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1)构造型立体几何表达法(Constructive Solid Geometry,简称CSG法)
它采用布尔运算法则(并、交、减),将一些简单的三维几何基元(如立方体、圆柱体、环、锥体)加以组合、变化成复杂的三维模型实体,这种方法的优点是,易于控制存储的信息量,所得到的实体真实有效,并且能方便地修改它的形状。此方法的缺点是、可用于产生和修改实体的算法有限,构成图形的计算量很大,比较费时。
2)边界表达法(Boundary/Representation,简称Brep)
它根据顶点、边和面构成的表面来精确地描述三维模型实体。这种方法的优点是,能快速地绘制立体或线框模型。此方法的缺点是、它的数据是以表格形式出现的,空间占用量大,修改设计不如CGS法简单,例如,要修改实心立方体上的一个简单孔的尺勺,必须先用填实来删除这个孔,然后才能绘制一个新孔;所得到的实体不一定总是真实有效,可能出现错误的孔洞和颠倒现象,描述缺乏唯一性。
3)参数表达法(Parameter Representation)
对于自由曲面,难于用传统的几何基元来进行描述,可用参数表达法。这些方法借助参数化样条、贝塞尔b(ezier)曲线和 B样条来描述自由曲面,它的每一个 X、Y、Z坐标都呈参数化形式。各种参数表达格式的差别仅在于对曲线的控制水平,即局部修改曲线而不影响临近部分的能力,以及建立几何体模型的能力。其中较好的一种是非一致有理 B样条法,它能表达复杂的自由曲面,允许局部修改曲率,能准确地描述几何基元。
为了综合以上方法的优点,许多CAD系统常采用 CSG、Brep和参数表达法的组合表达法。
4)单元表达法(Cell Representation)
单元表达法起源于分析(如有限元分析)软件,在这些软件中,要求将表面离散成单元。典型的单元有三角形、正方形或多边形,在快速成型技术中采用的三角形近似(将三维模型转化成 STL格式文件),就是一种单元表达法在三维面的应用形式。2100433B
随着CAD技术的发展,出现了许多种三维模型的表达方法,其中常见的有以下几种:
1)构造型立体几何表达法(Constructive Solid Geometry,简称CSG法)
2)边界表达法(Boundary/Representation,简称Brep)
3)参数表达法(Parameter Representation)
4)单元表达法(Cell Representation)
我倒看过运动仿真的UG电风扇可惜没有保存下来
对的,水平分布钢筋
三维的图从理论上讲,是不能改成二维平面的,(换句话说,能转换成二维平面,指从平面视图的角度来说)。在三维视图中,输入命令PLAN——回车(默认命令下的当然UCS)就可以转换为二维平面图了。
从工程图纸到三维CAD模型的研究与进展
以工程图纸的矢量化和实际的CAD模型为出发点,本文对和近年来主要集中在矢量化方法的工程图纸计算机处理技术、进展与存在的问题做了回顾。根据工程图纸的属性,和CAD技术的高层次需求,介绍了对扫描图形基于图象分析、语法分析和语义分析进而实现三维CAD模型重构的思想方法。
基于工业计算机断层成像技术的三维CAD模型重构方法
为解决复杂形状产品的三维计算机辅助设计模型的重构难题,提出了一种基于工业计算机断层成像技术的三维计算机辅助设计模型的重构方法。首先用工业计算机断层成像技术对产品进行扫描,得到产品切片图像,然后通过切片图像获取体数据;在采用高斯滤波对体数据进行预处理后,使用移动立方体算法重建三维表面,并用顶点删除法和二次误差测度算法简化三维表面;在采用Laplacian算法平滑三维表面后,将三维表面模型保存为STL格式的文件;最后,将STL格式的文件导入到UG中,重构出产品的三维计算机辅助设计模型。实际应用验证了该方法的有效性和正确性。
产品复用是CAD领域的关键问题之一。研究显示,80%的创新设计源于对已有产品的复用。三维CAD模型检索是解决三维产品复用问题的有效途径。现有研究在三维CAD模型的表示、检索算法的效率与有效性方面有待进一步改进。总体而言,三维CAD模型检索研究仍处于起步阶段。本项目首次提出层次式多级映像图表示方式(Hierarchical Multilevel Projection Graphs,HMPG),将三维CAD模型表示为拓扑图、属性图、语义关联图三级映像,各级映像间通过几何节点建立索引关系;并通过拓扑关系识别、属性分析、语义关联识别,将广泛应用的B-Reps描述转换为HMPG表示。在此基础上,提出新型、鲁棒的快速层次式动态检索算法,以及基于HMPG表示的三维CAD模型分类、聚类、索引算法;并在相关反馈基础上,建立基于用户兴趣的三维CAD模型空间,为优化三维产品设计、加快产品创新开发提供新的思路。 2100433B
三维形状的局部匹配与索引是实现计算机对形状信息分析和理解的核心技术,在设计知识管理、基于实例的设计(CBD)等智能设计的研究领域具有重要的理论意义和应用价值。为实现基于三维CAD模型的产品设计信息智能检索与获取,本项目根据CAD模型的外形特点,提出了综合特征点、线、区域和骨架图的多层次、多分辨率形状描述算子;提出应用参数估计技术来求解局部匹配的特征点对应,基于金字塔匹配核设计面向多分辨率形状描述算子的匹配算法,并提出综合应用两种方法的递进匹配策略;在测度空间理论下研究海量三维数据的索引建立,采用机器学习方法进行距离测度的设计,基于精简空间分割方法构造测度索引并形成数据结构,设计出高效的三维模型检索算法。本项目研究三维形状的局部匹配和高效索引建立问题,具有较大的研究和推广价值,对智能设计、反求工程、三维物体识别等技术的理论发展和解决复杂工程问题具有重要意义。 2100433B
三维重建是计算机视觉中公认的难题,本项目使用CAD模型来提高三维重建的精度、稳健性和速度的思路,围绕着空间曲线和曲面的三维重建和匹配开展了以下五个方面的研究:1)基于高曲率点和拐点分割的空间曲线三维重建方法研究;2)基于B样条和NURBS表示的空间自由曲线三维重建方法研究;3)基于单帧图像的有源曲面仿射重建;4)三维离散数据的匹配与重建;5)基于迭代最近点的数据拟合方法。曲线和曲面是构成物体几何的基本要素,对它们三维重建和匹配的研究必然能够促进对整个物体几何结构三维重建和识别的研究,在视觉领域里具有非常重要的研究价值和意义,而我们提出的基于CAD模型的方法,为解决这些问题提供了一条有效的途径。 2100433B