第9讲-几何形体定义及其关键技术.pdf

计算机图形学与CAD技术 第9讲 几何形体定义及其关键技术 1．几何形体定义方法 2. 布尔运算基本原理 3. 三维形体的显示原理 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1 常见几何形体定义方法 对于设计师而言，所关心的是如何快捷、方便地设计一 个满足需求的零件结构 （即零件形体）。 对CAD系统来说，形体定义就是用少量的参数描述几何形 体的大小、形状和位置。 几何造型系统的优劣首先取决于是否提供好的形体定义 能力，除了要有良好的用户界面以外，还需提供多种造型方 法，这样不仅能扩大造型系统的几何覆盖率，而且能提高工 程师的设计效率。 常用几类形体输入方法： 1）基本体素法 2）扫描变换法 3）局部操作 4）特征表示 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.1 基本体素法 常用的基本体素有方盒、锥、柱、球、环等 绝大多数商用CAD系统都提供该功能，尤其是游戏系统应用更广泛。 用户仅需输入一些简单的参数便可以定义这些体素的大小、形状和位置。 因此商用系统提供自定义体素功能，为用户定义专用的特征库提供方便。 值得注意的是：用户仅需按提示交互定义 （对话框或简单草图）形 体，计算机内部用CSG表达记录定义参数及历史，同时自动生成定义形 体的BREP表达模型。 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.2 扫描变换法 扫描变换是基于一条曲线或表面或形体沿某一路径运动 而产生形体，现有CAD使用广泛。 平行扫和旋转扫变换是最基本的方法。如果在平扫过程中引入缩放参 数，还可以得到截面变化的锥形形体，如果扫描方向与z轴成一夹角，扫 出的形体将是一个错切体。 此外有自由扫、变截面扫、蒙皮技术等生成曲面和实体。 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.2 扫描变换法 平行扫变换通常由用户简单地定义一截面轮廓，然后沿 指定方向平行延伸一定的距离生成平扫体 旋转扫变换通常由用户简单地定义一截面轮廓，然后绕 给定轴线旋转一定的角度生成旋转体。 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.2 扫描变换法 广义扫变换 值得说明的是：用户仅需按提示交互定义扫描截线及扫描轨迹，计算机 内部用CSG表达记录定义参数及历史，同时自动生成定义形体的BREP表达模型。 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.3 局部操作 局部操作从宏观上来看不改变形体的整体结构，只作局部 修改。如圆角过渡、倒角等 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.3 局部操作 造型系统提供局部操作功能，目的是为用户提供更直观方 便的定义形体局部信息的方法。 值得说明的是：用户仅需按提示交互定义提供局部操作功能，计 算机内部用CSG表达记录定义参数及历史，同时直接修改原始输入形 体的BREP表达模型 （即直接修改形体的面、环、边、点等数据表）， 并形成新的BREP表达。 局部操作功能比在整体意义下形体间的布尔运算具有更高的效率 和稳定性 。 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 1.4 实体特征表示 实体模型仅提供产品的几何形状信息，但不能显式地标注 尺寸，末提供公差、表面粗糙度、材料性能和加工要求等重要 的产品制造信息。 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD技术 第12讲 建模系统关键技术 1．几何形体定义方法 2. 布尔运算基本原理 3. 三维形体的显示原理 几何形体定义及其关键技术 计算机图形学与CAD