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编辑推荐

《Geomagic Design X 逆向设计技术》提供了详细的功能介绍与操作视频，可以帮助初学者快速入门，运用软件进行操作。本书作为国内*本系统介绍Geomagic Design X的操作的教材，提供了该软件各模块的功能介绍，体现了逆向工程技术*新的发展。

内容简介

　　《Geomagic Design X 逆向设计技术》作为国内*本GeomagicDesignX的操作培训教材,针对逆向建模技术的*新发展趋势,围绕GeomagicDesignX软件的点云处理、领域分割、草图绘制及三维建模等相关内容,介绍该软件的主要功能、使用的思路及方法。每一阶段均配有相应的实例操作来说明其应用思路和技巧,提供了详细的功能介绍与操作视频,以帮助读者快速、直观地领会如何将软件中的功能运用到实际工作中,尽快地达到学以致用的目的。
　　本书突出逆向工程技术应用型人才工程素质的培养要求,系统性及实用性强。本书可作为CAD技术人员的自学教材、大专院校CAD专业课程教材以及CAD技术各级培训教材。同时,对相关领域的专业工程技术人员和研究人员也具有重要的参考价值。

目录

第1章逆向建模技术及方法
1.1逆向工程技术简介
1.2逆向建模的概念和常用方法
1.3正逆向混合建模
1.4基于Geomagic Design X的逆向建模方法
1.4.1基于实体特征的逆向建模
1.4.2基于曲面特征的逆向建模
1.4.3混合逆向建模
第2章Geomagic Design X逆向建模技术基础
2.1Geomagic Design X版软件简介
2.2数据类型
2.3Geomagic Design X逆向建模基本流程
2.4Geomagic Design X模块介绍
2.5工作界面
2.6鼠标操作及热键
2.7面板
2.8精度分析和属性
2.9底部工具栏
2.10常用对话框控制命令图标
2.11环境菜单
2.12应用实例
第3章Geomagic Design X点阶段处理技术
3.1Geomagic Design X点对象处理简介
3.2Geomagic Design X点对象处理的主要操作命令
3.3应用实例
第4章Geomagic Design X多边形阶段处理技术
4.1Geomagic Design X多边形阶段简介
4.2Geomagic Design X多边形阶段处理工具
4.3应用实例
第5章Geomagic Design X对齐技术
5.1Geomagic Design X对齐技术简介
5.2对齐模块的主要命令
5.3应用实例
第6章Geomagic Design X领域阶段处理技术
6.1Geomagic Design X领域阶段简介
6.2领域阶段主要操作命令
6.3应用实例
第7章Geomagic Design X草图模块处理技术
7.1Geomagic Design X草图模块简介
7.2草图模块的主要操作命令
7.3应用实例
第8章Geomagic Design X建模技术
8.1Geomagic Design X建模技术简介
8.2建模模块的主要操作命令
8.3应用实例
第9章Geomagic Design X 3D草图处理技术
9.1Geomagic Design X 3D草图功能简介
9.23D草图阶段处理工具
9.3应用实例
第10章Geomagic Design X精确曲面技术
10.1Geomagic Design X精确曲面阶段简介
10.2精确曲面阶段的主要操作命令
10.3应用实例
第11章Geomagic Design X测量模块处理技术
11.1Geomagic Design X测量模块概述
11.2Geomagic Design X测量模块主要操作命令
11.3应用实例
参考文献

精彩书摘

　　第3章Geomagic Design X点阶段处理技术
　　3.1Geomagic Design X点对象处理简介
　　在Geomagic Design X软件中，对点云的处理是整个逆向建模过程的第一步，点云数据的处理结果会直接影响后续建模的质量。在数据的采集中，由于随机(环境因素等)或人为(工作人员经验等)的原因，会引起数据的误差，使点云数据包含杂点，造成被测物体模型重构曲面的不理想，从光顺性和精度等方面影响建模质量，因此需在三维模型重建前进行杂点消除。为了提高扫描精度，扫描的点云数据可能会很大，且其中会包括大量的冗余数据，应对数据进行采样精简处理。为了得到表面光顺的模型，应对点云进行平滑处理。由于模型比较复杂巨大，一次扫描不能全部扫到，就需要从多角度进行扫描，再对数据进行拼接结合处理以得到完整的点云模型数据。
　　Geomagic Design X软件中对点云的处理包括点云的优化、编辑、合并/结合、单元化、向导。其中点云的优化与合并/结合在点阶段使用比较频繁，特别是杂点消除、采样、平滑、合并/结合等命令。点云处理的主要思路为： 第一步，导入点云数据； 第二步，对点云数据进行杂点消除； 第三步，按照一定比例进行采样； 第四步，对精简后的数据进行平滑处理； 第五步，三角面片化，把点云封装成三角面片。如果点云是由多片点云组成，最后还要进行结合或者合并操作。
　　为了便于点云操作的讲解，下面简单介绍一下点云的相关基本知识。
　　图3��1兔子的点云数据
　　1. 点云简介
　　点云是由一组三维坐标点组成的有代表性的数据类型。每一个点都被定义了X、Y、Z坐标值，并且对应了其在物体曲面上的位置，如图3��1所示。在计算机中可直接看到点云，但是多数3D软件中都不能直接使用。点云通常需要经过面片建模、逆向设计等过程将其转化为面片模型。
　　2. 不同数据类型的点云
　　所用的扫描仪决定了扫描仪生成文件的类型。以下是根据点云内部结构而划分的不同类型点云。
　　1） 随机类型的点云
　　这种类型的点云包含的仅是随机位置的信息(点之间无关联)，可以追加基本信息，如颜色和基准数据。一般来说，中性数据(ascii格式)或CMM数据属于这种类型,如图3��2所示。
　　2） 网格类型的点云
　　该类型的数据是从扫描仪获得的网格中提取的。点标记有X�瞃指数，每个指数在扫描方向上都有一个深度。这种扫描数据的类型可以看作是使用投影方向和扫描位置的2.5D照片(照片+每个像素的距离)。一般结构较轻且扫描范围较大的扫描仪会生成这种类型的点云。将网格点云投影到扫描仪使用的平面坐标系、圆柱坐标系、球形坐标系中，可将其轻松地转换为面片，如图3��3所示。
　　3） 线性点云
　　一般来说，有臂式装置的激光扫描仪或手持式扫描仪会生成线性点云。这种设备每秒钟发射几十条射线，通过扫描追踪物体曲面来生成点云。点云的密度取决于线的方向与扫描的速度，因此对这些点云进行后期处理就很困难，如图3��4所示。
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前言/序言

　　前言
　　逆向工程技术目前已广泛应用于产品的复制、仿制、改进及创新设计，是消化吸收先进技术和缩短产品设计开发周期的重要支撑手段。现代逆向工程技术除广泛应用于汽车、摩托车、模具、机械、玩具、家电等传统领域之外，在多媒体、动画、医学、文物与艺术品的仿制和破损零件的修复等方面也体现出其应用价值。
　　Geomagic Design X及其前身Rapidform XOR具有强大的逆向建模功能，在一些国家已得到广泛的应用。Geomagic Design X提供了一个全新的又为大家所熟悉的建模过程，它不仅支持所有逆向工程的工作流程，而且创建模型的设计界面和过程与主流CAD应用程序很相似，用SolidWorks、CATIA、Creo（Pro/E）或Siemens NX等进行设计工作的工程师，可以直接使用Geomagic Design X进行建模设计。Geomagic Design X不仅拥有参数化实体建模的能力，还拥有NURBS曲面拟合能力，能够利用这两种能力共同创建有规则特征及自由曲面特征的CAD模型。本书作为国内第一本系统介绍Geomagic Design X操作的教材，提供了该软件各模块的功能介绍，体现了逆向工程技术最新的发展。教材提供了详细的功能介绍与操作视频，可以帮助初学者快速入门，并运用软件进行操作。
　　本书由11章内容构成：
　　第1章逆向建模技术及方法，介绍逆向建模的一般流程及方法，对比常用逆向建模软件的特点，对Geomagic Design X逆向建模的方法与思路进行归纳。
　　第2章 Geomagic Design X逆向建模技术基础，介绍软件的建模基础、各模块功能，以及初始模块的操作，包括打开、保存、实时转换、帮助等。
　　第3章 Geomagic Design X 点阶段处理技术，介绍点模块，结合实例对点云数据进行合并、拼接、封装、采样等操作。
　　第4章 Geomagic Design X 多边形阶段处理技术，介绍多边形模块，对多边形数据进行拼接、优化等。功能与Studio类似，其中修补精灵功能和Studio中的修补网格是一样的效果。
　　第5章 Geomagic Design X对齐技术，介绍对齐模块，可以手动或自动对齐多边形或实体模型。
　　第6章 Geomagic Design X领域阶段处理技术，介绍该软件特有的领域分割模块，对多边形模型进行基于面的领域划分，并可手动编辑领域范围。
　　第7章 Geomagic Design X草图模块处理技术，介绍草图模块，包含面片草图和草图。面片草图主要用于逆向建模，有获取多边形数据平面截面线和三维空间投影边线两种方式。草图也是正向软件中的常用建模功能。
　　第8章 Geomagic Design X建模技术，介绍模型模块，包括创建实体和曲面拟合。创建实体是将草图模块中所绘制的平面草图进行拉伸、旋转等操作，创建三维实体。曲面拟合是对领域进行曲面拟合。
　　第9章 Geomagic Design X 3D草图处理技术，介绍3D草图模块，包含3D面片草图和3D草图，主要是通过绘制三维样条曲线方式创建曲面或实体。
　　第10章 Geomagic Design X精确曲面技术，介绍曲面创建模块。功能与Studio中的自动曲面化类似，不过可以对NURBS曲面网格进行编辑。
　　第11章 Geomagic Design X 测量模块处理技术，介绍测量工具， 包括测量距离（点到平面、线到线等）、测量角度（线与面、线与线等）、测量半径、测量断面及面片偏差分析。
　　为方便读者学习，本书提供配套资源，包括案例操作的数据文件和视频文件，以帮助读者通过实践快速掌握软件操作。
　　本书由成思源和杨雪荣主编。其中第1、2、6~10章由成思源编写，第3~5、11章由杨雪荣编写，全书由成思源统稿。本书还凝聚了广东工业大学先进设计技术重点实验室众多研究生的心血，他们在逆向工程技术的研究与应用方面做了卓有成效的工作。其中丛海宸、林泳涛、冯超超、徐永昌、李明宇、胡召阔、王小康、张中宝等研究生参与了部分章节的编写（实验操作及文字整理工作）。在此谨向他们表示衷心的感谢！
　　在实验室历届研究生的努力下，本实验室已相继编写出版了《Geomagic Studio逆向建模技术及应用》《Geomagic Qualify三维检测技术及应用》《Geomagic Design Direct逆向设计技术及应用》等系列教材，体现了本实验室在吸收应用逆向工程技术最新发展成果方面所做的努力。
　　本书的编写工作得到了广东省科技计划项目（2014A040401078）、“逆向工程技术”广东省精品资源共享课建设项目、“反求设计与快速制造”广东省研究生示范课程建设项目的资助，特此致谢！
　　在本书编写过程中，得到了3D Systems Corporation| 杰魔(上海)软件有限公司提供的支持，并参考了国内外相关的技术文献和技术经验，在此一并表示感谢。
　　由于编者水平及经验有限，加之时间紧迫，书中难免存在不足之处，欢迎各位专家、同人批评指正。编者衷心地希望通过同行之间的交流促进逆向工程技术的进一步发展！
　　编者2017年12月

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