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Imageware逆向造型,第二章 Imageware 逆向造型技术,Imageware 软件基础 Imageware 点云处理过程,2,2-1 Imageware 软件基础,Imageware 用户界面 Imageware 功能模块 Imageware 基本操作 Imageware 实体管理 Imageware 点云导入与转换,3,2-1-1 Imageware 用户界面,视图区域,4,2-1-1 Imageware 用户界面,菜单栏,5,2-1-1 Imageware 用户界面,主工具条,6,2-1-1 Imageware 用户界面,创建工具条,7,2-1-1 Imageware 用户界面,构造工具条,8,2-1-1 Imageware 用户界面,修改工具条,9,2-1-1 Imageware 用户界面,评估工具条,10,2-1-1 Imageware 用户界面,捕捉工具条,11,2-1-1 Imageware 用户界面,过滤工具条,根据当前文件中的对象不同，将显示不同的内容,12,2-1-1 Imageware 用户界面,工具条的显示设置,13,2-1-1 Imageware 用户界面,滑动条,14,2-1-1 Imageware 用户界面,模式条,1、对话框显示 / 隐藏切换,2、切换约束的关联 / 不关联,3、切换压扁显示 / 正常显示,4、切换对称 / 不对称显示,5、控制点显示 / 隐藏,6、曲线曲率显示 / 隐藏,7、曲面曲率显示 / 隐藏,8、截面线显示 / 隐藏,9、曲率公差相对 / 绝对切换,15,2-1-2 Imageware 功能模块,1、基础模块 包含诸如文件存取、显示控制及数据结构。 2、点处理模块 点处理模块包含处理点云数据的工具 3、曲线、曲面模块 提供完整的曲线曲面建立和修改的工具，包括扫掠、放样及局部操作用到的圆角、翻边及偏置等曲面建立命令。 4、多边形造型模块 提供完美的三角形数据处理，提供处理任何大小的多边形模型的能力，能够处理以下的数据源和数据类型：STL数据、有限元数据和VRML数据。,16,2-1-2 Imageware 功能模块,5、检验模块 可检测复杂数字形状与物理以及物理样机的三维模型。提供大量工具以输入CAD数据及点云数据并将这些数据进行对其用于比较零件与扫描数据之间定性及数量上的差别。 6、评估模块 包含定性和定量的评定模型总质量的工具。定量评估提供关于事物与模型精确的数据反馈，定性评估强调评价模型的美学质量。,17,2-1-3 Imageware 基本操作,一、鼠标的应用,1、鼠标左键 鼠标左键用于选择几何体、拖动对象以及选择菜单和对话框中的命令和按钮。常用功能如下： （1）选取浮动工具条上的命令图标。 （2）在视图区中选取几何对象。 （3）在对话框中单击几何对象的名称，会选中该对象。 （4）按住shift+鼠标左键，拖动鼠标可以对视图进行旋转。,18,2-1-3 Imageware 基本操作,一、鼠标的应用,2、鼠标中键 鼠标中键一般用于执行命令。常用功能如下： （1）在对话框中，单击鼠标中键，相当于单击对话框中的【Apply】。 （2）按住shift+鼠标中键，上下拖动鼠标可以对视图进行缩放。左右拖动鼠标可以对视图进行旋转，旋转轴垂直于视图。,19,2-1-3 Imageware 基本操作,一、鼠标的应用,4、鼠标右键 又称为鼠标菜单键。具体功能如下 （1）在视图内不同的区域单击鼠标右键会弹出不同的浮动工具条。 （2）按住shift+鼠标右键，拖动鼠标可以对视图进行移动。 （3）在工具条的空白区域单击右键，可弹出浮动工具菜单。,20,2-1-3 Imageware 基本操作,二、快捷键的应用,1、视图快捷键,2、显示快捷键,21,2-1-3 Imageware 基本操作,三、功能设置,命令：【Edit】【Preferences】系统设置,22,2-1-3 Imageware 基本操作,三、功能设置,命令：【Edit】【Preferences】点的设置,23,2-1-3 Imageware 基本操作,三、功能设置,命令：【Edit】【Preferences】曲线的设置,24,2-1-3 Imageware 基本操作,三、功能设置,命令：【Edit】【Preferences】曲面的设置,25,2-1-3 Imageware 基本操作,四、View的操作,26,2-1- 4 Imageware 实体管理,所有实体的共有特征：,名称：系统提供唯一的名称。 可见性：可见性可以决定实体的可选性。 颜色：每个实体被分配有默认的颜色，可被改变。 当前激活的：使实体成为所有操作默认的实体。 层：每个实体都必须位于一个层中。,27,2-1- 4 Imageware 实体管理,2、图层管理,命令：【Edit】【Layer Manager】,28,2-1- 4 Imageware 实体管理,2、图层管理,图层操作： 1、新建图层：在树目录的子项中增加一个新图层。 2、删除图层：删除被选择的图层。 3、合并图层：将所选中的图层拖到另一个图层上，即可把这两个图层合并。 4、在图层之间移动实体：选择一个实体并将其拖到另一个图层上，即可把所选择的实体放到另一个图层上。,29,2-1- 4 Imageware 实体管理,3、实体名称的显示和更改,30,2-1- 5 点云导入与转换,1、点云文件的类型,Imageware格式的点云，扩展名为imw。 IGS格式是点云中所有点每个点坐标的集合。IGS点云除了坐标外不含有别的任何信息，具有良好的兼容性，UG、Pro/E、CATIA软件都能识别。 STL格式是处理后的点云，它与IGS的区别在于它是网格化的点云。 imw是上述两种点云的综合处理结果，点云即可以点的形式显示，也可以三维网格显示，它包含了点、线、面的信息,31,2-2 Imageware 点云处理过程,点云的显示 点云噪点清理与区域分割 点云测量与查询 点云稀释及网格化 点云对齐 点云薄片的提取 点云剖面的提取,32,点云的处理过程,33,2-2-1 点云的显示,一、点云的显示,34,2-2-1 点云的显示,命令：【Display】/【Point】/【Display】,样品点频率,扫描点频率,点的尺寸,二、改变点云的显示模式,35,2-2-2 噪点清理与区域分割,命令：【Modify 】/【Extract 】/【Circle-Select Point 】,命令操作过程： 单击Clear All开始 用鼠标点击建立多边形区域 选择需要keep point选项 单击apply。,1、多边形框选点云,36,命令：【Modify 】/【Scan Line】/【Pick Delete Points 】,命令操作过程： 单击Clear All开始； 选择需要删除的点； 单击apply。,2、选取删除点,2-2-2 噪点清理与区域分割,37,2-2-3 点云测量与查询,Imageware提供了许多测量工具,1、测量点间距离： 命令：【Measure 】/【Distance 】/【Between Points】,2、测量点间角度： 命令：【Measure 】/【Angle /Tangent Direction】/ 【Between Points】,3、测量点间的方向： 命令：【Measure 】/【Angle /Tangent Direction】/ 【 Direction Between Points】,38,2-2-3 点云测量与查询,Imageware提供了许多测量工具,4、测量点的坐标值： 命令：【Measure 】/【Location 】/【Point Location】,5、查询点云的信息： 命令：【Evaluate】/【Information】/【Object】,39,2-2-4 精简点云数据,命令：【Modify 】/【Data Reduction 】/【 Space Sampling 】（间距采样）,1、精减数据,利用设置的距离公差，删除在距离公差内的点，既适合处理有序点也适合散乱点。,40,2-2-5 点云的网格化,将任意一点与其相邻两点组成三角形面，全部三角形面拼接在一起就成为网格化的点云。,41,2-2-5 点云的网格化,命令：【Construct】/【Polygon Mesh】/ 【 Polygonize Cloud 】,42,2-2-6 点云的平滑处理,命令：【Modify 】/【Smooth】/【scan】,过滤器类型,过滤器大小,43,2-2-7 对点云切段处理,命令：【Modify】/【Extract】/【Slice】,此命令利用设定的切片平面对点云进行切片处理，把点云分割成具有相同宽度的带状点云。,44,2-2-7 对点云切段处理,命令：【Modify】/【Extract】/【Slice】,45,2-2-8 提取点云剖面,命令：【Construct】/【Cross Section】,46,2-2-8 提取点云剖面,命令：【Construct】/【Cross Section】,1、 Cloud Parallel 平行剖切 此命令的作用是利用平行于指定方向的一系列平面与点云相交，截切出一系列的点云。,47,2-2-8 提取点云剖面,命令：【Construct】/【Cross Section】,2、 Cloud Circular 环形剖切 此命令是以指定的轴线为中心，用通过轴线的一组平面在点云上切割出新的点云，常用于对旋转件剖切面的构造。,48,练习一 测量数据的预处理,命令： 【Modify 】/【Extract 】/【Circle-Select Point 】,1、 清除噪声点,命令： 【Modify 】/【Data Reduction 】/【 Space Sampling 】,2、 精简点云数据,文件： Running-Board.imw， Sel.imw.,文件：Start.imw.,49,练习一 测量数据的预处理,命令： 【Construct】/【Polygon Mesh】/ 【 Polygonize Cloud 】,3、 点云网格化,命令： 【Modify 】/【Smooth】/【scan】,4、 点云的平滑处理后再网格化,文件： Start.imw.,文件： Face.imw.,50,练习一 测量数据的预处理,命令： 【Modify】/【Extract】/【Slice】,5、 对点云进行切段处理,命令： 【Construct】/【Cross Section】,6、 提取点云剖切面,文件： Slice.imw.,文件： Parallel.imw.,Cloud Parallel 平行剖切,文件： Circular.imw.,Cloud Circular 环形剖切,51,练习一 测量数据的预处理,练习内容： 精简数据。 将点云分成帽檐和帽体两部分。 在帽体上创建若干截面线。 删除帽体点云数据。 对帽檐数据进行精简。 将文件保存为igs格式。,7、综合练习：aqm.imw,52,2-2-9 点云的对齐与定位,53,2-2-9 点云的对齐与定位,54,2-2-9 点云的对齐与定位,一、点云对齐与定位的方法,55,2-2-9 点云的对齐与定位,一、点云对齐与定位的方法,56,2-2-9 点云的对齐与定位,Imageware定位的方式可以是点云与点云的定位，也可以利用对象上的几何特征来定位，如平面、圆心、轴心、圆柱等。而这些几何特征可分为三类：点、线、面。,二、配对定位的形式,点的定义包括：单一点、圆心、弧线中心、球心等。 线的定义包括：有方向性和无方向性的线，例如：直线、圆柱中心轴心、圆锥中心轴心等。 面的定义包括：平面、园等。,57,2-2-9 点云的对齐与定位,二、配对定位的形式,58,2-2-9 点云的对齐与定位,三、由点云拟合基本曲线,命令： 【Construct】/【Curve From Cloud】/【Fit Line】,1、 拟合为直线,命令： 【Construct】/【Curve From Cloud】/【Fit Arc】,2、 拟合为圆弧,命令：【Construct】/【Curve From Cloud】/【Fit Circle】,3、 拟合为圆,59,2-2-9 点云的对齐与定位,三、由点云拟合基本曲线,命令：【Construct】/【Curve From Cloud】/【Fit Ellipse】,4、 拟合为椭圆,命令： 【Construct】/【Curve From Cloud】/【Bounding Circle】,5、 边界圆,60,2-2-9 点云的对齐与定位,四、由点云创建曲面,命令：Construct / Surface From Cloud / Fit Plane,1、 拟合平面,命令： Construct / Surface From Cloud / Fit Cylinder,2、 拟合圆柱,命令： Construct / Surface From Cloud / Fit Sphere,3、 拟合球面,命令： Construct / Surface From Cloud / Fit Cone,4、 拟合圆锥,61,2-2-9 点云的对齐与定位,三、对齐命令,62,2-2-9 点云的对齐与定位,三、对齐命令,命令：【Modify】/【Align 】,1、Mixed Mode（混合模式） 将一个实体组群与另一个相对应的实体组群通过将几何实体拟合起来以达到对齐的目的。它们的精度取决于所有实体对的平均误差，所有每个实体对的误差都近似相等。,63,2-2-9 点云的对齐与定位,三、对齐命令,命令：【Modify】/【Align 】,2、Stepwise（逐步式） 当每个实体对添加时，实体就部分的对齐，和约束混合模式相似，第一组配对为一个精确的拟合，以下每个成功的配对会有更低的准确度。,64,2-2-9 点云的对齐与定位,三、对齐命令,命令：【Modify】/【Align 】,3、Best Fit（最佳拟合） 此方法用在没有可以利用的辅助手段（如工具球、硬点或已知的特征）或因为时间或精度方面的原因，所有其他类型都不能采用时。,65,2-2-9 点云的对齐与定位,三、对齐命令,命令：【Modify】/【Align 】,4、Interactive（交互式） 此种对齐方式需要3个或更多的参考点来控制一个主要的坐标系轴（主平面），两个或更多的名义上的点来控制另外一个轴（第二平面），最后一个点控制第三轴（第三平面）。,66,练习二 测量数据的对齐,1、 用“混合模式”将下列两文件的数据进行对齐。,打开文件： Bottom-Seat-Cushion.imw， Top-Seat-Cushion.imw。 将文件中的6个球形点云数据分割出来。 【Modify 】/【Extract 】/【Circle-Select Point 】 用球形点云数据拟合出6个球面。 Construct / Surface From Cloud / Fit Sphere 对6个球面体重新命名字。 Edit / Change Entity Name,67,练习二 测量数据的对齐,1、 用“混合模式”将下列两文件的数据进行对齐。, 删除所有球形点云数据。 将要移动对齐的点云数据与它们的定位球组成为一个群组。 Edit / Create Group 执行“混合对齐”命令。 【Modify】/【Align 】/ 【Mixed Mode】,68,练习二 测量数据的对齐,2、 对“NASA AF 01”和“NASA AF 02”的数据进行对齐。用“混合模式”和“逐步式”进行对齐。,69,
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