目錄緒論 3項目1鼠標數(shù)據(jù)處理 41.1點對象處理的主要操作命令 51.2數(shù)據(jù)拼接 51.3封裝處理 6項目2凸臺參數(shù)化曲面建模 92.1多邊形處理 92.2參數(shù)曲面階段的主要操作命令 10項目3椅背曲面逆向建模 143.1精確曲面階段概述 143.2精確曲面階段的主要操作命令 143.2.1開始操作組 143.2.2“輪廓線”操作組 153.2.3“曲面片”操作組 163.2.4“格柵”操作組 173.2.5“曲面”操作組 18項目4綜合項目 194.1點云處理 194.1.1“修補”工具欄 194.1.2“采樣”工具欄 204.1.3“封裝工具”工具欄 204.2多邊形 214.2.1“修補”操作組 214.2.2“平滑”操作組 214.3參數(shù)曲面 224.3.1區(qū)域操作組 224.3.2連接操作組 22

緒論逆向工程技術目前已廣泛應用于產品的復制、仿制、改進及創(chuàng)新設計，是消化吸收先進技術和縮短產品設計開發(fā)周期的重要支撐手段?，F(xiàn)代逆向工程技術除廣泛應用于汽車、摩托車、模具、機械玩具、家電等傳統(tǒng)領域之外,在多媒體、動畫、醫(yī)學、文物與藝術品的仿制和破損零件的修復等方面也體現(xiàn)出一定的應用價值。

Geomagic

Studio具有強大的逆向建模功能,在我國已得到廣泛的應用。該軟件遵循點階段一多邊形階段一曲面階段的三階段作業(yè)流程，可以輕易地從點云創(chuàng)建出完美的多邊形模型和樣條四邊形網(wǎng)格，并轉換為NURBS曲面，建模效率非常高。同時還提供了多重3D輸出格式,方便與多種實體造型軟件接口交互。新增的曲線模塊和參數(shù)化功能可以通過定義曲線、曲面特征類型來捕獲物理原型的原始設計意圖，并與正向軟件結合進行參數(shù)化逆向建模與再設計，體現(xiàn)了逆向工程技術的發(fā)展趨勢。作者于2010年出版了國內第一本全面介紹Geomagic

Studio技術的實用性教材，此次根據(jù)軟件的最新版本(2014版)進行再版，也展示了近年來逆向工程技術的最新成果。

項目1鼠標數(shù)據(jù)處理1.1點對象處理的主要操作命令1.著色點：點云著色，是為了更加清晰、方便地觀察點云的形狀。如圖1-1所示圖1-13.選擇體外孤點：進行體外孤點的選擇和刪除一般重復兩道三次如圖1-2所示圖1-21.2數(shù)據(jù)拼接1.手動注冊點云：確定需要注冊的所有點云處于顯示狀態(tài)，選擇菜單欄中的對齊——手動注冊。點選完后點擊注冊器。如圖1-3所示圖1-32.全局注冊：選擇菜單欄的對齊——全局注冊。如圖1-4所示圖1-43.減少噪音：選擇菜單欄的減少噪音。如圖1-5所示圖1-51.3封裝處理1.在以上做完后點擊聯(lián)合點對象進行聯(lián)合，聯(lián)合完后點擊合并。如圖1-6所示圖1-62.填充孔：將其有孔的地方進行填充。在對其進行去除特征達到表面光滑完成任務。如圖1-7所示圖1-73.松弛多邊形：達到表面光順的效果如圖1-8所示圖1-84.網(wǎng)格醫(yī)生：軟件自動計算分析模型中的錯誤網(wǎng)格，如圖1-9所示圖1-9

項目2凸臺參數(shù)化曲面建模2.1多邊形處理1.首先在多邊形欄里選擇刪除釘狀物進行處理。如圖2-1所示圖2-12.刪除釘狀物處理完后再點擊簡化。如圖2-2圖2-23網(wǎng)格醫(yī)生：軟件自動計算分析模型中的錯誤網(wǎng)格，如圖2-3所示圖2-32.2參數(shù)曲面階段的主要操作命令1.探測區(qū)域：系統(tǒng)根據(jù)曲率敏感度等參數(shù)設置，在模型不同幾何形狀的區(qū)域之間生成紅色分隔符,并調整這些區(qū)域分隔符，然后在分隔符中抽取黃色輪廓線。如圖2-4所示圖2-4編輯輪廓線:對分隔符自動生成的輪廓線進行進一步修改,該命令的操作目標是得到能夠準確、完整地表達模型輪廓的線框。如圖2-5所示圖2-53.區(qū)域分類:定義所選區(qū)域的曲面類型。軟件可自動進行分類,也可將所選區(qū)域人為指定為平面、圓柱體、圓錐體等規(guī)則形狀或自由形態(tài)等非規(guī)則形狀。如圖2-6圖2-64.擬合曲面:模型區(qū)域劃分完成后，將所選區(qū)域擬合成一定類型的參數(shù)化曲面。如果擬合時出現(xiàn)錯誤我們選擇修復曲面，如果修復曲面也無法完成就在錯誤的地方重新編輯輪轂線再擬合直到成功。如圖2-7所示圖2-75.擬合連接：選擇兩片或兩片以上將要進行匹配的主曲面，系統(tǒng)可自動識別連接類型，在各主曲面之間生成參數(shù)化的連接曲面。如果在擬合時同樣出現(xiàn)了錯誤我們還是選用修復曲面，如果修復曲面也無法完成就在錯誤的地方重新編輯輪轂線再擬合直到成功。如圖2-8所示圖2-86.最后在沒有出現(xiàn)錯誤時及完成任務。如圖2-9所示圖2-9

項目三背曲面3.1精確曲面階段概述精確曲面是一組四邊曲面片的集合體，首先，根據(jù)模型表面的曲率變化，生成輪廓線，并對輪廓線進行編輯，通過劃分輪廓線，將模型整個表面劃分為多個獨立的曲面區(qū)域，然后對各個區(qū)域鋪設曲面片，使模型成為一個由較小的四邊形曲面片組合的組合體，然后將每個四邊形曲面片經格柵處理為指定分辨率的網(wǎng)格結構，最后將每個曲面片擬合成NURBS曲面，并進行曲面合并，得到最終的精確曲面，在相鄰曲面片之間是滿足全局G1的連續(xù)。3.2精確曲面階段的主要操作命令3.2.1開始操作組（1）“精確曲面”：將多邊形對象轉化到精確曲面階段，并激活其余操作模塊。如圖3-1所示：圖3-1精確曲面界面3.2.2“輪廓線”操作組（1）“探測輪廓線”：可進行探測輪廓線和探測曲率操作。在多邊形模型邊界放置紅色分隔符，允許調整這些區(qū)域分隔符，并在這些區(qū)域分隔符內放置黃色（可延長）或橘黃色（不可延長）的輪廓線。如圖3-2所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-2探測輪廓線（2）“編輯輪廓線”：可進行編輯輪廓線、編輯延伸、擬合輪廓線、重采輪廓線以及取消固定所有頂點操作。如圖3-3所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-3編輯輪廓線（3）“細分或延伸”：將橘黃色輪廓線進行進一步修改，該命令的操作目標是得到能夠準確、完整的表達模型輪廓線框。如圖3-4所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-4細分或延伸（3）“編輯延伸”：重新編輯輪廓線，使輪廓線更加完整。如圖3-5所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-5編輯延伸3.2.3“曲面片”操作組（1）“構造曲面片”：可進行構造曲面片和繪制曲面片布局圖兩種操作。如圖3-6所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-6構造曲面片（2）“移動面板”：整理面板內的曲面片，使之規(guī)則的排列，并可以使用曲面片填充空白面板。如圖3-7所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-7移動面板3.2.4“格柵”操作組（1）“構造格柵”：在多邊形模型的每個曲面片創(chuàng)造一個有序的U—V網(wǎng)格。如圖3-8所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-8構造格柵3.2.5“曲面”操作組（1）“擬合曲面”：在格柵網(wǎng)格的基礎上生成NURBS曲面。如圖3-9所示：（a）數(shù)據(jù)分析（b）顯示結果圖3-9擬合曲面

項目四綜合項目4.1點云處理4.1.1“修補”工具欄(1)“著色點”：點云著色是為了更加清晰、方便的觀察點云的形狀。如圖4-1所示：圖4-1著色點（2）“刪除”：從對象中刪除所有選擇的點。（3）“選擇體外孤點”：進行體外孤點的選擇和刪除，進行三次。如圖4-2所示：圖4-2去除體外孤點（4）“減少噪音”：減少在掃描過程中產生的噪音點數(shù)據(jù)，能更好的表現(xiàn)真實的物體形狀。如圖4-3所示：圖4-3減少噪音4.1.2“采樣”工具欄（1）“統(tǒng)一采樣”：按照指定距離的方式對點云數(shù)據(jù)進行采樣，是最常用的采樣方法，同時可以指定模型曲率的保持程度。如圖4-4所示：圖4-4統(tǒng)一采樣4.1.3“封裝工具”工具欄（1）“封裝”：將圍繞點云進行封裝計算，使點云數(shù)據(jù)轉換為多邊形模型。如圖4-5所示：圖4-5封裝（2）“填充孔”：填充單個孔，以便得到完整實物。如圖4-6所示：圖4-6填充孔4.2多邊形4.2.1“修補”操作組（1）“網(wǎng)格醫(yī)生”:自動檢測并修復多邊形網(wǎng)格內的缺陷。（2）“簡化”：減少三角形數(shù)目，但不影響曲面細節(jié)或顏色。如圖4-7所示：圖4-7簡化4.2.2“平滑”操作組（1）“去除釘狀物”：檢測并展平多邊形網(wǎng)格上的單點尖峰。（2）“去除特征”：去除明顯的特征。（3）“松弛”：最大限度減少單獨多邊形之間的角度，使得多邊形網(wǎng)格更加平滑，如圖4-8所示：圖4-8松弛4.3參數(shù)曲面4.3.1區(qū)域操作組（1）“探測區(qū)域”：系統(tǒng)根據(jù)曲率敏感等參數(shù)設置，在模型不同幾何形狀的區(qū)域間生成紅色的分隔符，并調整區(qū)域分隔符，然后在分隔符中抽取黃色輪廓線。如圖4-9所示圖4-9探測區(qū)域（2）“編輯輪廓線”：可進行編輯輪廓線，編輯延伸擬合輪廓線，重采樣輪廓線以及取消固定所有的頂點操作，如圖4-10所示圖4-10編輯輪廓線4.3.2連接操作組（1）“區(qū)域分類”：對曲面的類型進行定義，例如：圓柱、圓錐、球、旋轉、掃掠、自由曲面等。如圖4-11所示