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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物华中科技大学华中科技大学CAD中心中心王书亭王书亭Tel: 13971098480Email： 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本节主要内容本节主要内容 曲线生成及编辑方法曲线生成及编辑方法 曲面生成及编辑方法曲面生成及编辑方法 曲线曲面常用分析方法曲线曲面常用分析方法 其他曲面造型方法其他曲面造型方法反求工程反求工程细分曲面造型细分曲面造型基于物理的变形曲
2、面造型基于物理的变形曲面造型PDEPDE我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n n公式定义公式定义：直线、圆弧，ACIS 中的law等。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物ReferenceDefinitionYou can visualize the Start and End points of the Law.Capability to
3、 visualize the Y value according the abscise one.You can use GSD laws in combination with the Knowledgeware laws.Reuse these laws in Parallel curves or classic sweeps creation.Parallel curve using the law combination我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常
4、见曲线生成及编辑手段 n n基于控制点的曲线设计基于控制点的曲线设计 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n n型值点（最常见），反算控制点。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n曲面上的等参数线 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉
5、快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n曲面沿着给定方向偏距。曲面沿着给定方向偏距。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n曲线投影定义曲线投影定义 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n曲面上的平行线定义曲面上的平行线定义 我吓了
6、一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n 曲线光滑拼接。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n 曲线延伸 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 常见曲线生成及编辑手段常见曲线生成及编辑手段 n
7、 曲线拼合 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本节主要内容本节主要内容 曲线生成及编辑方法曲线生成及编辑方法 曲面生成及编辑方法曲面生成及编辑方法 曲线曲面常用分析方法曲线曲面常用分析方法 其他曲面造型方法其他曲面造型方法反求工程反求工程细分曲面造型细分曲面造型基于物理的变形曲面造型基于物理的变形曲面造型PDEPDE我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2 曲面生成及编辑方法曲面生成及编辑方法
8、1）拉伸扫描(Extrude) 2）回转扫描（Sweep） 15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3）放样（Loft） 测量点为型值点，生成轮廓曲线测量点为型值点，生成轮廓曲线 由轮廓曲线通过放样生成曲面由轮廓曲线通过放样生成曲面16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3）放样（Loft）17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我
9、的猜测没有错：表里边有一个活的生物4）封闭边界覆盖（cover） 5）等距 18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6）广义扫曲面 扫描（平动，截面垂直）19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7）过渡曲面 8) 曲面拼接A曲面B曲面A曲面B曲面20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9) 变换、复
10、制、镜像、阵列、插入、删除、参数修改 10) 曲面求交与裁剪21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物11) 其他方法（以CATIA软件为例）-swept surface22我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本节主要内容本节主要内容 曲线生成及编辑方法曲线生成及编辑方法 曲面生成及编辑方法曲面生成及编辑方法 曲线曲面常用分析方法曲线曲面常用分析方法 其他曲面造型方法其他曲面造型方法反求工程反求工程
11、细分曲面造型细分曲面造型基于物理的变形曲面造型基于物理的变形曲面造型PDEPDE我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1 1 曲线连续性分析曲线连续性分析24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2)2)曲面分析曲面分析a)a)曲率方向变化分析曲率方向变化分析b)b)断面曲率变化分析断面曲率变化分析25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实
12、我的猜测没有错：表里边有一个活的生物c)c)斑马条纹分析斑马条纹分析26我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本节主要内容本节主要内容 曲线生成及编辑方法曲线生成及编辑方法 曲面生成及编辑方法曲面生成及编辑方法 曲线曲面常用分析方法曲线曲面常用分析方法 其他曲面造型方法其他曲面造型方法触觉曲面造型触觉曲面造型细分曲面造型细分曲面造型基于物理的变形曲面造型基于物理的变形曲面造型反求工程反求工程PDEPDE我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，
13、证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 1 1）触觉曲面造型）触觉曲面造型28我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2） 基于物理的变形曲面基于物理的变形曲面l现有的CAD/CAM系统中的曲面造型方法建立在传统的CAGD 纯数学理论的基础之上，借助控制顶点和控制曲线来定义曲面，具有调整曲面局部形状的功能，但这种灵活性也给形状设计带来许多不便。l设计者在修改曲面时，往往要求面向形状的修改。通过间接的调整顶点、权因子和节点矢量进行形状修改既繁琐、耗时又不直观，难以既定性又定量地修改曲面的形状。l基于
14、物理模型的曲面造型方法为克服这些不足提供了一种手段。 29我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物30我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3） 细分曲面造型细分曲面造型l传统的曲面和实体造型系统的设计以曲面和实体的表示方法为中心，产品的设计方式与软件系统内部的表示密切相关，严重约束设计创造性。l飞机机身与机翼之间的复杂过渡曲面、船体的鼻首形曲面、飞机发动机的进气道以及各种复杂的裁剪曲面等；而这些具有多
15、约束的复杂曲面构造，单靠矩形域的曲面定义方法难以精确表示，传统的做法是借助于CAD系统的曲面的裁剪、拼接等几何编辑功能来实现这些曲面的建模，但该方法存在精度与几何连续性低等问题l基于任意拓扑结构的细分曲面是构造非规则域曲面的强有力工具，为这一问题的解决提供了新的方案31我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3） 细分曲面造型细分曲面造型32我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物l 在精致的轿车车身设计
16、或人脸类雕塑曲面的动画制作中，常先用油泥制模，再作三维型值点采样。l 在医学图象可视化中，也常用CT切片来得到人体脏器表面的三维数据点。l 从曲面上的部分采样信息来恢复原始曲面的几何模型，称为曲面重建。l 采样工具为激光测距扫描器、医学成像仪、接触探测数字转换器、雷达或地震勘探仪器等。l 根据重建曲面的形式，它可分为函数型曲面重建和离散型曲面重建。 4） 曲面测量造型曲面测量造型-反求工程关键反求工程关键33我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物Data scanregistrationMesh
17、reconstru.Surface reconstru.Surface beautification34我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n反求在工程中的应用源远流长，而提出这种术语并作为一门学问去研究，出现于上世纪60年代n日本在60年代初提出科技立国方针：一代引进、二代国产化、三代改进出口、四代占领国际市场 35我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 广义定义广义定义：针对消化吸收先进技术的
18、一系列分析方法和应用技术的组合。它是以先进产品设备的实物、软件（图纸、程序、技术文件等）或影像（图片、照片等）作为研究对象，应用现代设计理论方法、生产工程学、材料学和有关专业知识进行系统深入的分析和研究，探索其关键技术，进而开发出同类的先进产品。n 特点：设计反求（几何、材料）、工艺反求等 36我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 狭义定义：根据实物模型的坐标测量数据，构造实物的数字化模型（CAD模型），使得能利用CAD/CAM、RPM、PDM及CIMS等先进技术对其进行处理或管理。n 特征：
19、几何形状的反求 37我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 正向工程正向工程：是根据市场需求，提出目标和技术要求，进行功能设计，变为产品市场需求设计要求设计师的创造性活动产品n 反求工程反求工程：从已有产品有关信息，寻求这些信息的科学性、技术性、先进性、经济性、合理性、国产化的可能性等等，再回溯这些信息的科学依据，即充分消化与吸收，更重要的是在此基础上进行改进、挖潜和再创造已有产品消化、再创造市场竞争的新产品38我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我
20、也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 逆向工程在工程应用中，逆向工程在工程应用中，为产品开发提供了很好的技术支为产品开发提供了很好的技术支持，成为创新开发的重要途径之一持，成为创新开发的重要途径之一。在汽车设计中，特别在汽车设计中，特别是汽车外观造型改款设计，逆向工程发挥重要作用。反求是汽车外观造型改款设计，逆向工程发挥重要作用。反求工程主要包括以下作用：工程主要包括以下作用： 1）新零件设计，主要用于产品的改型、仿形设计及）新零件设计，主要用于产品的改型、仿形设计及创新开发；创新开发； 2）已有零部件测量及复制，再现原产品的设计意图及）已有零部件测量及复制，再现原产品的设计
21、意图及重构三维数字化模型；重构三维数字化模型； 3）受损零部件的还原，以便修复或重制；）受损零部件的还原，以便修复或重制； 4）产品的检测与加工误差分析。）产品的检测与加工误差分析。39我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 外形（空气动力学、美学等）要求较高的零部件的设计 ，先作黏土模型 ，再测量造型n 单件产品快速客户化定制生产 ，如头盔、假发套、服装 等n 医学领域 ，如耳模、假肢制造、牙齿镶复 n 十分复杂外形的物体，如动物、植物、玩具、艺术品，可用于动画制作 n 地理信息领域 ，地形地
22、貌数据测量重建 n 计算机辅助形状检测 40我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 外形数据获取 Data sensingn 数据预处理 Data pre-processingn 数据分块与曲面拟合 Data segmentation and surface reconstructionn CAD模型生成 CAD model creation 油泥模型油泥模型 测量点云数据测量点云数据 提取特征曲线提取特征曲线 曲面重构曲面重构 曲面模型曲面模型41我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么
23、把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 接触式测量 三坐标测量机（CMM Coordinate Measuring Machine） 机械手 n 非接触式测量 光学测量 声学测量 磁学测量 n 断层扫描测量42我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 传感器测量标定传感器测量标定透镜变形，非线性因素等的影响，存在系统传感误差n 不可测量性不可测量性阴影、障碍物，夹具多个视点测量，再进行多视拼合n 测量噪声测量噪声 被测物体表面特征的影响光洁度、
24、表面涂层对光线的反射率头发测量，粗糙表面的典型实例43我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n测量数据拼合测量数据拼合n测量数据平滑测量数据平滑n测量数据简化测量数据简化n测量数据修复测量数据修复44我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 复杂工件外形一次测量完成对完整工件的数字化往往很困难，需复杂工件外形一次测量完成对完整工件的数字化往往很困难，需要多视甚至多传感器测量拼合要多视甚至多传感器测量拼
25、合n 测量数据融合可通过测量软件或反求工程软件对齐测量数据融合可通过测量软件或反求工程软件对齐Minolta Vivid910Aero nozzle45我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 高斯滤波高斯滤波：指定域内的权重为高斯分布，平均效果较小，在滤波的同时能较好的保持原数据的形貌 DK = D * Gn 平均值滤波平均值滤波：采样点值取滤波窗口内各数据点的平均值 DA = (D1+D2+.Dk)/k n 中值滤波中值滤波：采样点的值取滤波窗口内各数据点的统计中值，消除数据毛刺的效果较好。典
26、型的低通滤波器。在图像处理中，就是指把以某点(x,y)为中心的小窗口内的所有像素的灰度按从大到小的顺序排列，将中间值作为(x,y)处的灰度值(若窗口中有偶数个像素，则取两个中间值的平均)。 46我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 测量数据尤其激光扫描数据密集，整个复杂型面测量数据量可达到G量级，严重影响反求效率，甚至影响曲面质量按数据点间的距离按数据点间的距离 指定数据点间的临界距离，两个测点间的距离指定数据点间的临界距离，两个测点间的距离小于临界距离，则删除其中的一个。小于临界距离，则删除
27、其中的一个。按给定的法向精度按给定的法向精度 根据删除一个点在曲面法向引起的误差大小作根据删除一个点在曲面法向引起的误差大小作为测点删除的依据。测点到最小二乘拟合曲面为测点删除的依据。测点到最小二乘拟合曲面的垂直距离作为删除该点引起的近似法向误差，的垂直距离作为删除该点引起的近似法向误差，若小于某一阈值，删除该点。曲率较小的地方若小于某一阈值，删除该点。曲率较小的地方分布较少点，曲率大或尖锐棱边保留较多的点。分布较少点，曲率大或尖锐棱边保留较多的点。 47我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 测
28、量数据尤其激光扫描数据密集，整个复杂型面测量数据量可达到G量级，严重影响反求效率，甚至影响曲面质量n 扫描线点云：最小距离、角度偏差、均匀采样、弦高差法n 网格点云（Edge extraction,QMD等）48我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由于测量仪器测量范围限制，以及工件复杂形状等原因导致测量数据残缺，需对残缺区域进行数据修复n 邻域网格延伸过渡n 特征约束变形n 异构传感器二次测量Probed points49我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界
29、里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 数据网格拓扑重建n 网格数据分割n 分片曲面重建50我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物逆向工程软件多采用，特征曲线重建，总体曲面通过造型方法及编辑方法构建而来。51我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n美国美国ImagewareImageware 公司产品公司产品Surfacer7.1Surfacer7.1n英国英国DelCAM
30、DelCAM公司产品公司产品 CopyCADCopyCADn英国英国MDTVMDTV公司的公司的STRIM andSTRIM and Surfac Reconstruction Surfac Reconstructionn英国英国RenishawRenishaw 公司的公司的TRACETRACEn在一些流行的在一些流行的CAD/CAMCAD/CAM集成系统中也开始集成了类似模块，如集成系统中也开始集成了类似模块，如UnigrahicsUnigrahics 中的中的PointCloudPointCloud功能、功能、Pro/EngineeringPro/Engineering中的中的Pro/SCANPro/SCAN功能、功能、Cimatron90Cimatron90中的中的ReverseReverse Engineering Engineering功能模块功能模块等。等。52我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 比较几个常用比较几个常用CAD系统（系统（UG, Catia, Pro/E等）的曲面造型功能等）的曲面造型功能 分析常用分析常用CAD系统的系统的RE功能模块功能模块53