【摘    要】介紹逆向工程最新技術(shù)動(dòng)態(tài)和最新理論、結(jié)合軟件介紹該技術(shù)和理論的實(shí)行方法。

【關(guān)鍵詞】 曲面建模    點(diǎn)云    典型線條    造型設(shè)計(jì)

1 逆向工程

    當(dāng)今逆向工程在產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用得愈加廣泛。逆向工程是一種從模型對象表面獲得的點(diǎn)數(shù)據(jù)出發(fā)，使我們能在計(jì)算機(jī)內(nèi)生成一個(gè)已存在模型實(shí)物的替代品的技術(shù)。事實(shí)上，許多設(shè)計(jì)者熱衷于手工地做出目標(biāo)模型，目的是一方面將自己的概念設(shè)計(jì)以一個(gè)更真實(shí)的方式展現(xiàn)其外形；另一方面，為的是評估模型的實(shí)際尺寸能否實(shí)現(xiàn)所要求的性能。一旦其最終造型確定，為了產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和生產(chǎn)計(jì)劃的順利實(shí)現(xiàn)，有必要通過多種計(jì)算機(jī)輔助軟件（CAD、CAS、CAID)構(gòu)造一個(gè)虛擬模型詮釋該模型。在整個(gè)過程中，一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是從測量得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)重建曲面。通常，在一個(gè)點(diǎn)密集的數(shù)據(jù)里，很難找到創(chuàng)意師設(shè)計(jì)的造型特性，這會(huì)導(dǎo)致最終實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品和最初的設(shè)計(jì)模型造型的不一致性，有必要對所建立的曲面進(jìn)行修復(fù)從而使誤差減到最小以得到最佳效果。很明顯，這些修復(fù)過程實(shí)際上是對設(shè)計(jì)工作的一種重復(fù)，蘊(yùn)含著產(chǎn)品投放市場的相對滯后和相當(dāng)大的成本增加。國外許多研究者在做這項(xiàng)工作。以意大利為例，許多先進(jìn)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(diǎn)云數(shù)據(jù)出發(fā)到重建曲面的響應(yīng)過程。所提及的控制是指如何有效地發(fā)現(xiàn)誤差。所應(yīng)用的軟件有Pro/SURFACE和CDRS，這兩種PTC曲面設(shè)計(jì)軟件給設(shè)計(jì)者靈活控制曲面形狀提供了較大的自由度，能使設(shè)計(jì)者易于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的應(yīng)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?yàn)樵煨褪亲钪庇^具體的。工業(yè)領(lǐng)域市場的不斷發(fā)展推動(dòng)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(shè)計(jì)者們通過對曲面構(gòu)建技術(shù)的提高和相關(guān)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(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中如何實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品最初設(shè)計(jì)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(kuò)展設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性，同時(shí)通過對產(chǎn)品虛擬模型的分析，允許設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)概念能傳遞到那些與產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)有關(guān)的人員那里。這里的虛擬模型，我們不妨理解為產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)里通過某種軟件展示的模型。實(shí)際上逆向工程是一個(gè)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(gè)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(gè)過程大體上通過兩種方法實(shí)現(xiàn)，可以用圖1來表示。