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基于局部曲面重建的逆向工程系统模型的研究

字号+ 作者/录入:3d3d 来源:www.3d3d.cn 2006-01-29 [在线反馈] 我要评论

随着社会需求的多样化和短时性,将多样化的产品快速地推向市场,已成为制造商把握市场先机、求得生存的重要保障。目前,常用的四种快速原型方法有:光固化立体造型(Stereo Lithography,SLA);层片物体制造法(Laminated Object Manufacturing,LOM);选择性激光烧结(Selected Laser Sintering,SLS);熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling,FDM)。它们的共同特点是:产品信息均来自于CAD系统。此外,有的产品信息还可以通过另外两种方式得到:①根据市场需要的创新设计;②实物零件/几何模型。其中由实物零件/几何模型转换成CAD模型,并制造出产品的过程称之为,逆向(反求)工程(Reverse Engineering,RE)。

随着社会需求的多样化和短时性,将多样化的产品快速地推向市场,已成为制造商把握市场先机、求得生存的重要保障。目前,常用的四种快速原型方法有:光固化立体造型(Stereo Lithography,SLA);层片物体制造法(Laminated Object Manufacturing,LOM);选择性激光烧结(Selected Laser Sintering,SLS);熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling,FDM)。它们的共同特点是:产品信息均来自于CAD系统。此外,有的产品信息还可以通过另外两种方式得到:①根据市场需要的创新设计;②实物零件/几何模型。其中由实物零件/几何模型转换成CAD模型,并制造出产品的过程称之为,逆向(反求)工程(Reverse Engineering,RE)。ApN大湾区工业设计网

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逆向工程技术在实践中有广泛的应用前景。主要是由于不少产品外型复杂,如汽车(飞机)覆盖件、人造假肢、陶瓷产品、塑料制品、玻璃器皿、艺术雕塑品和各种复杂零件等,其曲面的设计表达或数学模型的建立都十分困难,现有的CAD系统尚难进行严格的几何描述。因此,如何将这些实物零件/几何模型经过数据测量和图形图象处理,实现模型重构和交互设计、修改,以便于快速成型投放市场,是逆向工程研究的关键。对此,本文在分析典型的逆向工程系统模型的基础上〔2〕?,结合体视化技术的最新成果〔3,4〕?,提出了一种基于局部曲面重建的逆向工程系统模型(简称局部逆向),可以根据现有产品的测量数据(体数据),直接显示三维图象和快速成型。同时,分析了基于光线追踪的体绘制(direct volume rendering)算法的原理和影响显示效率的因素〔5〕,提出了改善机械产品体绘制效率的新方法。ApN大湾区工业设计网

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体数据(volume data)是有限空间中对一种或多种物理属性的一组离散采样,当空间维数为3时,称为三维体数据,而体素(voxel)是组成体数据的最基本单位。因此,三维体数据是由大量体素组成的。由于体数据在计算机中的表示方法不同,将直接影响后续的体绘制算法等,为了保证图象显示精度,我们采用了结构数组的方式表示三维体数据(其他的方法还有多边形边表、八叉树等)。这种表示方式比较直观,体素的灰度值与结构数组的下标相对应。体素化的任务是把物体的连续几何描述转换成最接近该物体的体素表示形式的离散数据集。由于在转换过程中不可避免地造成信息丢失,因此在  文  /  佚名

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