模型的逆向工程實體建模技術(編輯修改稿)
2024-07-24 04:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 平行，則這兩個三角形構(gòu)成一個平面。以此外推，所有與該平面具有相鄰邊且法矢平行的三角形都屬于該平面。平面識別過程是一個遞歸循環(huán)：設任一三角形為“種子”三角形，其法矢為N0。Ni為與“種子”三角形有相鄰邊的三角形的法矢，計算N0、Ni的夾角θ=arccos(|N0||Ni)。若θδ(δ為三角形合并閾值)，則三角形i可以與“種子”三角形合并。發(fā)生三角形合并后，原來的“種子”三角形邊界擴充為多邊形邊界，“種子”三角形成為“種子”多邊形。以新得到的“種子”多邊形邊界為依據(jù)，尋找相鄰三角形，再重復以上合并步驟，使“種子”多邊形不斷長大，最終當所有相鄰三角形均無法與“種子”多邊形合并時，遞歸停止。這時得到的是由多條邊界組成的平面多邊形。 此時我們發(fā)現(xiàn)，即使是簡單矩形，依然是由很多短邊組成的多邊形，這顯然不適合特征造型的要求。為此還需要進行邊直化。邊直化就是將共線的短邊合并成為一條直線邊。完成邊直化以后就得到了正確的平面多邊形，其法矢就是初始三角形的法矢。對完成平面邊界提取的模型基礎，從邊界邊鏈表中的任意一條邊開始，總可以找到與它位置相連的組成一個封閉幾何體的所有邊。這時，剩下的邊就成為另一個與當前幾何體無幾何位置聯(lián)系的獨立幾何體。當邊界邊鏈表中所有的邊都遍歷分離以后，就可得到所有組成零件的獨立幾何體的各自的邊集合。按照該方法，類似階梯孔之類的特征將會被分解為n個(n為階梯的層次數(shù))獨立的幾何體。 體素分離的過程見圖1。圖1a是STL模型，圖1b是提取平面邊界后的模型。我們可以看到，原來STL模型上所有的平面都被提取出來了，而諸如圓角、圓柱面、圓錐面等二次曲面部分則還保留著三角形描述。圖1c是體素分離以后的STL模型(成為4個獨立的幾何體素)。對于這些獨立體素，我們需要將其中規(guī)則幾何體重新利用參數(shù)化方法重構(gòu)，這樣才能使最終重建模型成為一個參數(shù)化的、有一定拓撲關系的實體模型。 圖1 幾何體素的分離 規(guī)則幾何體素重構(gòu) 由于大多數(shù)結(jié)構(gòu)件模型可以分解為平面和各種二次曲面(圓柱面、球面、錐面等)的組合，因此將這些規(guī)則幾何體利用參數(shù)化方法重構(gòu)以后，就可以得到具有參數(shù)信息的結(jié)構(gòu)件模型。 對于由平面圍成的體素，可以直接將所有平面拼合在一起構(gòu)成實體體素。對于包含圓柱面、圓錐面等非平面的體素，根據(jù)這些幾何體的特點以及STL模型能夠提供的信息，我們對幾類常見幾何體的判斷給出了準則。通過實際建模證明，這些準則可以較準確地重
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