第4章幾何造型方法(編輯修改稿)
2024-10-22 19:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 條回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)掃描而成 ， 旋轉(zhuǎn)角度有 90、180、 270、 360度及任意 ， 如圖 。 :是通過連接幾個(gè)封閉輪廓生成一個(gè)連續(xù)曲面 。 混合掃描與實(shí)體的混合掃描一樣 ， 也有平行 、 旋轉(zhuǎn) 、 一般三種形式 。 圖 描的實(shí)例 。 圖 旋轉(zhuǎn)掃描 圖 混合掃描 :曲面采用變截面和螺旋掃描來創(chuàng)建的 。 如圖 掃描 ， 圖 。 圖 螺旋掃描 圖 變截面掃描 派生曲面 派生曲面是在原有的曲面或者實(shí)體的基礎(chǔ)上創(chuàng)建新曲面 。有以下幾種方法： 偏移曲面是通過一個(gè)已有的封閉或者非封閉的參考曲面沿指定方向偏移獲得 。 在原有的曲面上進(jìn)行復(fù)制 ， 得到與原來的曲面完全重合的曲面 . 自由曲面 自由曲面利用通過曲線或者邊界定義曲面 。 通過空間兩條曲線構(gòu)建自由曲面 ， 如圖 ， 通過兩條空間曲線建立的曲面；通過空間若干條空間交錯(cuò)曲線構(gòu)建自由曲面 ， 如圖 ，通過 4條空間曲線建立的曲面 。 圖 圖 通過邊界定義、邊界控制點(diǎn)來創(chuàng)建曲面，如圖 通過邊界生成曲面。 圖 邊界定義曲面 實(shí)體模型 實(shí)體模型 :是把一封閉的體積作為實(shí)體，將其完整的幾何和拓?fù)湫畔⒊叽缭谟?jì)算機(jī)中。實(shí)體模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅記錄全部的幾何信息，而且還記錄了所有的點(diǎn)、線、面、體的拓?fù)湫畔?，這是實(shí)體模型與線框模型及曲面模型的本質(zhì)區(qū)別。實(shí)體模型的應(yīng)用范圍越來越廣泛，從有限元分析計(jì)算到工藝過程制定、 NC數(shù)控機(jī)床刀具軌跡生成及數(shù)控自動(dòng)編程等都能順利實(shí)現(xiàn)，還在動(dòng)畫、廣告、模擬、仿真、醫(yī)學(xué)、服裝等領(lǐng)域得到普及以及廣泛應(yīng)用。 在實(shí)體模型的創(chuàng)建技術(shù)中，目前采用的方法有幾何體素構(gòu)造法、邊界表示法、八叉樹法、掃描法，下面分別介紹這幾種實(shí)體模型的表示法 。 幾何體素構(gòu)造法（ CSG） 幾何體素構(gòu)造法 （ CSG， Constructive Solid Geometry）是利用計(jì)算機(jī)內(nèi)部已有的基本體素或通過旋轉(zhuǎn)、拉伸等實(shí)體構(gòu)建方法得到的基本體素進(jìn)行拼合造型的方法。幾何體素構(gòu)造法是目前最常見、應(yīng)用最廣泛、最重要的實(shí)體模型表示方法。常用的基本體素有長方體、球體、圓環(huán)、圓柱、圓錐、四面體等 . 用 CSG法表示一個(gè)物體時(shí) ， 可用二叉樹表達(dá) 。 這個(gè)樹叫 CSG樹 。 圖中樹的葉子為代表參加集合運(yùn)算的基本體素 ， 如立方體 、 圓柱等 。 CSG法基本操作 為 ， 首先把實(shí)體分解為若干個(gè)基本體素 ， 用拼合造型的方法對其進(jìn)行集合運(yùn)算 ， 最終得到實(shí)體 。 CSG法表示實(shí)體的方法并不唯一 ，同一體素可以有幾種不同的拼合造型方法 。 體素的集合運(yùn)算 （ a）兩個(gè)獨(dú)立體素域 （ b）并運(yùn)算 （ c）差運(yùn)算 （ d）交運(yùn)算 體素的分解 （ a）第一種分解方法 （ b）第二種分解方法 第一種分解方法的體素的 CSG樹造型 第二種分解方法的體素的 CSG樹造型 CSG樹法表示實(shí)體模型的特點(diǎn)如下： 1） 體素的拼合造型為集合運(yùn)算 。 2） 體素拼合造型得到的實(shí)體為有效實(shí)體 ， 不存在二義性 。 3） 利用 CSG樹方法表達(dá)復(fù)雜物體時(shí)非常簡單易行 ， 所
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