MESSAGE--具有自由曲面造型功能的立体造型系统

MESSAGE是一具有自由曲面造型功能的立体造型系统,它能够处理二次曲面、旋转曲面、广义sweeping曲面、自由曲面以及由平面和上述曲面围成的三维物体,系统以平面及双三次有理B样条曲面为基本曲面模型,提供了布尔运算、glue运算及多种局部修改运算.系统还具有一个独立的几何数据库,可以支持一些重要的工程应用.     

逆向工程中测量数据曲面重构技术研究

文中首先介绍了自由曲面的描述方式,并提出了一种对点云数据进行NURBS曲面重建的改进算法。该算法通过对目标函数的修正及迭代处理,将测点数据的有理B样条曲线拟合问题转化为一单变量的优化问题。从而容易求得控制点三维坐标、权值、各测点所对应的参数值及最优控制点的数目,进而有效地压缩测量点云数据量。该方法克服了现有方法存在的需要求解多变量的非线性优化问题,不能对最优控制点数目进行求取等缺陷。实践表明,文中提出的方法是行之有效的。     

绕一角点的Bézier三角曲面片的光滑拼接

为了降低绕一角点的Bézier三角曲面片光滑拼接的难度,根据曲面光滑拼接的几何特征和相容性条件构造了插值数据应满足的方程组,利用方程组有解的条件得到绕一角点的多项式曲面片G1,G2和高斯曲率连续拼接的方法;然后利用重心坐标和直角坐标的关系将多项式曲面片转化为Bézier三角曲面片,得到相应的绕一角点的Bézier三角曲面片光滑拼接的方法.对于G1,G2和高斯曲率连续拼接,曲面的次数分别为3次,5次和4次.实例结果表明,采用文中方法所得曲面的次数低、易于修改,且该方法快捷、形状局部可调性强.     

NURBS自由曲面造型的应用研究

本文论述了自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲线和曲面）的理论和技术基础,并对ＣＡＤ领域的工程实际应用进行了研究和探索。     

绕一个角点的Bézier三角曲面片C1连续拼接

提出一个混合方向导数的新概念,构造了在每一张三角片上为4次、边界曲线也为4次的C1连续曲面;与Loop引入扭相容条件的求解法相比,所得曲面的次数低2次,更重要的是增加了形状局部可调性.     

一种基于G~1拼接技术的曲面造型新方法

C-B样条曲线不能精确表示半圆弧和半椭圆弧。本文讨论了C-B样条曲线和有理三次Bézier曲线的端点性质,在对C-B样条曲线和有理三次Bézier曲线端点特性分析的基础上,通过增加控制顶点使C-B样条曲线通过控制多边形的首末顶点并与首末边相切,给出了C-B样条曲线和有理三次Bzier曲线间G1拼接条件,利用有理三次Bézier曲线能够精确表示半圆弧的特点,与C-B样条曲线进行G1拼接,从而较好地解决了C-B样条曲面造型中圆弧和半圆弧的表示问题,有效地增强了C-B样条方法控制及表达曲线的能力。     

复杂曲面造型原理及其工程应用

复杂曲面的逆向造型是曲面造型的核心。针对目前CAD／CAM系统存在复杂曲面造型方面的不足,开发了数据预处理程序,对测量得到的实体数据进行平滑滤波处理,消除由此带来的噪声影响,再利用预处理后的数据实现从型值点到控制点的反算以及B样条曲面的重构。结合Pro／E软件,较好的实现了复杂曲面的实体造型,从而为后续的数控加工打下了基础。     

圆弧曲线段和球面曲面片的多项式逼近

鉴于现有的CAD/CAM造型系统不能处理圆和球面的隐式方程以及用三角函数所表示的参数方程,因此为了使现有的CAD/CAM造型系统能够处理圆弧、圆以及球面曲面片、球面,人们只能采用参数多项式和参数有理多项式来逼近它们。为了能更好地对圆弧曲线段和球面曲面片进行逼近,提出了一种基于最小二乘范数的参数Bézier多项式逼近方法。该方法根据在最小二乘范数L2下所定义的距离函数取最小值,首先得到了一个圆弧曲线段和球面曲面片的参数Bézier多项式逼近式,并把该逼近多项式表示成两个行列式的商的形式。如果所取圆弧曲线段或球面曲面片为圆或球面时,则可得到圆或球面的参数Bézier多项式逼近式。另外,用该方法也可得到椭圆弧曲线段和椭球面曲面片的参数Bézier多项式逼近式。最后给出了一些数值实例,数值实验结果表明,该方法是有效的。     

一个运行于微机上的NURBS曲面造型系统

本文介绍了作者研制的一个运行微机上的ＮＵＲＢＳ（非均匀有理Ｂ样条）曲面造型系统，内容包括所采用的算法系统功能及界面设计，消隐与汉化的实现方法。     

NURBS三参数实体造型及在模具CAD/CAM中的应用

在大量ＣＡＤ／ＣＡＭ应用类问题中，不但需要描述实体的外形，也要求表达实体的内部信息．针对这个要求，本文提出了ＮＵＲＢＳ三参数实体造型方法和形体构筑技术．本文将此方法应用于模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中，如有限元建模中的形体三维有限元网格生成及相应的应力分析、质量特性计算等问题.     

汽车发动机风扇叶片的逆向造型与分析

以汽车发动机风扇为研究对象,采用ATOS光学测量系统对风扇表面数字化得到其三角网格模型,利用三角网格数据预处理技术、过渡曲面特征提取方法、三维重构及实体造型原理对叶片进行逆向造型,并对重构的模型进行光顺性和精度校检。获得符合设计要求的叶片实体模型。     

C-曲线间G1拼接条件及在曲面造型中的应用

C-B样条无法精确表示半圆弧和半椭圆弧,在对C-B样条曲线和C-Bézier曲线基函数及端点特性分析的基础上,通过增加控制顶点使C-B样条曲线通过控制多边形的首末顶点并与首末边相切,给出了C-B样条曲线和C-Bézier曲线间G1拼接条件;利用C-Bézier曲线表示半圆弧和半椭圆弧,并与C-B样条曲线进行G1拼接,从而解决了C-B样条曲面造型中半圆弧和半椭圆弧的表示问题。     

柳编工艺品的三维几何造型研究

针对柳编工艺品的三维几何造型问题,采用Bèzier曲线拟合柳编工艺品中柳条中心轴线方程,利用Bèzier曲面理论及相关知识构造柳条的外部轮廓曲面方程,根据其不同的外形确定相应的底部框架,从而在PC机上实现了各种形状的柳编工艺品的三维重建.实验结果表明,该方法不仅可以进行有效的柳编工艺品的三维重建,而且由参数控制的外形变化简单,具有广阔的应用前景.     

Geomagic Fashion在逆向工程快速曲面造型中的应用

曲面重建是逆向工程中最为关键的环节之一,其处理速度和质量最终制约着下游CAD再设计等作业进程.     

毛发的结构造型方法

人物的绘制是当今计算机图形学中的一项重要任务,特别吸引人的是头发的生成技术.头发生成技术的难点在于其精细的形状和庞大的数量.文章针对头发提出了弯曲纹元和三维纹理体的概念,并给出了它们的数学表达式以及对不同发型的描述方法.弯曲纹元和三维纹理体是一般三维纹理的结构.带三维纹理的景物是由弯曲纹元和三维纹理体构成的,三维纹理体可再分成多个弯曲纹元,因而指明了三维纹理空间的结构,并解决了三维纹理曲面的造型问题.文章通过不同例子表明了结构造型方法在描述头发中的应用价值.     

具有保面积参数化的双二次Bézier曲面

为了构建具有保面积参数化的双二次Bézier曲面,提出2种双二次Bézier曲面的构造算法.首先根据曲面第一微分基本形式,推导双线性和双二次Bézier曲面满足保面积参数化的约束条件,得出具有保面积参数化的双线性有理Bézier曲面只能是平行四边形的结论;然后根据双二次曲面的约束条件,通过求解方程组的形式设计符合约束条...     

基于STEP的曲线曲面造型技术

ＳＴＥＰ做为新一代的产品数据交换标准，正在被越来越多的ＣＩＭＳ系统所青睐，本文介绍了ＳＴＥＰ的特点，特别是对ＳＴＥＰ中做为曲线曲面造型系统设计基础的几何与拓扑集成资源作了较深入的解剖和分析，并在此基础上提出了一个基于ＳＴＥＰ的曲线曲面造型系统ＡＤＤＳＳ。     

一种基于视觉的自由曲面三维测量系统

采用线结构光和单CCD摄像机构成自由曲面三维测量系统。探讨了摄像机标定、激光平面标定、被测物体点三维坐标计算及多视角测量数据融合等关键技术。在多视角测量数据融合中采用Screw理论，将坐标系关系求取中带约束的多变量非线性优化问题转化为线性方程组的最小二乘问题。简化了计算的复杂性，提高了求解过程的稳定性．进行了实验研究，给出了实验结果。