鼠標(biāo)逆向點(diǎn)云造型

鼠標(biāo)逆向點(diǎn)云造型逆向的學(xué)習(xí)資料并不多，特別案例學(xué)習(xí)教材可謂少之又少。一方面由于逆向工程是一門比較新的技術(shù)，相對傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)進(jìn)入中國市場比較晚，資料經(jīng)驗(yàn)沉淀積累不多；另一方面逆向設(shè)計(jì)是多解，同樣的原始點(diǎn)云資料，不同的設(shè)計(jì)者做出來的結(jié)果是不一樣的，甚至同一設(shè)計(jì)者前一次做跟后一次做結(jié)果都有差別，給編寫教材帶來了一些困難。本教程之目的是給大家提供一種思路、方法，希望能起到拋磚引玉。1、對齊點(diǎn)云對齊是逆向處理點(diǎn)云的第一步，把點(diǎn)云依我們所需的方位擺正，以方便后續(xù)的建模的操作。在此案例中鼠標(biāo)點(diǎn)云已擺正對齊。同時(shí)為了方便我們觀察產(chǎn)品的外形特征，我們可以對分散(Seatter)的點(diǎn)云進(jìn)行多邊形網(wǎng)格著色處理，即創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格(PolygonMesh)，如圖1

1、分析下產(chǎn)品的造型結(jié)構(gòu):根據(jù)先主面后次面原則，劃分出主曲面1和主曲面2。依設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想，我們推測：主曲面1與主曲面2在紫色中心線處有一共同的邊界（如圖2所示），且此邊界線為鼠標(biāo)分型線。同時(shí)我們可以推測比較理想的情況是：主曲面1與主曲面2在該邊界線處應(yīng)為相切連續(xù)。注：做逆向一定要有正向的設(shè)計(jì)思想，我們只有正確的捕捉設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖和正確的還原設(shè)計(jì)方法，才能把逆向做好?！罢蛟趺醋?，逆向就怎么做”、創(chuàng)建曲線架構(gòu)2.1創(chuàng)建主曲面1與主曲面2的共同邊界線即鼠標(biāo)分型線Curvel。依產(chǎn)品分型線特征，在YZ平面建立一3D曲線Spline1,圖3把Spline1沿X負(fù)方向投影至鼠標(biāo)點(diǎn)云MousePoint重新生產(chǎn)新點(diǎn)云PointCloud1(大概取50個(gè)點(diǎn))圖4，適當(dāng)去除雜點(diǎn)，以YZ平面鏡像PointCloud1生產(chǎn)新點(diǎn)云PointCloud2,圖5。合并PointCloud1和PointCloud2兩筆點(diǎn)云并安最近點(diǎn)排序，生產(chǎn)一新點(diǎn)云MergePointCloud1，圖6由點(diǎn)云MergePointCloud擬合均勻曲線,0rder=4,Span=14，創(chuàng)建分型線Curve1，圖7

2.2創(chuàng)建底部曲線2.2創(chuàng)建底部曲線Curve2、Curve3(1)在YZ平面建立一水平直線Linel,圖8(2)把Linel沿X負(fù)方向投影至鼠標(biāo)點(diǎn)云MousePoint重新生產(chǎn)新點(diǎn)云PointCloud3(大概取100個(gè)點(diǎn))，圖9,適當(dāng)去除雜點(diǎn)，以YZ平面鏡像PointCloud3生產(chǎn)新點(diǎn)云PointCloud4，圖10，■■"■IlfPoigft'Cioud4Poinj;r￡!teiid310合并PointCloud3和PointCloud4兩筆點(diǎn)云并安最近點(diǎn)排序，生產(chǎn)一新點(diǎn)云MergePointCloud2，圖11。

(3)分割點(diǎn)云MergePointCloud2成兩筆新點(diǎn)云MergePointCloud2T和MergePointCloud2-2（分割時(shí)注意保持左右的對稱性），圖12。由點(diǎn)云MergePointCloud2T和MergePointCloud2-2分別擬合曲線Curve2和Curve3,并調(diào)整匹配兩曲線邊界位置連續(xù)性，圖13。

2.3創(chuàng)建中部曲線Curve4以YZ平面“砍”鼠標(biāo)點(diǎn)云MousePoint,創(chuàng)建截面CrossSectionl，圖14截取截面CrossSection1上部分，并去除部分雜點(diǎn)，生成新點(diǎn)云SelectPoint1.圖15。（3）按最近點(diǎn)排序點(diǎn)云SelectPoint,擬合曲線Curve4,并通過適當(dāng)調(diào)整控制點(diǎn)方法以得到所需曲線外形，圖16。OK.至此曲線的架構(gòu)基本完成。對曲線間的端點(diǎn)處位置連續(xù)性處理，Imaweware提供了非常方便、快捷的解決手段，我們可以通過Imageware中Modify\Continuity\SnapCurvetoCurve進(jìn)行調(diào)整，圖17。、創(chuàng)建主曲面:3.1創(chuàng)建主曲面1。（1）我們目測分析主曲面1區(qū)域內(nèi)的鼠標(biāo)點(diǎn)云特征，圖18,

我們可以推測設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖：主曲面應(yīng)該是屬于直紋面（Ruled）。所以我們以Curve2為脊椎線（Spine）由Curvel和Curve2創(chuàng)建直紋面，圖19。噸.8注：此直紋面有個(gè)收斂點(diǎn)，可能對后期延伸、偏置等某些操作會帶來不便，讀者可以自己想想,怎么解決去除這個(gè)收斂點(diǎn)。在此本人就偷偷懶了，暫不討論此問題。呵呵…3.2創(chuàng)建主曲面2。創(chuàng)建主曲面2,在此提供兩中方法供讀者參考：U、V網(wǎng)格曲面和曲面貼合點(diǎn)云。方法1.U、V網(wǎng)格曲面：（1）在XY平面創(chuàng)建直線Line2,圖20。再用Line2沿Z負(fù)方向打斷曲線Curvel,生成Curvel-1、Curvel-2和Curve1-3，圖21。

至此，我們曲線已經(jīng)滿足創(chuàng)建U、V網(wǎng)格曲面的條件要求：U方向有Curvel-1、Curve4、Curvel-3三根曲線，V方向有Cuverl-2、Curve3兩根曲線，圖22。創(chuàng)建曲面UV-Surface,圖23。我們可以發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)建的曲面UV-Surface與點(diǎn)云的偏差比較大，為了提高生成曲面的精確度，我們可以增加V方向曲線的數(shù)量。為了更好的保證生成曲面質(zhì)量，我們沿著曲線Curve4的法平面方向去增加V方向的曲線。

3）沿著Curve4法向創(chuàng)建鼠標(biāo)點(diǎn)云MousePoint截面CrossSection2,圖24,并去除雜點(diǎn)和兩端處不需要的CrossSection,圖25。（4）為保證截面左右的對稱性，我們只截取截面CrossSection2的右部分點(diǎn)云，圖26,然后由以YZ平面鏡像右部分生成左部分點(diǎn)云，最后再合并左右兩部分點(diǎn)云，按最近點(diǎn)排序，生產(chǎn)新的截面CrossSection2T，圖27。由CrossSection2T擬合曲線Curve5、Curve6、Curve7、Curve8 .，圖28。

L、CiirveTCur^SCurvje?選擇U方向曲線CurvelT、Curve4、Curvel-3,V方向曲線Cuverl-2、Curve3、Curve5、Curve6、Curve7、Curve8創(chuàng)建主曲面2,圖29。通過增加V方向的曲線，生成的主曲面2比原來的曲面UV-Surface精確度已大大的提高了，若需進(jìn)一步提高曲面的精確度，你可以繼續(xù)增加幾根V方向曲線。但必須知道：曲面的光順性與精確度是相矛盾的，曲面既要光順又要精確，意味著需花更多的時(shí)間去調(diào)整，我們只能在光順性與精確度之間找個(gè)平衡點(diǎn)。方法2.曲面貼合點(diǎn)云:

（1）按前面方法一中步驟（1）、（2）創(chuàng)建曲面UV-Surface，圖30。（2）提取主曲面2區(qū)域內(nèi)部的鼠標(biāo)點(diǎn)云MousePoint的右部分，去處所有不相關(guān)的雜點(diǎn)，生成新點(diǎn)云PointCloud5，圖31。（3）以YX平面鏡像點(diǎn)云PointCloud5，生產(chǎn)新點(diǎn)云PointCloud6，圖32。合并點(diǎn)云PointCloud5和點(diǎn)云PointCloud6，生成新點(diǎn)云PointCloud7,圖33。3）填充鼠標(biāo)滾輪位置處橢圓型孔。對于填充孔的處理，GeomagicStudio功能最為好用，它能自動(dòng)根據(jù)曲率趨勢去自動(dòng)填充，可謂簡單方便；CatiaV5在ShapeSculptor模塊也提供了比較好的解決方法；Imageware填充效果不太理想。在此Imageware中，我提供一種間接的方法供大豕參考。Imageware填充橢圓型孔：（1） 、提取橢圓型孔邊界附近的部分點(diǎn)云PointCloud8，圖34。（2） 、由點(diǎn)云PointCloud6擬合（fit）0rder=6單段（Span）的曲面FitSurface，圖35。3）、由曲面FitSurface均勻采樣（Sample）lOXlO,生成點(diǎn)云SampleCloud圖36，完成橢圓孔的填充，圖37。（4）合并點(diǎn)云PointCloud7和填充生成的點(diǎn)云SampleCloud,生成新點(diǎn)云Point