng)注冊(cè)（manual registration）命令。重定義對(duì)齊，使用全局注冊(cè)（global registration）,并且合并單個(gè)掃描數(shù)據(jù)成一個(gè)單一的多邊形模型。所用的命令點(diǎn)刪除工具注冊(cè)手動(dòng)注冊(cè)工具注冊(cè)全局注冊(cè)點(diǎn)合并打開(kāi)數(shù)據(jù)打開(kāi)TR-S10-003a.wrp。這是個(gè)步槍上的子彈夾的掃描數(shù)據(jù)。這些特殊的掃描數(shù)據(jù)是用輸出有序數(shù)據(jù)的掃描儀做的，有許數(shù)據(jù)的意思是點(diǎn)云是按類(lèi)似網(wǎng)格狀分布的。Studio利用有序數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量，更快地著色和處理掃描數(shù)據(jù)。注冊(cè)前數(shù)據(jù)顯示從未對(duì)齊的掃描數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)單一的多邊形模型，這里我們來(lái)概述一下步驟。首先，你把掃描數(shù)據(jù)放在同一方位

57、來(lái)大致對(duì)齊。接下來(lái)，你執(zhí)行全局，基于公差的對(duì)齊來(lái)減少掃描數(shù)據(jù)間的偏差。最后，從每個(gè)掃描數(shù)據(jù)里收集最好的數(shù)據(jù)，合并成一個(gè)單一的多邊形模型。在屏幕左邊模型管理器上選擇對(duì)象時(shí)按ctrl鍵，來(lái)加亮全部（6個(gè)）掃描數(shù)據(jù)。 你也可以按alt+8（編輯選擇所有對(duì)象）來(lái)選擇模型樹(shù)上的所有對(duì)象。模型樹(shù)上的所有對(duì)象點(diǎn)擊視圖放大或點(diǎn)擊放大圖標(biāo)來(lái)放大其中一個(gè)掃描數(shù)據(jù)。你將看到掃描數(shù)據(jù)不是以點(diǎn)云出現(xiàn)的，而是叫cell單元的矩形實(shí)體。既然數(shù)據(jù)是有序的，著色作為矩形單元的網(wǎng)格點(diǎn)，而不是純粹的點(diǎn)，是簡(jiǎn)單的。這將使注冊(cè)和編輯更加容易。為了使用有序點(diǎn)云，你必須以一種在這一節(jié)開(kāi)頭列出的所支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型開(kāi)始。簡(jiǎn)單的ASCII 或XY

58、Z不承認(rèn)是有序數(shù)據(jù)。按ctrl+d來(lái)擬合模型到整個(gè)屏幕。改變顯示參數(shù)屏幕左邊的顯示面板上，有改變顯示點(diǎn)和多邊形的控制。在顯示%動(dòng)態(tài)單元下拉菜單中設(shè)置值為25%。這種設(shè)置對(duì)于巨大的數(shù)組是無(wú)價(jià)的。你可以選擇在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中僅顯示指定的百分比數(shù)據(jù)。在這個(gè)例子中，既然所有掃描數(shù)據(jù)合起來(lái)在600000個(gè)左右，你可以選擇在旋轉(zhuǎn)時(shí)僅著色25%，以便提高你工作的速度。在同一地方，你也可以選擇設(shè)置顯示%靜態(tài)單元，在下拉菜單中選擇一個(gè)值。這個(gè)設(shè)置控制了靜止或者當(dāng)對(duì)象不旋轉(zhuǎn)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)百分比。知道注冊(cè)和合并的所有計(jì)算使用的都是整個(gè)數(shù)據(jù)組，是很重要的，而與這個(gè)設(shè)置無(wú)關(guān)。對(duì)這個(gè)練習(xí)，保留顯示%靜態(tài)單元設(shè)置為100%，或者設(shè)

59、置為50%，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)組不是非常的大。在模型樹(shù)上仍選中了全部6個(gè)掃描數(shù)據(jù)情況，點(diǎn)擊點(diǎn)過(guò)濾點(diǎn)（filter points）。這個(gè)命令過(guò)濾了每個(gè)掃描數(shù)據(jù)，去掉一些數(shù)據(jù)，它們所在的面的法向矢量和掃描設(shè)備的坐標(biāo)系統(tǒng)中的Z軸之間的角度超出指定值。輸入75.0位角度值并按確定。只有用有序數(shù)據(jù)時(shí)，才有這個(gè)命令。10 在模型管理器面板，請(qǐng)選擇叫clip-upper2的掃描數(shù)據(jù)，為了隱藏所有其他掃描數(shù)據(jù)，按alt+1，這是視圖對(duì)象隱藏不活動(dòng)的項(xiàng)的熱鍵，現(xiàn)在應(yīng)該在屏幕上僅顯示了一個(gè)掃描數(shù)據(jù)。僅顯示了一個(gè)掃描數(shù)據(jù)11可看到有幾處小的孤點(diǎn)，或遠(yuǎn)離主點(diǎn)云的掃描部分。這是由數(shù)字轉(zhuǎn)換器不注意掃描了子彈夾的背面部分產(chǎn)生的。

60、刪除額外的掃描數(shù)據(jù)12 擊編輯選擇按面積來(lái)自動(dòng)探測(cè)和排除那些小的不理想的掃描部分。在對(duì)話(huà)框出現(xiàn)后，在百分比空格中輸入5.0。點(diǎn)擊應(yīng)用。幾個(gè)小部分將被選上。這個(gè)命令選中了那些包含小于掃描總面積的指定百分比的掃描塊。選中的體外孤點(diǎn) 被高亮成紅色13點(diǎn)擊確定來(lái)結(jié)束對(duì)話(huà)框。這些小部分仍是選中的。然后點(diǎn)擊點(diǎn)刪除或點(diǎn)擊刪除圖標(biāo)來(lái)刪除它們。這個(gè)命令也可以同時(shí)在所有掃描數(shù)據(jù)上運(yùn)行，通過(guò)選擇所有掃描數(shù)據(jù)，并重復(fù)上述步驟，可是對(duì)這些掃描數(shù)據(jù)是不必要的。14既然這些數(shù)據(jù)已經(jīng)被過(guò)濾和編輯，可以開(kāi)始對(duì)齊掃描數(shù)據(jù)了，為了對(duì)齊這6個(gè)掃描數(shù)據(jù)，首先保證它們?cè)谀Ｐ凸芾砥髅姘逯斜贿x上了。使用alt+8來(lái)選擇所有對(duì)象或點(diǎn)擊編輯選擇