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ug曲面三維造型(編輯修改稿)

2025-08-31 10:12 本頁面

　

【文章內容簡介】物樣件表面的三維坐標信息。不同的數據采集方法為反求工程CAD 建模提供了不同的數據來源。在多數情況下,反求工程中表面數據具有數據量大且散亂等特點,被形象地稱為“點云”(Point Cloud) 。利用“點云”數據進行曲面的幾何模型構造,一般要求先知道曲面的邊界。對于散亂的測量數據,構造邊界曲線的方式很多,對于凸區域,散亂點的最小凸包是一種較好的邊界,但對于凹區域,最小凸包離區域數據的距離可能太遠,因而,不能算是最好的區域邊界描述。為此,工程上常采用單獨測量邊界線或與計算機交互的方式來定義曲面的邊界線。顯然,這些方法或者精度不高,或者比較費時,或者對操作者要求較高。因此,我們在研究復雜曲面反求工程CAD 建模時,可利用能量最小原理,構造出較為理想的凹區域邊界。該方法分兩步,第一步,構造初始邊界曲線,第二步,利用能量原理優化曲線,得到最終的邊界曲線。1 .初始邊界曲線初始邊界構造的目的是利用部分散亂點構造一條符合包圍條件的封閉曲線,即從散亂點中構造一條封閉曲線,使之能包所有的散亂點。由于在優化過程中,我們使用的是減點方法,因而,這里的點應盡可能多一些。假設所測曲面是一張單值曲面,則它在平面上的投影是不重疊的,將所有測量點投影到該平面上,形成一個二維圖1“點云”的網格分割點集，首先在該投影平面內,找到整個二維散亂點的最小包圍盒,用一定間隔矩形網格將該包圍盒剖分,該網格的網孔可按其是否擁有散亂點分為兩類: 一類為實孔,一類為空孔。實孔內包含散亂測量點,空孔內沒有散亂測量點。每個網孔有4 個相鄰的網孔(除網格邊界外) ,對于實孔,若它的4個相鄰網孔中至少一個為空孔時或者它的相鄰網孔少于4個時,認為它是邊界孔。邊界孔內包含曲面邊界。在曲面的邊界變化遠小于采樣點的密度時,總有合適的間隔大小使得曲面的所有邊界被邊界孔包圍。網格間隔的寬度應該遠大于采樣密度,同時又要遠小于曲面邊界輪廓的變化程度。這樣邊界網孔有3 種類型:有3個鄰接網孔為實孔,有兩個網孔為實孔,有一個鄰接網孔為實孔。定義網孔的邊界為孔邊,它也有兩種類型,一為實邊,一為空邊。實邊的兩側均為實孔,空邊只有一側為實孔。邊界網孔的類型相鄰邊界孔連接起來可形成多個封閉的環,每根環可看作一條邊界,稱網孔邊界。網孔邊界由邊界網第一次初始邊界孔組成,每個邊界網孔內包含了曲面的邊界線點,網孔邊界包含了所有邊界點。進一步的工作就是在網孔邊界內,連接出初始邊界曲線。它可通過在各個邊界網孔節點內分別連接邊界線來完成。網孔邊界僅僅是由網孔組成的邊界,它只是粗略地勾畫了二維投影點的輪廓的大體形狀,為此需進一步修正這一邊界使得初始邊界通過二維投影點,以便向三維映射,形成三維點集的邊界。邊界修正的目的是在網孔中用一些點的連線來代替該空邊

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