逆向造型

3维建模过程

逆向造型是指根据已有的产品或者模型进行测量或扫描，然后进行逆向的3维建模过程。

造型简介

一般特指产品的外观曲面的构建过程。最典型的应用情况是根据油泥模型进行逆向造型的汽车白车身三维曲面的构建和卡通外观产品外观的构建。而在国内，产品的仿造、山寨产品特别是山寨手机的逆向造型情况也非常常见。逆向造型的目的除了获得产品的外观三维数据外，也用于改善产品的外观性能，特别是在对于外观流体性能要求比较高的场合，也需要通过制造模型和样板来不断的测试和修改并得到最终的模型，并使用这个最终模型进行逆向曲面造型得到三维模型。

造型类型

根据原始数据来源的不同，逆向造型可以分为如下的不同类型，不同的类型造型有它自己的一些特点

手工测量逆向造型

直接根据产品的实际样品或模型进行手工的测量数据并创建三维模型，这样的情况通常是对产品外观精度要求不高并且形状比较规则的，用户通过卡尺、角规或高度尺等辅助工具来进行测量得到具体的尺寸值并使用三维CAD进行模型的建模，这种情况多见于机械零件的逆向。

扫描线逆向造型

在激光扫描仪广泛使用之前，最常用的曲面测量方法就是使用机械导针式抄数机来进行抄数（扫描）得到

产品的外观线框。使用这种方法得到的数据准确度有一定的保障，也是在90年代最常用的逆向造型方法。使用这种造型方法必须有实际的模型或样板来辅助建模，局部细节的特征尺寸还需要结合手工测量来获得。采用这种数据进行逆向造型在一定程度上受到扫描数据的限制，在创建造型的曲线的时候通常要选择有扫描线的截面，这样在用户逆向造型的时候自由度就大受限制了。因此在三维激光扫描仪的普及之后，这种方法会逐渐被取代

稀疏点云逆向造型

稀疏点云是通过三坐标测量机测量的数据点集合，三坐标测量机测量数据的场合通常是对于产品整体外观

比较规则但是局部细节要求比较高的场合，通过测量产品外观上某个点的具体坐标值来创建坐标点。这中数据的测量方式可以兼顾整体形状和细节特征的精确度，同时相对于三维激光扫描仪来说成本也相对较低，所以在一些地区比如长三角地区也还有一定的应用。

密集点云逆向造型

密集点云是采用三维激光扫描仪或者照相式扫描仪进行抄数得到的点数据，采用这样的方法得到的点云因

为数据量比较大并且能够全面反映产品的整个外观，因此对于创建高要求的外观来说是比较理想的数据获取方式。对于这种情况下的造型，有专门的逆向软件来进行造型比如imageware，copycad等，而使用普通的三维CAD软件来进行造型，在导入之前一般需要使用专门的逆向软件进行点云的前期处理和编辑。

使用密集点云进行逆向造型，因为用户可以得到任何位置任何方向的截面数据，因此可以最大程度发挥造型者的建模自由度，同时也可以在密集点云的参考下随时查看造型结果和原始数据的偏差，有利于及时纠正偏差得到更准确的结果，因此相对其它方式的造型类型而言更有有效和更具适用性，是主流逆向造型类型，特别是珠三角地区已经是广泛应用。

造型方法

从本质而言，逆向造型和正向造型并无太大的不同，不同之处仅仅是逆向造型比正向造型多了参考的数据，一方面提供了参考一方面也对形状有更多的限制。因此逆向造型也可以照搬普通的曲面造型方法。而其中最常用的就是“假想截面构建方法”和“预期截面构建方法”“

造型要求

逆向造型有两个基本的要求：精确度和曲面质量；对于不同的产品这两方面的要求又有所不同，对于普通的产品比如消费电子、日常用品更侧重于造型的准确度，对于曲面的质量通常能达到G1连接（曲面相切连接）并且肉眼观察光滑便可基本满足要求。而对于一些比较关注流体性能的场合比如汽车外表面、飞机外表面等则更注重曲面质量，更有甚至会要求达到A级曲面标准。

专业的逆向软件都有分析原始的扫描点云和造型的结果曲面的偏差的，比如imageware和Geomagic Qualify。但对于大部分产品，使用普通CAD软件所创建的三维模型通过一些截面的观察和对比一般也可以满足检测的需求。

常用软件

常用的专业逆向造型软件有ICEM Surf 、imageware、CDRS、Geomagic等，而一些大型综合CAD软件比如CATIA、ProE和UG NX等也都包含有逆向模块，可以直接进行逆向造型

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