Geomagic Design X 逆向设计技术

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RapidformXOR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

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