【摘    要】介紹逆向工程最新技術動態(tài)和最新理論、結合軟件介紹該技術和理論的實行方法。

【關鍵詞】 曲面建模    點云    典型線條    造型設計

1 逆向工程

    當今逆向工程在產(chǎn)品工業(yè)設計過程中運用得愈加廣泛。逆向工程是一種從模型對象表面獲得的點數(shù)據(jù)出發(fā)，使我們能在計算機內(nèi)生成一個已存在模型實物的替代品的技術。事實上，許多設計者熱衷于手工地做出目標模型，目的是一方面將自己的概念設計以一個更真實的方式展現(xiàn)其外形；另一方面，為的是評估模型的實際尺寸能否實現(xiàn)所要求的性能。一旦其最終造型確定，為了產(chǎn)品設計過程和生產(chǎn)計劃的順利實現(xiàn)，有必要通過多種計算機輔助軟件（CAD、CAS、CAID)構造一個虛擬模型詮釋該模型。在整個過程中，一個重要的環(huán)節(jié)是從測量得到的點云數(shù)據(jù)重建曲面。通常，在一個點密集的數(shù)據(jù)里，很難找到創(chuàng)意師設計的造型特性，這會導致最終實現(xiàn)的產(chǎn)品和最初的設計模型造型的不一致性，有必要對所建立的曲面進行修復從而使誤差減到最小以得到最佳效果。很明顯，這些修復過程實際上是對設計工作的一種重復，蘊含著產(chǎn)品投放市場的相對滯后和相當大的成本增加。國外許多研究者在做這項工作。以意大利為例，許多先進企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)者如DEMO公司、IDEA公司等致力于開發(fā)一些輔助軟件工具以使CAD的操作者能夠快速地控制從點云數(shù)據(jù)出發(fā)到重建曲面的響應過程。所提及的控制是指如何有效地發(fā)現(xiàn)誤差。所應用的軟件有Pro/SURFACE和CDRS，這兩種PTC曲面設計軟件給設計者靈活控制曲面形狀提供了較大的自由度，能使設計者易于實現(xiàn)個性化的應用而獲得高質(zhì)量的曲面。

    產(chǎn)品造型的重要性絕不亞于產(chǎn)品功用，因為造型是最直觀具體的。工業(yè)領域市場的不斷發(fā)展推動著企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品。為獲得良好的商業(yè)效果，產(chǎn)品的外觀正變得越來越重要。設計者們通過對曲面構建技術的提高和相關材料的制約來提高產(chǎn)品外形質(zhì)量。對逆向工程而言，在產(chǎn)品設計和生產(chǎn)過程中如何實現(xiàn)和產(chǎn)品最初設計的造型一致顯得尤其重要。如今有許多CAS(Computer Aided Styling)和CAID(Computer Aided Industry Design)軟件，它們的目的是支持或擴展設計者的創(chuàng)造性，同時通過對產(chǎn)品虛擬模型的分析，允許設計者的設計概念能傳遞到那些與產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)有關的人員那里。這里的虛擬模型，我們不妨理解為產(chǎn)品在計算機里通過某種軟件展示的模型。實際上逆向工程是一個從已有產(chǎn)品模型出發(fā)定義幾何數(shù)據(jù)并通過這些數(shù)據(jù)在一個CAD環(huán)境下重建產(chǎn)品的數(shù)字化或參數(shù)化模型的過程。它的整個過程大體上通過兩種方法實現(xiàn)，可以用圖1來表示。