放大鏡圖標(biāo)

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Geomagicstudio

軟件操作指南

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目錄

AA004XNCEY

軟件介紹……………………………………………………………………1

1.1Geomagic公司及其主要產(chǎn)

品………………………………………..1

1.2GeomagicStudio軟件的使用范

圍………………………………..…1

1.3GeomagicStudio軟件的主要功

能…………………………………..1

1.4GeomagicStudio軟件的優(yōu)

勢(shì)………………………………………..1

1.5計(jì)算機(jī)要

求…………………………………………………………..2

2.軟件安

裝……………………………………………………………………3

3.軟件功能介

紹……………………………………………………………..10

3.1Geomagicstudio軟件及流程簡(jiǎn)介………………………………….10

3.2GeomagicStudio中鼠標(biāo)控制和主要快捷鍵………………………11

3.3GeomagicStudio軟件的基本模塊…………………………………11

4.點(diǎn)階段……………………………………………………………………….15

4.1點(diǎn)階段主要操作命令列表………………………………………….15

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2

4.2實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………….15

5.多邊形階段………………………………………………………………….25

5.1多邊形階段主要操作命令列表……………………………………..25

5.2實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………..26

5.2.1實(shí)驗(yàn)一：毛澤東塑像建模…………………………………...26

5.2.2實(shí)驗(yàn)二：建筑物單面墻體建?！?.39

6.精確曲面階段……………………………………………………………….46

6.1精確曲面階段主要命令列表……………………………………….46

6.2實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………….47

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1軟件介紹

1.1Geomagic公司及其主要產(chǎn)品

Geomagic是一家世界級(jí)的軟件及服務(wù)公司，在眾多工業(yè)領(lǐng)域如汽車、航空、

醫(yī)療設(shè)備和消費(fèi)產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。公司旗下主要產(chǎn)品為GeomagicStudio、

GeomagicQualify和GeomagicPiano。其中GeomagicStudio是被廣泛應(yīng)用的

逆向工程軟件，可以幫助用戶從數(shù)據(jù)中創(chuàng)建優(yōu)化的多邊形網(wǎng)格、表面或CAD模型。

GeomagicQualify則建立了CAD和CAM之間所缺乏的重要聯(lián)系紐帶，允許在CAD

模型與實(shí)際構(gòu)造部件之間進(jìn)行快速、明了的圖形比較，并可自動(dòng)生成報(bào)告；

而Piano是專門針對(duì)牙科應(yīng)用的逆向軟件。本項(xiàng)目所使用的主要是Geomagic

Studio軟件。

1.2GeomagicStudio軟件的使用范圍：

(1)零部件的設(shè)計(jì)；

(2)文物及藝術(shù)品的修復(fù)；

(3)人體骨骼及義肢的制造；

(4)特種設(shè)備的制造；

(5)體積及面積的計(jì)算，特別是不規(guī)則物體。

1.3GeomagicStudio軟件的主要功能：

(1)點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括去噪、采樣等；

(2)自動(dòng)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形(Polygons)；

(3)多邊形階段處理，主要有刪除釘狀物、補(bǔ)洞、邊界修補(bǔ)、重疊三角形清

理等；

(4)把多邊形轉(zhuǎn)換為NURBS曲面；

(5)紋理貼圖

(6)輸出與CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES,STL,DXF等)。

1.4GeomagicStudio軟件的優(yōu)勢(shì)：

(1)支持格式多，可以導(dǎo)入導(dǎo)出各種主流格式；

(2)兼容性強(qiáng)，支持所有主流三維激光掃描儀，可與CAD、常規(guī)制圖軟件及

快速設(shè)備配合使用；

(3)智能化程度高，對(duì)模型半成品曲線擬合更準(zhǔn)確；

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(4)處理復(fù)雜形狀或自由曲面形狀時(shí)，生產(chǎn)率比傳統(tǒng)CAD軟件效率更高；

(5)自動(dòng)化特征和簡(jiǎn)化的工作流程可縮短培訓(xùn)時(shí)間，并使用戶可以免于執(zhí)行單調(diào)乏味、勞

動(dòng)強(qiáng)度大的任務(wù)；

(6)可由點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲得完美無(wú)缺的多邊形和模型。

1.5計(jì)算機(jī)要求

CPU：IntelCore22GHz或兼容CPU推薦2G四核或八核CPU

內(nèi)存：32位版本最低1GB

硬盤：最低10GB可用空間

顯卡：NvidiaQuadroFX4800以上或ATIFireProV8700

顯示器：1280*1024分辨率或更高，24位或更高色，兼容OpenGL

系統(tǒng)：WindowsXpSP3(32位，64位)、WindowsVisitSP1（32位，64位）、Windows7

（32位，64位），推薦Windows764

組件：mework3.5

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2．軟件的安裝

GeomagicStudio軟件可從其官網(wǎng)（天免費(fèi)試用版，只需登記個(gè)人信息，其官網(wǎng)就會(huì)將

軟件下載鏈接發(fā)送至注冊(cè)郵箱。可按如下步驟進(jìn)行安裝和破解：

(1)雙擊“”安裝GeomagicStudio軟件,安裝過(guò)程如圖：

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默認(rèn)安裝在C盤，最好不要更改到其它路

徑，否則軟件容易報(bào)錯(cuò)，不能正常使用。

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(2)解密

安裝好后不要運(yùn)行，如已運(yùn)行就關(guān)閉退出，然后復(fù)制Crack文件夾內(nèi)的Common及Geomagic

Studio12兩個(gè)文件夾到安裝目錄內(nèi)替換原文件，默認(rèn)路徑是C:ProgramFilesGeomagic，

替換時(shí)出現(xiàn)提示，點(diǎn)全部是完成替換好就可以了。

運(yùn)行軟件，出現(xiàn)以下對(duì)話框，點(diǎn)“運(yùn)行牌照工具”

進(jìn)入授權(quán)許可證導(dǎo)入界面，點(diǎn)右邊紅框所示的放大鏡圖標(biāo)

然后瀏覽定位到軟件安裝目錄內(nèi)的文件，默認(rèn)路徑是C:Program

FilesGeomagicGeomagicStudio12，選定該文件后按確定！

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出現(xiàn)以下提示界面，導(dǎo)入成功，點(diǎn)Done即可。軟件注冊(cè)成功

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(3)運(yùn)行GeomagicStudio軟件

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3.軟件功能介紹

3.1GeomagicStudio軟件流程簡(jiǎn)介

GeomagicStudio逆向設(shè)計(jì)的原理是用許多細(xì)小的空間三角形來(lái)逼近還原CAD實(shí)體模型，

采用NURBS曲面片擬合出NURBS曲面模型，圖3.1簡(jiǎn)單介紹了曲面重建的策略。Geomagic

Studio軟件建模的具體的流程為：點(diǎn)云處理――封裝為多邊形――多邊形階段――造型階

段――輸出模型，見圖3.2。

圖3.1曲面重建策略

圖3.2GeomagicStudio軟件建模流程圖

數(shù)據(jù)

NURBS

Bzier-NURBzier曲

多邊

3D掃描

點(diǎn)階段

(Point

曲面階段

(Curve

CAD/CAM/CAE

多邊形階段

(Polygon

被測(cè)物

點(diǎn)

Bzier

四邊形

NURBSCAD/3DMAX

激光掃

多邊形

FAROSCENE

去噪

采樣

封裝

補(bǔ)洞

多邊形編輯

邊界修補(bǔ)

抽殼

輪廓線探測(cè)與生成

輪廓線編輯、曲面片生成

曲面片移動(dòng)、曲面片編輯

構(gòu)造格柵、擬合曲面等

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3.2GeomagicStudio中鼠標(biāo)控制和主要快捷鍵

表3.1GeomagicStudio中鼠標(biāo)控制和主要快捷鍵

鼠標(biāo)控制/快捷鍵命令

鼠標(biāo)左鍵選擇三角形

Ctrl+鼠標(biāo)左鍵取消選擇三角形

鼠標(biāo)中鍵/Ctrl+鼠標(biāo)

右鍵

旋轉(zhuǎn)

Shift+鼠標(biāo)右鍵縮放

Alt+鼠標(biāo)中鍵/Alt+

鼠標(biāo)右鍵

平移

Ctrl+Z編輯→撤銷

Ctrl+T編輯→選擇工具→矩形

Ctrl+L編輯→選擇工具→線條

Ctrl+P編輯→選擇工具→畫筆

Ctrl+U編輯→選擇工具→定制區(qū)域

Ctrl+A編輯→全選

Ctrl+C編輯→全部不選

Ctrl+G編輯→選擇貫穿

Ctrl+V編輯→只選擇可見

Ctrl+F視圖→設(shè)置旋轉(zhuǎn)中心

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Esc中斷操作

DEL刪除

空格鍵應(yīng)用/下一步

3.3GeomagicStudio基本模塊

GeomagicStudio主要包括10個(gè)模塊：視窗模塊、選擇模塊、工具模塊、對(duì)齊模塊、特

征模塊、點(diǎn)處理模塊、多邊形處理模塊、參數(shù)化曲面模塊、精確曲面模塊、曲線模塊。

圖3.3用戶界面

(1)視窗模塊

圖3.4視窗模塊功能菜單

(2)選擇模塊

標(biāo)題

菜單

狀態(tài)文

管理器面

進(jìn)度

坐標(biāo)指示

視窗

視窗

工具

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圖3.5選擇模塊功能菜單

(3)工具模塊

圖3.6工具模塊功能菜單

(4)對(duì)齊模塊

圖3.7對(duì)齊模塊功能菜單

(5)特征模塊

圖3.8特征模塊功能菜單

(6)點(diǎn)處理模塊

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圖3.9點(diǎn)處理模塊功能菜單

(7)多邊形處理模塊

圖3.10多邊形處理模塊功能菜單

(8)參數(shù)化曲面模塊

圖3.11參數(shù)化曲面模塊功能菜單

(9)精確曲面模塊

圖3.12精確曲面模塊功能菜單

(10)曲線模塊

圖3.13曲線模塊功能菜單

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icstudio點(diǎn)階段處理工作

點(diǎn)階段處理目標(biāo)：學(xué)習(xí)編輯點(diǎn)云，通過(guò)去噪、采樣、補(bǔ)點(diǎn)等操作來(lái)優(yōu)化點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為點(diǎn)

云的網(wǎng)格化做準(zhǔn)備。點(diǎn)階段的主要操作流程如圖4.1。

圖4.1點(diǎn)云階段處理工作流程圖

4.1點(diǎn)階段主要操作命令列表

打開數(shù)

著色點(diǎn)刪除體外孤

采樣

減少噪

刪除非連接

刪除冗補(bǔ)洞

封裝

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點(diǎn)階段的主要命令如表4.1，可以通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)來(lái)詳細(xì)了解這些命令。

表4.1點(diǎn)階段主要操作命令列表

著

色

點(diǎn)

使

其

更

直

觀

刪

除

冗

余

點(diǎn)

評(píng)估點(diǎn)的

鄰近性，并

可選擇和

刪除距離

較遠(yuǎn)的點(diǎn)

通過(guò)計(jì)算

點(diǎn)與模型

的距離，

判斷并刪

除體外孤

點(diǎn)

減少因

掃描儀

誤差而

引起的

點(diǎn)云噪

聲

選擇孔

洞邊緣

點(diǎn)云,

并進(jìn)行

孔洞填

充

通過(guò)

參考

平面

添加

點(diǎn)

采用不同

采樣方式

使點(diǎn)云排

列更規(guī)律，

并壓縮點(diǎn)

云數(shù)據(jù)

由點(diǎn)

云自

動(dòng)生

成網(wǎng)

格

4.2實(shí)驗(yàn)

1.打開數(shù)據(jù)

點(diǎn)擊打開〉文件或點(diǎn)擊打開文件圖標(biāo)打開毛主席雕塑.wrp，采樣比率和單位一般采用

默認(rèn)值，打開后圖像顯示在視窗中，如圖4.1。

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圖4.1毛主席雕塑點(diǎn)云數(shù)據(jù)

為了快速旋轉(zhuǎn)模型，到屏幕左邊顯示面板上設(shè)置動(dòng)態(tài)顯示—點(diǎn)的值為25%。這個(gè)

意思是當(dāng)我們旋轉(zhuǎn)的時(shí)候只有25%的數(shù)據(jù)可見，提高了刷新速度。

圖4.2顯示面板設(shè)置

2.著色點(diǎn)

著色點(diǎn)命令即在點(diǎn)云上開啟照明和彩色效果，以幫助用戶觀察其幾何形狀。

3.刪除體外孤點(diǎn)

體外孤點(diǎn)通常容易辨別，因?yàn)檫@些點(diǎn)遠(yuǎn)離主點(diǎn)云，通常出現(xiàn)體外孤點(diǎn)是因?yàn)榧す鈷呙鑳x

掃描到背景物體，如桌面、墻、支撐結(jié)構(gòu)等。通過(guò)“【點(diǎn)】→【選擇】→【體外孤點(diǎn)】”打開

選擇體外孤點(diǎn)對(duì)話框。如圖4.3所示，設(shè)置合理的敏感性來(lái)選擇體外孤點(diǎn)，并進(jìn)行刪除。由

表3.3可知敏感度達(dá)到一定程度后選擇的體外孤點(diǎn)數(shù)目不變，所以敏感度設(shè)置太高，沒(méi)有選

擇更多的孤點(diǎn)，反而降低了操作效率，而且容易錯(cuò)刪物體表面點(diǎn)。

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圖4.3“選擇體外孤點(diǎn)”對(duì)話框

表4.2選擇點(diǎn)數(shù)與敏感度

敏感度原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)選擇點(diǎn)數(shù)

90%95971125030

80%95971125030

79%95971122768

75%95971116120

70%95971111730

60%9597117673

4.刪除非連接項(xiàng)

點(diǎn)擊【點(diǎn)】→【選擇】→【非連接項(xiàng)】命令選擇的是那些偏離主點(diǎn)云的點(diǎn)束，并予以刪除。

【分隔】菜單有低、中間、高三個(gè)選項(xiàng)，由低到高排列,表示點(diǎn)數(shù)距離主點(diǎn)云多遠(yuǎn)并被選

中，一般選擇為低。

【尺寸】決定了多大數(shù)量的點(diǎn)數(shù)能被選中。設(shè)置為5則表示所要選的點(diǎn)云數(shù)量是點(diǎn)云總

數(shù)的5%或更少，并分離這些點(diǎn)束。

5.刪除冗余點(diǎn)

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調(diào)整視角并利用不同的選擇工具來(lái)選擇冗余點(diǎn)云數(shù)據(jù)并予以刪除。

6.減少噪音

在掃描或數(shù)字化過(guò)程中，噪音點(diǎn)經(jīng)常地被引入到數(shù)據(jù)中。在曲面模型上粗燥的、非均勻的

外表被看成是“噪音數(shù)據(jù)”，原因可能是掃描設(shè)備的輕微震動(dòng)、測(cè)量激光直徑誤差或物體表

面粗糙等。

減少噪音命令有助于減少在掃描中的噪音點(diǎn)到最少，因而更好地表現(xiàn)真實(shí)的物體形

狀。選擇菜單【點(diǎn)】→【減少噪聲】命令可打開減少噪音對(duì)話框，如圖4.4所示。

圖4.4“減少噪音”對(duì)話框

【參數(shù)】編輯框

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其中【自由曲面形狀】適用于以自由曲面為主的模型，選擇這種方式可以減少噪聲點(diǎn)對(duì)

曲面曲率的影響，是一種積極的減噪方式，但點(diǎn)的偏差會(huì)比較大。

【棱柱形（保守）】適用于模型中有銳利邊角的模型，可以使尖角特征得到很好的保持。

【棱柱形（積極）】同樣適用于模型中有銳利邊角的的模型，可以很好的保持邊角特征，

是一種積極的減噪方式，相對(duì)于【棱柱形（保守）】的方式，點(diǎn)的偏移值會(huì)小一些。

【平滑級(jí)別】平滑級(jí)別越大，處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)越平直，但這樣會(huì)使模型有些失真，一

般選擇比較低的設(shè)置。

【迭代】可以控制模型的平滑度，如果處理效果不理想，可以適當(dāng)增加迭代次數(shù)。

【偏差限制】用于設(shè)置對(duì)噪聲點(diǎn)進(jìn)行的最大偏移值，由經(jīng)驗(yàn)而定，一般可以設(shè)在0.5mm

以內(nèi)。

【體外孤點(diǎn)】編輯框

【閾值】設(shè)定系統(tǒng)探測(cè)孤點(diǎn)時(shí)選擇孤點(diǎn)的極限，閾值越大，選擇的點(diǎn)數(shù)越少。

【選擇】根據(jù)系統(tǒng)所設(shè)置的閾值，通過(guò)計(jì)算得出模型中在閾值中的點(diǎn)，并以紅色加亮顯

示。

【刪除】刪除選中的點(diǎn)

【包括孤立點(diǎn)】查找孤立點(diǎn)，并將孤立點(diǎn)包括在內(nèi)。

【預(yù)覽】編輯框

【預(yù)覽點(diǎn)】確定預(yù)覽點(diǎn)的數(shù)量。

【采樣】確定所要預(yù)覽點(diǎn)的采樣距離。

【選擇面積】選擇模型上不同的區(qū)域來(lái)預(yù)覽模型的局部變化。

【顯示偏差】編輯框

【結(jié)構(gòu)顯示】顯示減噪后結(jié)果的偏差色譜。

【顏色段】確定偏差顯示的顏色段個(gè)數(shù)。

【最大臨界值】設(shè)定色譜所能顯示偏差的最大值。

【最大臨界值】設(shè)定色譜所能顯示偏差的最小值。

【小數(shù)位數(shù)】確定偏差值的小數(shù)位數(shù)。

【統(tǒng)計(jì)】編輯框

【噪聲級(jí)別】顯示減噪的級(jí)別數(shù)。

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【最大距離】噪聲點(diǎn)的最大偏差距離。

【平均距離】噪聲點(diǎn)的平均偏差距離。

【標(biāo)準(zhǔn)偏差】模型點(diǎn)云偏離的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。

圖4.5標(biāo)準(zhǔn)偏差顯示圖圖4.6去噪

后效果圖

7.采樣

GeomagicStudio中有4種采樣方法，分別為統(tǒng)一采樣、曲率采樣、柵格采樣和隨機(jī)采

樣。

統(tǒng)一采樣：使平坦曲面上的點(diǎn)數(shù)目減少呈一致，但以規(guī)定密度減少曲面上的點(diǎn)數(shù)目，是

最常用的采樣方法，也是該實(shí)驗(yàn)采用的方法。

曲率采樣：減少平坦區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)目，但保留高曲率區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)以保留細(xì)節(jié)，通過(guò)設(shè)置

一定的百分比來(lái)采樣。

柵格采樣：創(chuàng)建間隔均勻的點(diǎn)集合以減少有序點(diǎn)對(duì)象內(nèi)的點(diǎn)數(shù)目，忽略曲率與原來(lái)的密

度，通過(guò)設(shè)置一定間隔來(lái)采樣，適合無(wú)序的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

隨機(jī)采樣：從無(wú)序的點(diǎn)對(duì)象中隨機(jī)移除一定比例的點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置一定的百分比來(lái)采樣，

適合模型特征比較簡(jiǎn)單、比較規(guī)則的無(wú)序點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

統(tǒng)一采樣的【輸入】編輯框用來(lái)選擇所要采樣距離的方式，主要有以下三種方式：

【絕對(duì)】按輸入的距離值來(lái)采樣；

【通過(guò)選擇定義間距】根據(jù)操作者在模型中選擇的可見的二點(diǎn)之間的距離來(lái)確定采樣距

離。

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【由目標(biāo)定義間距】系統(tǒng)將根據(jù)操作者在點(diǎn)數(shù)據(jù)框中輸入的采樣點(diǎn)的數(shù)量來(lái)自動(dòng)確定采

樣距離。

【優(yōu)化】對(duì)話框中設(shè)置了【曲率優(yōu)先級(jí)】和【顏色優(yōu)先級(jí)】，根據(jù)需要設(shè)置。

【保持邊界】選擇此復(fù)選框時(shí)，點(diǎn)云邊界將保持完整。

圖4.7“統(tǒng)一采樣”對(duì)話框

8.補(bǔ)洞

點(diǎn)階段可采用二種方式補(bǔ)洞，填充點(diǎn)孔和添加點(diǎn)：

填充點(diǎn)孔：填充孔命令用于在無(wú)序點(diǎn)對(duì)象上將有序點(diǎn)插入空隙，需要選擇空洞的邊緣點(diǎn)

云，然后在填充點(diǎn)孔對(duì)話框中點(diǎn)擊確定即可。

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圖4.8選擇空洞的邊緣點(diǎn)云圖4.9空洞

填充后

添加點(diǎn)：添加點(diǎn)命令可以在無(wú)序的點(diǎn)對(duì)象中，根據(jù)創(chuàng)建的平面，在平面內(nèi)添加單獨(dú)的點(diǎn)。

圖4.10為添加點(diǎn)對(duì)話框，先添加合適的平面，再在該平面上拾取點(diǎn)。

圖4.10“添加點(diǎn)”對(duì)話框圖4.11創(chuàng)

建平面

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(a)(b)

(c)(d)

圖4.12添加點(diǎn)前后對(duì)比圖

9.封裝

執(zhí)行【點(diǎn)】→【封裝】命令進(jìn)入封裝對(duì)話框，如圖4.13所示，該命令將對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行

封裝計(jì)算生成多邊形模型，封裝后的塑像如圖4.14所示。

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圖4.13“封裝”對(duì)話框

其中，【噪音的降低】可以對(duì)減噪的參數(shù)值進(jìn)行選擇，通過(guò)自動(dòng)、最小值、中間、最大

值4種方法，一般選擇自動(dòng)的方式。

【保持原始數(shù)據(jù)】勾選此項(xiàng)，系統(tǒng)將保留原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)，否則將予以刪除。

【刪除小組件】刪除那些孤立的，與主點(diǎn)云沒(méi)有實(shí)際關(guān)系的點(diǎn)云，一般都選中此項(xiàng)。

【采樣】通過(guò)設(shè)置點(diǎn)間距對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，目標(biāo)三角形數(shù)量可以進(jìn)行人為設(shè)定，

目標(biāo)三角形數(shù)量越多，則封裝后多邊形網(wǎng)格越緊密，下面的滑竿可以調(diào)節(jié)采樣質(zhì)量的高低，

可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。

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25

（填充點(diǎn)前）（填充

點(diǎn)后）

圖4.14封裝后模型

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26

5多邊形階段

多邊形階段的主要目標(biāo)是掌握如何在多邊形階段進(jìn)行形狀處理和邊界處理。多邊形階段

的處理流程如下：

圖5.1多邊形階段處理流程

5.1多邊形階段的主要命令

表5.1多邊形階段的主要命令

命令圖

標(biāo)

主要功能

修

網(wǎng)格醫(yī)生，自動(dòng)修復(fù)多邊形網(wǎng)格內(nèi)的缺陷

簡(jiǎn)化，減少三角形數(shù)目，但不影響曲面細(xì)節(jié)或顏色

裁剪，可使用平面、曲面、薄片進(jìn)行裁剪，在交點(diǎn)處創(chuàng)建一個(gè)人工

邊界

去除特征，刪除選擇的三角形，并填充產(chǎn)生的孔

雕刻，以交互的方式改變多邊形的形狀，可采用雕刻刀，曲線雕刻

或使區(qū)域變形的方法

創(chuàng)建流行填充孔去除特征砂紙光滑打磨

編輯邊界多邊形修復(fù)簡(jiǎn)化多邊形

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27

補(bǔ)創(chuàng)建流行，刪除非流行三角形

優(yōu)化邊緣，對(duì)選擇的多邊形網(wǎng)格重分，不必移動(dòng)底層點(diǎn)以試圖更好

地定義銳化和近似銳化的結(jié)構(gòu)。

細(xì)化，在所選的區(qū)域內(nèi)增加多邊形的數(shù)目

增強(qiáng)表面嚙合，在平面區(qū)細(xì)化網(wǎng)格為曲面設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備，在高曲率增

加點(diǎn)而不破壞形狀

重新封裝，在多邊形對(duì)象所選擇的部分重建網(wǎng)格

完善多邊形網(wǎng)格，可以編輯多邊形、修復(fù)法線、翻轉(zhuǎn)法線、將點(diǎn)擬

合到平面和圓柱面

平

滑

松弛，最大限度減少單獨(dú)多邊形之間的角度，使多邊形網(wǎng)格更平滑

刪除釘狀物，檢測(cè)并展平多邊形網(wǎng)格上的單點(diǎn)尖峰

減少噪音，將點(diǎn)移至統(tǒng)計(jì)的正確位置以彌補(bǔ)噪音

快速平滑處理，使所選的多邊形網(wǎng)格更平滑，并使三角形的大小一

致

砂紙，使用自由收回工具使多邊形網(wǎng)格更平滑

填

充

孔

全部填充，填充多邊形對(duì)象上所有選擇孔

填充單個(gè)孔，有基于曲率、基于切線和平面填充三種方式，

可以填充空的類型包括內(nèi)部孔、邊界孔，并可以以橋接的方

式連接二個(gè)不相連的多邊形區(qū)域

邊

修改，可以在多邊形對(duì)象上編輯邊界、松弛邊界、創(chuàng)建/擬合孔、

直線化邊界、細(xì)分邊界

可以創(chuàng)建自樣條線開始、自選擇部分開始、自多邊形開始以及折角

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28

界形成的邊界

移動(dòng)邊界，可將邊界投影到平面；延伸邊界，按周圍曲面提示的方

向投射一個(gè)選擇的自由邊界；伸出邊界，將選擇的自然邊界投射到

與其垂直的平面

主要是刪除選中的部分邊界，所有邊界，以及清除細(xì)分邊界的點(diǎn)

偏

移

抽殼，沿單一方向復(fù)制和偏移網(wǎng)格以創(chuàng)建厚度

加厚，沿二個(gè)方向復(fù)制和偏移網(wǎng)格以創(chuàng)建厚度

偏移，有四種偏移方法：應(yīng)用均勻偏移命令偏移整個(gè)模型使對(duì)象變

大或變??；沿法線正向或負(fù)向使選中的多邊形凸起或凹陷一定距

離，并在周圍狹窄區(qū)域內(nèi)創(chuàng)建附加三角形；雕刻，在多邊形網(wǎng)格上

創(chuàng)建凸起或凹陷的字符，但是該命令只使用美制鍵盤字符；浮雕，

在多邊形網(wǎng)格上浮雕圖像文件以進(jìn)行修改

銳

化

銳化向?qū)В阡J化多邊形的過(guò)程中引導(dǎo)用戶

延伸切線，從二個(gè)相交形成銳角的平面中各引出一條“切線”，通

過(guò)交點(diǎn)確定銳邊的位置

銳化多邊形，延長(zhǎng)多邊形網(wǎng)格以形成“延長(zhǎng)切線”提示的銳邊

合

并

將二個(gè)或多個(gè)多邊形對(duì)象合并為單個(gè)的復(fù)合對(duì)象

5.2實(shí)驗(yàn)

5.2.1實(shí)驗(yàn)一：毛澤東塑像建模

1.創(chuàng)建流行

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29

創(chuàng)建流行命令極其重要，用于刪除模型中非流行的三角形數(shù)據(jù)，二種方式創(chuàng)建流行：

（1）打開的；

【創(chuàng)建流行】→【打開】命令適用于片狀而不封閉的多邊形模型

（2）封閉的

【創(chuàng)建流行】→【封閉】命令將為一個(gè)封閉的模型創(chuàng)建流行

2.填充孔

用填充孔功能用于在缺失數(shù)據(jù)的區(qū)域里來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的平面或曲面來(lái)填充?？梢詧?zhí)行全

部填充和部分填充。全部填充一般用于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)體，對(duì)于復(fù)雜物體一般采用部分填充。根據(jù)

不同的要求選擇基于曲率、切線和平面的填充方式。

圖5.1不同填充方式的適用情況

基于曲率橋

基于平面全

基于曲率部

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30

基于平面全部填充內(nèi)部點(diǎn)

(a)填充前(6)填充后

圖5.2基于平面填充內(nèi)部點(diǎn)前后對(duì)比

基于曲率部分填充

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31

(a)填充前(b)填充后

圖5.3基于曲率部分填充前后對(duì)比

基于曲率橋接

(a)填充前(b)填充后

圖5.3基于曲率橋接前后對(duì)比

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32

圖5.4填充孔后完整模型

3.去除特征

去除特征是一個(gè)用于快速去除對(duì)象上的腫塊和壓痕的命令。這個(gè)命令基本等價(jià)于先刪除

選中的幾何形狀再基于曲率的填充空隙。

用選擇工具如套索工具來(lái)選取壓痕，點(diǎn)擊去除特征圖標(biāo)從選取的多邊形上去除壓

痕。

圖5.5選取的帶有特征多邊形圖5.6去除特征后

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33

4.砂紙

用砂紙命令來(lái)交互式光順或松弛對(duì)象上的區(qū)域。(如：去除腫塊)。

a.點(diǎn)擊砂紙圖標(biāo)打開砂紙對(duì)話框，如圖5.7。

b.選中松弛選項(xiàng)。(缺省設(shè)置)

c.移動(dòng)強(qiáng)度滑桿到最大值，并選中固定邊界。

d.這個(gè)特征決定你必須在區(qū)域上移動(dòng)指針多少次。為了移除腫塊，最小值要求較多

的擦拭而最大值要求較少的擦拭。

圖5.7“砂紙”對(duì)話框

(a)擦出腫塊前(b)擦出腫塊后

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34

圖5.8擦出腫塊前后對(duì)比

5.簡(jiǎn)化多邊形

用簡(jiǎn)化多邊形命令來(lái)減少多邊形模型的三角片數(shù)量。簡(jiǎn)化多邊形將在曲率較小的區(qū)域減

少三角片而在曲率較大的區(qū)域保持三角片的數(shù)量，減少三角片的數(shù)量但保持對(duì)象的形狀。

首先在顯示對(duì)話框內(nèi)勾選顯示邊，則可顯示多邊形網(wǎng)格的邊線，如圖5.9所示，這樣就

可以更直觀的觀察多邊形的壓縮程度。

圖5.9邊顯示

其次，選擇需要簡(jiǎn)化的多邊形區(qū)域，點(diǎn)擊簡(jiǎn)化多邊形命令，打開簡(jiǎn)化多邊形對(duì)話框，

如圖5.10所示，勾選固定邊界選項(xiàng)，并定義目標(biāo)三角形數(shù)或減少到某個(gè)百分比。

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35

圖5.10“簡(jiǎn)化多邊形”對(duì)話框

圖5.11原始多邊形網(wǎng)格

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36

圖5.12簡(jiǎn)化后多邊形網(wǎng)格

6.多邊形修復(fù)

（1）擬合到平面

將屬于同一個(gè)平面的多邊形通過(guò)多邊形修復(fù)工具擬合到指定的平面。首先選中需要擬合

的多邊形，點(diǎn)擊【修復(fù)】→【擬合到平面】，并調(diào)節(jié)對(duì)齊平面的位置與多邊形最佳契合，確定

完成擬合。

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37

圖5.13選中的平面點(diǎn)高亮顯示

(a)擬合前(b)擬合后

圖5.14擬合前后對(duì)比

(2)采用網(wǎng)格醫(yī)生命令修復(fù)多邊形缺陷

單擊網(wǎng)格醫(yī)生命令，進(jìn)入網(wǎng)格醫(yī)生編輯對(duì)話框，如下圖5.15所示。此命令可以自動(dòng)

探測(cè)并修復(fù)多邊形網(wǎng)格的缺陷，如非流行邊、自相交、高度折射角、尖狀物、小組件、小通

道、小孔等。圖5.15中分析編輯框中顯示了模型的缺陷數(shù)目，在視窗上，模型的這些缺陷同

樣會(huì)高亮顯示，若需詳細(xì)查看，可使用走查中的前進(jìn)后退鍵，詳細(xì)查看后，

點(diǎn)擊確定即可完成所有修復(fù)工作。

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圖5.15“網(wǎng)格醫(yī)生”對(duì)話框

圖5.16模型中缺陷處高亮顯示

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39

（3）增強(qiáng)表面嚙合

【增強(qiáng)表面嚙合】命令用于在平面區(qū)對(duì)網(wǎng)格細(xì)化以準(zhǔn)備網(wǎng)格進(jìn)行曲面設(shè)計(jì)，在高曲率

區(qū)增加點(diǎn)而不破壞形狀，從圖5.17可以明顯看出，增強(qiáng)表面嚙合后，整個(gè)多邊形網(wǎng)格得到了

進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整。

(a)增強(qiáng)表面嚙合前(b)增強(qiáng)表面嚙合后

(c)增強(qiáng)表面嚙合前(d)增強(qiáng)表面嚙合后

圖5.17增強(qiáng)表面嚙合前后對(duì)比圖

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7.邊界優(yōu)化

(1)編輯邊界

執(zhí)行【修改】→【編輯邊界】命令，打開編輯邊界對(duì)話框，如圖5.18，一般情況下，

選擇部分邊界，通過(guò)設(shè)置控制點(diǎn)和張力來(lái)拉直邊界。

圖5.18“編輯邊界”對(duì)話框

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圖5.19邊界選擇

(a)拉直邊界前（b）拉直邊界后

圖5.20邊界拉直前后對(duì)比

(2)直線化邊界

除了通過(guò)設(shè)置控制點(diǎn)和拉力來(lái)拉直邊界外，還可以直接使用直線化邊界命令來(lái)使邊界在

一條直線上。

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(a)直線化邊界前(b)直線化的邊界選擇(c)直線化邊界后

圖5.21直線化邊界對(duì)比圖

(3)將邊界投影到平面

執(zhí)行邊界模塊中的【移動(dòng)】→【將邊界投影到平面】命令，打開將邊界投影到平面對(duì)

話框，先定義對(duì)齊平面，再選擇部分邊界，即可將選擇的部分邊界投影到指定的平面，

圖5.22“將邊界投影到平面”對(duì)話框

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（a）邊界投影前(b)將邊界投影到指定的平面后

圖5.23將邊界投影到平面前后對(duì)比圖

5.2.2.實(shí)驗(yàn)二：建筑物單面墻體建模

以建筑物單面墻的建模為例主要介紹多邊形階段裁剪、創(chuàng)建邊界和抽殼命令。

1.原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)

圖5.24原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)

2.點(diǎn)云預(yù)處理

點(diǎn)階段處理同實(shí)驗(yàn)一，最后并對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行封裝，封裝后圖形如圖5.25所示.

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圖5.25封裝后建筑物單面墻

3.多邊形階段

同實(shí)驗(yàn)一首先對(duì)對(duì)多邊形網(wǎng)格創(chuàng)建流行，填充部分孔；然后利用裁剪和創(chuàng)建邊界命令輔

助窗戶部分三角網(wǎng)格的選擇，并將選擇的網(wǎng)格刪除；接著利用修復(fù)工具將墻面擬合到一個(gè)平

面；并規(guī)則化窗戶邊界；最后利用抽殼工具賦予墻體一個(gè)厚度。

(1)用平面進(jìn)行裁剪

執(zhí)行【裁剪】→【用平面進(jìn)行裁剪】命令，坐標(biāo)系選擇全局坐標(biāo)系，定義合適的系統(tǒng)

平面，并調(diào)整其到所需的高度，如圖5.26，點(diǎn)擊平面截面即可得圖5.27，點(diǎn)擊確定得到到裁

剪線，如圖5.28。

圖5.26“用平面進(jìn)行裁剪”對(duì)話框

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圖5.27平面截面

圖5.28生成截線

(2)創(chuàng)建邊界

Geomagicstudio軟件有4種創(chuàng)建邊界的方法，自樣條曲線開始的邊界、自選擇部分開

始的邊界、自多邊形開始的邊界和折角形成的邊界，其中自樣條曲線開始的邊界最為常用。

執(zhí)行【創(chuàng)建】→【自樣條曲線開始的邊界】打開從樣條創(chuàng)建邊界對(duì)話框，通過(guò)定義控制

點(diǎn)和張力來(lái)創(chuàng)建邊界。創(chuàng)建完所有輔助邊界后可以通過(guò)選擇邊界內(nèi)部分三角網(wǎng)，右擊“Select

→BoundedComponents”來(lái)選擇邊界內(nèi)部的網(wǎng)格，如圖5.33所示，可通過(guò)刪除這些網(wǎng)格達(dá)

到挖去墻體上的窗戶的目的。當(dāng)挖去所有窗戶后，可通過(guò)【邊界】→【刪除】→【刪除所有邊

界】來(lái)刪除創(chuàng)建的邊界。

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圖5.29“從樣條創(chuàng)建邊界”對(duì)話框

圖5.30從樣條創(chuàng)建的邊界

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圖5.31創(chuàng)建完所有輔助邊界后

圖5.32選擇邊界內(nèi)部網(wǎng)格

圖5.33邊界內(nèi)部網(wǎng)格被選中

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圖5.34挖去所有窗戶后

圖5.35刪除所有邊界后

(3)擬合墻面上的網(wǎng)格到平面

與實(shí)驗(yàn)一相同，通過(guò)選擇需擬合的多邊形網(wǎng)格，執(zhí)行【修復(fù)工具】→【擬合到平面】來(lái)

完成墻體的擬合。

圖5.36選擇需擬合的多邊形網(wǎng)格

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圖5.37設(shè)置對(duì)齊平面

圖5.38擬合后圖形

（4）編輯邊界

編輯邊界過(guò)程如實(shí)驗(yàn)一，圖3.72為邊界編輯后圖形

圖5.39邊界編輯后圖形

（5）抽殼

檢查整個(gè)模型的各個(gè)細(xì)節(jié)部分是否完好。例如：窗戶部分各邊界線是否拉直，平面相交

處是否存在裂縫，平面是否光滑等。注意：這一步尤其重要。否則拉完殼后再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，想

要修改是很難的，而且工作量也是原來(lái)的兩倍。

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如果一切都沒(méi)有問(wèn)題，再進(jìn)行拉殼。執(zhí)行【偏移】→【抽殼】命令，打開抽殼對(duì)話框，根

據(jù)墻體的厚度確定拉殼的距離，一般為240mm。圖5.41為抽殼前后對(duì)比圖。抽殼完后模型表

現(xiàn)會(huì)存在一定缺陷(黃色圈內(nèi)),還需進(jìn)一步修復(fù)。

圖5.40“抽殼多邊形”對(duì)話框

(a)抽殼前(b)

抽殼后

圖5.41抽殼前后對(duì)比

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圖5.42抽完殼后出現(xiàn)的缺陷圖5.43缺陷修

復(fù)完后

6.精確曲面階段

曲面階段的主要任務(wù)為輪廓線的編輯和曲面片的基本編輯，前者主要包括輪廓線的探測(cè)、

曲率的探測(cè)、輪廓線的抽取、輪廓線的編輯和延伸以及如何松弛輪廓線；后者包括曲面片的

編輯、面板移動(dòng)、曲面片松弛以及曲面片修理。

曲面階段的主要流程如圖6.1

圖6.1曲面階段操作流程圖

6.1精確曲面階段主要命令列表

表6.1精確曲面階段主要命令列表

命令主要功能

自動(dòng)造面，用最少的用戶交互自動(dòng)創(chuàng)建NURBS曲面

探測(cè)，探測(cè)輪廓線和曲面，在相對(duì)平坦的區(qū)域之間放置紅色分割符，

探測(cè)并生成輪廓線

提升約束

構(gòu)造曲面片

曲面生成及輸出格柵生成及處理

移動(dòng)面板壓縮/解壓縮曲

面片層

修理曲面片輪廓線處理

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允許調(diào)整這些區(qū)域分隔符，并在這些區(qū)域分割符內(nèi)放置黃色(可延長(zhǎng))

或橙色（不可延長(zhǎng)）的輪廓線

編輯，編輯命令中主要包括編輯輪廓線（添加、修改、移除輪廓線），

編輯延伸（修改輪廓線周圍存在的擴(kuò)展），擬合輪廓線（減少控制點(diǎn)

的數(shù)目并調(diào)節(jié)張力，以更改任何黃色或橙色輪廓線的曲率），重采樣

輪廓線（增加或減少黃色或橙色輪廓線上的控制點(diǎn)的數(shù)目），取消固

定所有頂點(diǎn)（解除對(duì)象上的所有頂點(diǎn)，使其遵從其它命令的控制）

細(xì)分或延伸，在黃色延長(zhǎng)輪廓線周圍創(chuàng)建并修改輪廓補(bǔ)丁

提升約束，修改曲面片線、輪廓線和這些線條上點(diǎn)的函數(shù)

松弛輪廓線，沿著輪廓線長(zhǎng)度放松張力以便輪廓線更平滑，包括松弛

所有輪廓線和松弛選擇輪廓線兩種方式

構(gòu)造曲面片，通過(guò)輪廓線與邊界線生成一個(gè)曲面片邊界結(jié)構(gòu)

修理曲面片，逐步查看曲面片布局的問(wèn)題區(qū)域以進(jìn)行檢查和修復(fù)

松弛，沿輪廓線長(zhǎng)度放松張力以便輪廓線更平滑

移動(dòng)面板，整理面板內(nèi)的曲面片

壓縮曲面片層，移除或細(xì)分整行曲面片

構(gòu)造格柵，在對(duì)象上的每個(gè)曲面片內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)有序的U-V網(wǎng)格

松弛格柵，松弛格柵結(jié)構(gòu)使表面更平滑，但可能會(huì)丟失部分特征信息

指定，控制網(wǎng)格屬性的命令，可指定尖銳輪廓線和平面區(qū)域

在對(duì)象上生成一個(gè)NURBS曲面

就選擇對(duì)象與從下拉列表內(nèi)選擇的對(duì)象之間的偏差生成三維色碼映射

6.2實(shí)驗(yàn)

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53

本實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是在已經(jīng)處理好的多邊形對(duì)象（毛主席塑像）上擬合NURBS曲面，并通過(guò)

執(zhí)行一些基本編輯來(lái)改進(jìn)曲面片布局。

1.輪廓線生成

輪廓線的生成方法有二種，一是探測(cè)曲率自動(dòng)生成輪廓線，二是探測(cè)輪廓線，再抽取出

輪廓線。這二種方法只能二選其一，分別介紹如下：

(1)探測(cè)曲率

選擇【輪廓線】→【探測(cè)曲率】命令，在管理器面板上彈出“探測(cè)曲率”對(duì)話框。選

中“自動(dòng)評(píng)估”復(fù)選框，“曲率級(jí)別”設(shè)置為0.3，選中“簡(jiǎn)化輪廓線”復(fù)選框，單擊

按鈕，得到如圖6.5(b)所示的輪廓線，單擊按鈕完成該命令。

【探測(cè)曲率】命令將會(huì)引導(dǎo)軟件自動(dòng)地依據(jù)模型曲面的曲率生成輪廓線?！白詣?dòng)估計(jì)”

是讓軟件根據(jù)模型的復(fù)雜程度自動(dòng)判斷輪廓線的生成，而“曲率級(jí)別”決定了最高曲率線的

臨界值，它的值越小，最高曲率線的臨界值就越小，即橘黃色線出現(xiàn)的可能性越大。

圖6.2“探測(cè)曲率”對(duì)話框

（2）探測(cè)輪廓線

選擇【輪廓線】→【探測(cè)輪廓線】命令，在管理器面板上彈出“探測(cè)輪廓線”對(duì)話框。

通過(guò)設(shè)置區(qū)域的曲率敏感性、分隔符敏感性和最小面積，單擊按鈕探測(cè)區(qū)域，并通

過(guò)編輯命令對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行修改，修改完成后，單擊按鈕，得到如圖6.4(c)所示

的輪廓線，最后單擊按鈕完成該命令。

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54

圖6.3“探測(cè)輪廓線”話框

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55

(a)探測(cè)輪廓線(b)編輯后探測(cè)輪廓線(c)

抽取輪廓線

圖6.4探測(cè)輪廓線進(jìn)程

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56

(a)生成輪廓線前(b)探測(cè)曲率方法生成輪廓線(c)探測(cè)輪

廓線方法生成輪廓線

圖6.5生成輪廓線對(duì)比圖

2.提升約束

執(zhí)行【輪廓線】→【提升約束】→【升級(jí)/約束】，在管理器面板中彈出“升級(jí)/約束”

對(duì)話框。其中【局部】對(duì)話框用于對(duì)局部的曲率線或點(diǎn)進(jìn)行操作，單擊如圖3.82(a)中的黑色

輪廓可將其升級(jí)為橘黃色輪廓線（高曲率輪廓線），如果錯(cuò)選了輪廓線，可以同時(shí)按著ctrl

鍵同時(shí)單擊該輪廓線，取消升級(jí)或降級(jí)?！救帧繉?duì)話框用于進(jìn)行全局操作，【全部約束】

即對(duì)所有點(diǎn)、線進(jìn)行約束。選擇完所有需升級(jí)約束的曲線或點(diǎn)后，單擊和

按鈕即完成輪廓線的升級(jí)，升級(jí)后的輪廓線效果如圖6.7(b)所示。

圖6.6“升級(jí)/約束”對(duì)話框

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(a)提升約束前(b)提升約束后

圖6.7提升輪廓線約束前后對(duì)比圖

3.構(gòu)造曲面片

執(zhí)行【曲面片】→【構(gòu)造曲面片】命令，選中“自動(dòng)估計(jì)”復(fù)選框，并勾選“檢查路

徑相交”復(fù)選框避免相交路徑的出現(xiàn)，單擊按鈕，得到如圖6.9(b)所示圖形，最后

單擊按鈕完成曲面片的構(gòu)造。

圖6.8“構(gòu)造曲面”對(duì)話框

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(a)構(gòu)造曲面前(b)構(gòu)造曲面后

圖6.9構(gòu)造曲面前后對(duì)比圖

4.移動(dòng)面板

(1)選擇菜單【曲面片】→【移動(dòng)】→【移動(dòng)面板】，在管理器面板中彈出如圖6.10

所示的“移動(dòng)面板”對(duì)話框。在“操作”一欄選擇“編輯”選項(xiàng)，這樣就可以將輪廓線的頂

點(diǎn)移到想要的地方，與此同時(shí)還可以升級(jí)/降級(jí)線。在移動(dòng)輪廓線頂點(diǎn)時(shí)需要注意輪廓線不可

相交，且盡量使最高曲率線位于區(qū)域最高的位置，這對(duì)于生成的曲面片的質(zhì)量有好處。

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圖6.10“移動(dòng)面板”對(duì)話框

(a)頂點(diǎn)移動(dòng)前(b)頂點(diǎn)移動(dòng)后

圖6.11移動(dòng)面板前后對(duì)比

升級(jí)線

頂點(diǎn)移動(dòng)

升級(jí)線

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(2)定義曲面片

在“操作”一欄選擇“定義”選項(xiàng)，“類型”一欄選擇“格柵”復(fù)選框，單擊圖6.12所

示區(qū)域任一地方，該區(qū)域?qū)⒁园咨母吡列问斤@示。在輪廓上的節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)4個(gè)有圓圈的角

點(diǎn)，并用數(shù)字表示每二個(gè)角點(diǎn)之間的曲面片的數(shù)量。如果數(shù)字顯示藍(lán)色說(shuō)明兩對(duì)面曲面數(shù)相

等，如果是紅色，則提醒兩對(duì)面的曲面數(shù)不等，需要在“操作”一欄中選擇“添加/刪除2條

路徑”，然后在要改變的那個(gè)邊上單擊一下增加二個(gè)曲面片，或按著ctrl并同時(shí)單擊需減少

曲面片的路徑，從而使兩對(duì)面的曲面數(shù)相等（如圖6.13），最后單擊按鈕，曲面

片被重新布局，如圖6.12所示，在定義曲面片時(shí)，雕塑上部分不規(guī)則，類型一欄選擇“自動(dòng)

探測(cè)”，而雕塑下方石臺(tái)比較規(guī)則，類型一欄選擇“格網(wǎng)”模式，整個(gè)雕塑完成曲面片定義

后如圖6.14所示，由圖可見模型的曲面片得到了進(jìn)一步優(yōu)化。

(a)選擇需定義的曲面片(b)定義曲面片

后

圖6.12定義曲面片

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(a)定義曲面片時(shí)對(duì)面曲面片不等(b)通過(guò)“添加/刪除2條路

徑”使對(duì)面曲面片相等

圖6.13通過(guò)“添加/刪除2條路徑”調(diào)節(jié)對(duì)面曲面片數(shù)

圖6.14定義曲面片后

5.壓縮/解壓縮曲面片層

執(zhí)行【曲面片】→【壓縮/解壓縮曲面片層】，在管理器面板中彈出如圖6.15所示的

“壓縮曲面片層”對(duì)話框，該命令用于刪除或細(xì)分整行的曲面片，【壓縮】合并曲面片的兩

行為一行，如圖6.16所示，而【解壓縮】則正好相反，其將曲面的一行分為兩半，如圖6.17

所示。

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圖6.15“壓縮曲面片層”對(duì)話框

(a)壓縮前(b)壓縮后

圖6.16壓縮前后對(duì)比

(a)解壓縮前(b)解壓縮后

圖6.17解壓縮前后對(duì)比

6.修理曲面片

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執(zhí)行【曲面片】→【修理曲面片】命令，在管理器面板中彈出如圖6.18所示的“修

理曲面片”對(duì)話框，選擇“操作”一欄中的“移動(dòng)頂點(diǎn)”和“編輯頂點(diǎn)”，由有分析可看出

錯(cuò)誤類型和數(shù)量，通過(guò)走查定位到錯(cuò)誤所在，移動(dòng)頂點(diǎn)到合適位置，更新直到幾乎所有錯(cuò)誤

類型都不存在即可，單擊完成修改。

圖6.18“修理曲面片”對(duì)話框圖6.19編輯頂點(diǎn)

狀態(tài)

7.編輯輪廓線

執(zhí)行【輪廓線】→【擬合輪廓線】，選擇需要擬合的輪廓線，設(shè)置控制點(diǎn)和張力，點(diǎn)擊

，由圖6.21可見該線被拉直了，單擊確定完成【擬合輪廓線】命令。

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圖6.20“擬合輪廓線”對(duì)話框

(a)擬合輪廓線前(b)擬合輪廓線后

圖6.21擬合輪廓線前后對(duì)比圖

8.松弛輪廓線和曲面片

執(zhí)行【輪廓線】→【松弛選擇的輪廓線】命令，選擇雕塑上部分的輪廓線，需輸入迭代

次數(shù)，點(diǎn)擊確定即可完成邊界松弛，對(duì)下部石臺(tái)無(wú)需松弛邊界，否則會(huì)丟失棱角信息。

執(zhí)行【曲面片】→【松弛】→【松弛補(bǔ)?。ㄇ€式）】命令，有助于均勻分布曲面片，

得到效果如圖6.22所示。

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圖6.22松弛輪廓線和曲面片后效果圖

9.構(gòu)造格柵

執(zhí)行【格柵】→【構(gòu)造格柵】命令，設(shè)置分辨率為20，這意味著每個(gè)曲面將會(huì)生成20

個(gè)更小的曲面片，這些曲面片以直角的形式分布于大的曲面片里。NURBS曲面的控制點(diǎn)將遵循

這些柵格。勾選【修復(fù)相交區(qū)域】復(fù)選框，用于檢查相交的格柵并進(jìn)行修復(fù)，通常選中該項(xiàng)。

【檢查幾何圖形】是指是否通知用戶，一旦完成這個(gè)功能，不論是否存在不完善的區(qū)域都將

使用格柵固定住，一般不選中該項(xiàng)。單擊“應(yīng)用”按鈕，生成如圖6.24所示的模型，單擊“確

定”按鈕退出命令。

圖6.23“構(gòu)造柵格”對(duì)話框

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圖6.24生成格柵

10.指定尖角輪廓和平面區(qū)域

(1)指定尖角輪廓

指定尖角輪廓和我們平時(shí)比較熟悉的銳化命令相似，通過(guò)選擇【格柵】→【指定】

命令,在其下拉菜單中選擇指定尖角輪廓，打開“指定尖角輪廓”對(duì)話框，在“選擇”一欄勾

選輪廓線，用選擇工具選擇需要的輪廓線，選中的輪廓線將以紫色顯示，如圖6.26，單擊

按鈕，約束選定的輪廓線。

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6.25“指定尖角輪廓線”對(duì)話框6.26選中的輪

廓線紫色顯示

(2)指定平面區(qū)域

在【格柵】→【指定】命令的下拉菜單中選擇指定平面區(qū)域，打開“指定平面區(qū)域”對(duì)

話框，勾選將邊界標(biāo)記為尖銳，用套索選擇工具選擇需要置平的區(qū)域，并單擊按鈕，

依次指定平面區(qū)域，指定的平面區(qū)域?qū)⒁圆噬吡溜@示。

圖6.27“指定平面區(qū)域”對(duì)話框

圖6.28指定的平面區(qū)域高亮顯示

11.擬合曲面

選擇【曲面】→【擬合曲面】命令，打開“擬合曲面”對(duì)話框，系統(tǒng)將以面板上的格

柵為基礎(chǔ)創(chuàng)建一個(gè)NURBS曲面，創(chuàng)建的NURBS曲面如圖6.30所示。

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對(duì)話框中部分選項(xiàng)說(shuō)明如下：

（1）【擬合方法】對(duì)話框用于選擇曲面擬合的方法。

【適應(yīng)性】方法將優(yōu)化每個(gè)曲面片內(nèi)所使用的控制點(diǎn)的數(shù)量，是較常采用的方法；

【常數(shù)】方法將建立一個(gè)含有常數(shù)個(gè)控制點(diǎn)的布局。

（2）【設(shè)置】對(duì)話框用于設(shè)置擬合的參數(shù)。

【最大控制點(diǎn)數(shù)】指定控制點(diǎn)數(shù)的最大值；

【公差】指定NURBS曲面相對(duì)于原始曲面片偏離的最大距離；

【表面張力】用于調(diào)整精度和平滑度之間的平衡；

【體外孤點(diǎn)百分比】在NURBS曲面公差允許范圍內(nèi)，指定基本網(wǎng)格內(nèi)可以超出公差

的點(diǎn)的百分比。

圖6.29“擬合曲面”對(duì)話框圖6.30生

成NURBS曲面

12.偏差分析

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利用偏差分析可查看生成的曲面模型與原始殿宇之間的偏差，通過(guò)單擊【偏差分析】

命令，打開“偏差分析”對(duì)話框，如圖6.31，設(shè)置參考對(duì)象、測(cè)試對(duì)象、顏色段等參數(shù)，

點(diǎn)擊按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)測(cè)試對(duì)象和參考對(duì)象之間的偏差進(jìn)行分析，并以不同的顏色

分級(jí)顯示誤差大小，如圖6.32所示。

6.31“偏差分析”對(duì)話框

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圖6.32偏差顯示

13.文件輸出

利用文件→另存為，輸出*.dxf格式數(shù)據(jù)，可供AUTOCAD進(jìn)一步處理。