4-幾何造型技術.ppt

1、1、第4章，幾何造型幾何造型技術、幾何造型技術、計算機表示造型方法概述、特征模型、3D圖形顯示、真實感圖形、形狀陰影顯示、概述、幾何造型技術、概念：研究如何通過計算機及其圖形設備建立、轉換、計算、顯示和管理3D形狀的學科。分類：實體建模和曲面建模對象：三維實體和三維曲面的研究對象：物體的表示方法、數(shù)據(jù)結構、操作和顯示方法等。關鍵問題：如何檢查表單的合法性，如何通過規(guī)則集操作來保證表單的規(guī)則性。身體的計算機表示，身體、物體、殼、面、環(huán)、邊、頂點、點、表面、曲線的定義。否則，它被稱為非流形形狀。身體的合法性，身體、臉或表面的計算機表示，而臉是身體表面的一部分。平面方向性可以用平面方程或系數(shù)方程來表

2、示，其有效范圍由一個外環(huán)或幾個內(nèi)環(huán)來定義。一個面可以沒有內(nèi)環(huán)，但它必須有一個外環(huán)、外環(huán)、內(nèi)環(huán)、面具有方向性、體的計算機表示、環(huán)，它是面上由有序和有向邊組成的閉合邊界。同一環(huán)中的每條邊不能自相交。兩個相鄰的邊共用一個內(nèi)環(huán)和一個外環(huán)，內(nèi)環(huán)和外環(huán)以相反的方向排列。面、外環(huán)、內(nèi)環(huán)、有向A邊、有向B邊、共享端點。內(nèi)環(huán)和外環(huán)的邊緣共享相反的方向。形狀的計算機表示是邊，它是形狀的兩個相鄰面，面2，交叉點，起點，終點，物體的計算機表示，頂點，它是邊的終點或兩條非共線線段的交點，不允許出現(xiàn)在邊的內(nèi)部，并且該點不能孤立地存在于物體的內(nèi)部、外部或上面，頂點，殼，它是指在觀察方向上看到的物體的最大外輪廓線。人體的計算

3、機表示，體素，體素是指一個簡單的封閉空間，可以用有限的尺寸參數(shù)來定義，長方體，圓柱體，球體，(L，W，H)，(R，H)，(R)，半空間，半空間是由一個平面(或曲面)加上該平面一側的所有點來定義，上半空間，下半空間拓撲信息：它表示上述元素之間的聯(lián)系關系，計算機表示的形式，以及幾何建模的要求。形狀由點、邊和面定義，形狀的表面應滿足以下要求：封閉、有向、非自相交、有界和連續(xù)。一個物體應該滿足的基本要求是：剛體(各向同性)三維一致表示的有限性，物體的計算機表示，物體的表示形式，數(shù)學方程，圓柱螺旋，參數(shù)方程：表示，參數(shù)物體及其調(diào)用，幾何變換，但是：物體的計算機表示，元素分解方法，將形狀劃分為具有固定形狀

4、的基本單位形狀：四叉樹(2D)和八叉樹(3D)，劃分，全，空，形狀的計算機表示，點掃描表示， 用離散網(wǎng)格、掃描變換、矩陣和軸擠壓(等截面形狀)、旋轉(旋轉體)來表示形狀擴展、旋轉、混合、形狀的計算機表示以及實體幾何表示的構造(CSG)。 CSG認為任何復雜的形狀都是由體素組成的。通過布爾運算得到復雜形狀的數(shù)據(jù)結構。一個是通過布爾運算和幾何變換生成的體素和后代的CSG樹的數(shù)據(jù)結構。另一個是描述這些體素的位置和幾何形狀的數(shù)字參數(shù)。布爾運算，實際形狀，分支點，形狀的計算機表示，第一層，構造幾何(CSG)，第二層，第三層，二叉樹，形狀的計算機表示，邊界表示(B-Rep)，邊界表示是一種基于形狀的邊界定

5、義和描述幾何形狀的方法，而單個元素使用布爾運算建模方法、幾何模型、幾個概念、模型：對研究對象(實際的或抽象的)的一種表示和描述。幾何模型：僅代表幾何形狀的數(shù)值，聚集幾何建模的數(shù)據(jù)：三維重建的過程，建立模型和對模型進行各種操作：從多個二維視圖建立實體模型，建立實體模型之間的關系，模型和圖形通過光學系統(tǒng)，計算機圖形學的重點是如何將幾何模型轉化為可見的模型。在計算機輔助設計/計算機輔助制造中，80%都與實體建模有關，而圖形表示是實現(xiàn)其目標(分析、構造、數(shù)控等)的一種手段。)。建模方法、幾何模型建模方法、線框模型、頂點、邊是計算機圖形學和計算機輔助設計/計算機輔助制造中最早用來表示形狀的模型，它們結構

6、簡單，占用存儲空間小。很容易理解，沖裁、繪圖切割、物性計算、干涉檢測和加工不能應用于計算機輔助制造，而一般只用于工程圖生成。它具有模糊性、模糊性、建模方法、線框模型數(shù)據(jù)結構、E3邊(V1，V4)、頂點V4 (X4，Y4，Y4)、頂點V1 (X1，Y1，Y1)、面、邊、頂點，具有豐富的物理信息(與線框模型相比)，可以進行線和面消隱等操作，可以滿足面對面相交、數(shù)控加工、藝術圖形等應用問題的需要。本文利用表面的外法向量、表面法向量、有向邊、建模方法和實體模型的特點，在實體的現(xiàn)有邊上給出一個點P來直接表示實體的現(xiàn)有邊。它充分表達了實體的幾何信息，占用存儲空間，可以進行消隱、渲染、材質渲染等操作，能夠滿

7、足物理屬性計算、有限元分析、干涉檢測和真實感圖形生成的要求。CAM與線框模型的區(qū)別，如通過設置操作建立形狀的應用要求，是定義了表面外環(huán)的邊緣方向，對于線框模型，e1、e2、e3和e4可以是任意順序，對于實體模型，只能是e1、e2、e3和e4的順序，特征模型、特征建模、概述、產(chǎn)品定義、信息設計技術、制造技術、形狀信息、非形狀信息、原因、 傳統(tǒng)的建模技術是基于幾何表示和運算的，沒有應用意義的低級幾何運算與設計者的高級設計概念和方法相沖突。 計算機輔助工藝設計、計算機輔助制造和其他系統(tǒng)提供反映設計者意圖的非幾何信息、特征模型和特征定義。從形狀建模的角度來看，特征是一組具有特定關系的幾何或拓撲元素；從

8、加工的角度來看，特征被定義為與加工操作和工具相關的形狀和技術特征；從設計者的角度來看，特征是設計、分析和設計評價的基本要素，特征是一組具有特定屬性和特定加工功能要求的形狀，不僅為設計者提供了更高層次的設計理念和手段，也為CIMS其他系統(tǒng)提供了獲取設計者意圖和要求的手段。根據(jù)基本特征(功能)、形狀特征、材料特征、精度特征和技術特征，根據(jù)在設計中發(fā)揮的作用，對孔、凸臺、凹槽、底座、圓角、凹槽、特征模型和特征信息進行分類，基本類別、相交特征類別、宏類別、附加類別、整體形狀類別、特征結構特征、走廊過渡、凹陷區(qū)域等。根據(jù)設計方法，通道特征過渡特征、擠壓特征表面特征、提升特征變量特征、設計特征公差和檢測特

9、征分析特征、加工特征裝配特征、特征表示、顯示(顯示)隱式(存儲、計算)、矩陣、軸、上表面、下表面、圓柱面、三維圖形的幾何變換、變換矩陣公式生成比例、旋轉和橫切變換、T2、平移變換、T3、投影變換、T4、全局比例變換、三維圖形的幾何變換、平移變換矩陣：平移量、 3d圖形的幾何變換、比例變換(基點是原點)、平移變換矩陣、縮放量、3d圖形的幾何變換繞y軸旋轉、旋轉角度、3D圖形的幾何變換、組合變換、相對于任意參考點的比例變換、平移變換到原點、縮放變換到原點、平移回到原始位置、3D圖形的幾何變換、繞任意軸旋轉變換， 使得坐標系的原點移動到點a，并且物體(或AB)繞x軸旋轉。使AB與z軸重合，使物體繞z

10、軸旋轉，使物體逆著臺階移動，使物體逆著臺階移動，將原點移動到原始位置，三維圖形的幾何變換，繞任意軸的旋轉變換，三維圖形的幾何變換，通過c=0的相反軸的鏡像變換，旋轉n以與x、y和z的一個軸重合(例如， z軸)使xoy的鏡面旋轉回到原來的位置，并設置法線向量n=(a b c)，3D圖形的顯示，投影變換的分類，3D圖形的顯示，3D圖形的顯示，法線和平行投影(三個視圖)，正視圖，俯視圖，正視圖，側視圖，3D圖形的顯示，正視圖。 投影到xoy平面，zs=0，從而獲得：凌：3D圖形顯示，透視投影方法，投影平面，觀測點，實際物體，不同角度的投影視圖，(用戶坐標系)，3D圖形顯示，透視投影方法，簡單透視，投影到xoy平面，zs=0，然后，將用戶坐標轉換為觀察坐標，制作真實感圖形，進行總結，得到真實感圖形，消除人體表現(xiàn)的模糊性，增強其三維感，便于觀察，方法，隱藏顏色渲染紋理，真實感圖形，隱藏處理，消除隱藏線和人臉的算法，物體(用戶)空間算法，圖像(屏幕)空間算法，法線方向。否則，它就是一個看不見的平面。真實感圖形、多個平面實體的可