Imageware 逆向工程-快速曲面应用

「某绘图软件发布新改版了。」相信这是从事开发相关的工程师经常会听到的一句话,但不管原厂消息是如何表示新软件能够成功的提升各式数据,追根究底,绝大部分是在做使用接口的变化、使用习惯的变化,也因此难以在使用者的心中激起多大的涟漪。现在,Imageware这套业界熟知的逆向工程软件也改版了,是否一如所料的没多少新意呢?还是新增了强大的功能?不论如何,我想这次它是再次给我们更宽广无碍的〝逆向工程〞。

◎三维抄数(逆向工程)两大潮流的结合

在此之前所有的逆向工程用的软件,都各自依循着两种不同的工法趋势作为软件开发蓝图,其一是结构性曲面建构工法、其二是快速曲面建构工法,各自在不同的应用领域、市场型态中擅长。目前所企及的,并未见将两种可以在互补加乘效果上臻至几近完美的工法,结合在一起──直到Imageware新版登场!

在理论上、数学上、程序上,我们看到的或许就是1+1=2这么简单的事。但是在结合后,实际所衍生的应用与效益将绝对不只有1+1=2如此简单的算法!相信身处相关产业的工程精英们的心中,应该激起了一些的涟漪吧,而它将由涟漪形成一波波无法止息的浪潮。以下我们将针对Imageware Rapid-Surface功能性逐一介绍。

◎Imageware快速曲面功能介绍

快速曲面功能概述

此一快速曲面的功能,旨在让我们可以快速的由网格点数据逆向建构曲面数据,在此功能下对于建构速度的讲究远胜于质量。Imageware逆向工程软件从你建立的一个网络线段架构,产生一整组符合G1边界连续的曲面。而曲面与网格点数据间误差数值的重要性也甚于曲面的平滑程度。以下的这个例子将说明以快速曲面方式建立网络线段,而后产生曲面的结果。

1. 边界线段萃取
使用边界线段萃取的指令,可以沿着网格点数据的边界创建一条或更多的曲线。以下图标在创造期间显示的一条边界曲线。

2. 绘制网格线段

使用绘制网网格线段的指令在网格点数据目标上创建曲线。并且可以设定线段相关的连续性条件,以达到较适合的边界条件。图例中显示了三种不同的连续性选项,并且与目前在建构中的曲线一起组成封闭循环线段。

Imageware 逆向工程软件利用网网格线段投影到网格点数据去计算出形状与位置,并且使用投影得到的线段建立曲面。因此,网格线段并不需要被极其准确的建立出来。当在现有的网网格线段上加入一条新的线段,经由指定连续性,软件将会确保线段的边界连续性可以达到两线段间Position连续状态约束,甚至可做到Tangent与Curvature连续状态约束条件。

3. 有效与无效的封闭循环线段判别

假定有一有效的封闭循环线段运用在快速曲面的操作中,那么它必须满足下列条件:1.必须有四边边界线段;2.这些线段必须是封闭的;3.不可以包含多余的节点。

上图左上,将这些线段群组起来后,如果是有效的封闭循环线段,则呈现下图所示的绿色颜色显示。

上图右上,可以允许像下图所示的T型边界线封闭状态在线段网格中。

上图下方,将这些线段群组起来后,如果是无效的封闭循环线段,则呈现下图所示的红色颜色显示。

说明︰当同一条线段参与数个封闭循环时,只要有其中的一个是属于有效的,那么就会呈现绿色的显示。因此,在一个都显示为有效值的绿色颜色封闭循环线段可能会包含无效值的线段。例如,因为一个多余的节点,可以使得线段在第一个循环中是有效的,但在第二循环中却是无效的。当我们不做修正而强行执行建立曲面的指令时,在无效的封闭循环线段中将不会建立曲面出来。

4. 网格线段群组化

使用网格线段群组化的指令来达到:

1.将所有线段群组成快速曲面功能所需的特殊对象属性,并在群组线段中加入节点。2.在每条线段上建立可供编辑的节点。3.有效与无效的封闭循环线段判别,以便能编修它们。下列图标显示两条有效封闭循环线段和一个无效的封闭循环线段。

注意:我们能透过调整曲线分离间距数值使无效的封闭循环线段调整成有效的封闭循环线段。

5. 新增加网网格线段
使用新增加网网格线段的指令对一个既有的网格线段增补新线段。不论之前建立如何的网格线段,都能把任何线段增加到一个网格线段中。下图案例中,我们新增了三条蓝色线段在原本的网网格线段外左侧。当增加线段时,Imageware逆向工程软件会将整个网格线段显示成黄色线段。

6.编辑网格线段的节点
使用编辑网格线段的节点的指令来达到︰1.封闭开口的循环线段,使其变为有效值。2.调整封闭的循环线段内的节点的位置。

7. 串联多重网格线段

使用串联多重网格线段的指令,能将多重线段串联成单一个边界线段,进而提供给曲面建立时使用。在下面的图例里,所有的边界都显示成红色,是因为它包含六条边界线。如果在下缘的三条线段经过串联变为单一线段,则该封闭循环线段就刚好四段线段,则会显示成有效值的绿色状态。

8. 建立快速曲面
使用建立快速曲面的指令,将所有网格线段圈选,自动建立快速曲面。在曲面产生之后,我们仍能编辑网格曲线或者节点,软件将不断的实时更新被影响的曲面。重要的,以快速曲面功能建立的曲面,与以一般指令建立的曲面,是完全一样的。

◎结语以上是Imageware逆向工程软件的快速曲面功能性的介绍,如果我们依照以往对于快速曲面与结构曲面的应用类别分割使用,那么也只是将两套功能放进一套软件而已,完全无法彰显效益。如果我们可以试着对于混合使用的思维做一扩大联想,那么将可以涵盖大部分的逆向市场的各种需求呀。

例如结构曲面可以用在开发量产端的应用,快速曲面可以用在粗胚或是分析应用上,亦可以先以快速曲面建立造型面后再以结构曲面将工件周围与后部建立出来,甚至在理想上还能达到同步工程进而缩短开发时程呢!以一套软件的价格就能够买到这么多应用的领域与范畴,怎会不令人心动呢!

马路科技顾问公司在逆向工程及3D打印整合应用,已陆续获得众多领导厂商的采用,如裕隆汽车、鸿海工业、捷普绿点、复盛工业、宝成鞋业….等。成功的汽车设计、钣金、电脑、高尔夫球、鞋子、医疗、航天等不同领域。


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