抽取几何特征

本教程文档说明如何利用 QUICKSURFACE 的抽取几何特征模块来辨识并抽取扫描数据上的几何特征。

抽取几何特征的目的

在以上思路的指导下，常见的逆向工作流程是:

抽取 1-3 个几何特征 > 对齐扫描数据 > 抽取其他几何特征并指定约束条件，逐步重构 3D CAD 模型

抽取几何特征

点击抽取几何特征按钮，进入专用模块。

操作步骤如下:

以魔术棒为例，滑鼠左键点击工件底面，该多边形区域即被选中。

从下方的几何特征中选择平面，QUICKSURFACE 便会创建出一个 CAD 平面并拟合贴附到选中的区域上。

注：选中的多边形区域必须能确实反映某种几何特征，否则拟合效果会不理想

按下创建，该特征便会被创建出来，并显示在物件浏览器中。在 3D 视图中则暂时以半透明方式显示。

以同样方法创建圆柱体：先选中多边形区域，再拟合圆柱体。

圆锥体和球体几何特征的抽取也相同，通常使用魔术棒就能正确选中。

几何特征偏差分析

勾上分析选项，可以热图形式显示抽取的几何特征与扫描数据间的偏差情形。依指定偏差容许值的不同，绿色表示偏差落于容许值内，偏离容许值愈多则愈红或愈蓝。

注：偏差造成的原因有很多，首先可能工件在制造时就产生加工误差，工件后续被使用时也可能让外形产生扭曲，另外三维扫描过程中也可能产生精度丢失。

所有的几何特征 (平面/圆柱体/圆锥体/球体) 都可以使用偏差分析来检测质量。

约束、自动约束与轴线重合

QUICKSURFACE 的演算法会将几何特征与扫描数据进行最佳拟合 (best fit)，但最佳拟合的结果却很可能并不符合原先的设计意图 (design intent)。举例来说，工件原始设计里两个互为垂直的特征，经生产制造再以三维扫描后取得 STL 数据，由于层层环节中有着不可避免的精度丢失，因此利用 QUICKSURFACE 抽取出来的两个特征也就不可能是 100% 垂直。

基于该原因，我们必须透过肉眼观察，配合经验及逻辑判断，对特定的特征进行约束，以反推并满足原始的设计意图。

以下图中的图柱体为例，从肉眼观察即可判断它在原始的设计意图中是垂直于刚才创建的平面，因此我们可以给定约束条件，使其与该平面垂直。

指定约束条件后即可创建该圆柱体。

另一实例: 我们在工件内层拟合第二个圆柱体 (若表面不平整可调整魔术棒灵敏度，达到想要的选取范围)。

同样从肉眼观察，即可判断此二圆柱体应该共用同一轴线。

此时不但要约束其与前一个圆柱体平行，同时还要勾上轴线重合，才能完全满足原先的设计意图。

专业逆向工程的基本原则是，永远先试图满足原始的设计意图，然后再追求拟合质量。

这样的思路下，我们经常会发现指定的约束条件会使特征偏离原本的最佳拟合结果，这是很正常的; 逆向工程追求的是更好的校正与反推，而不是对扫描数据外型的完全重现。

以该圆柱体为例，不指定约束条件下，分析其最佳拟合质量:

束约条件下的最佳拟合 (拟合质量下降)

抽取完几何特征后即可关闭模块视窗。这些几何特征便可以用于后续的对齐或建模。

选取工具组详解

魔术棒

魔术棒上面已经介绍过，使用时可以调整灵敏度 (快捷键: Ctrl + 鼠标滚轮) 来调整选中的范围

套选

套选工具容许我们框出一个范围，将这个范围内的多边形都选中

划选

和套选不同，使用划选工具时，鼠标划过轨迹上的这些多边形才会被选中

直线划选

这个功能容许我们拉出一条直线 (可自由移动)，放开鼠标后，该直线涵盖的多边形区域会被选中。笔刷大小可按住 Ctrl + 滚轮来调整。

此工具在在应对工件的直线边缘很好用。

框选

这个功能容许我们选取一个矩形范围内的多边形区域。

圈选

这个功能容许我们选取一个圆形范围内的多边形区域。

贯穿

开启贯穿模式时，从面对工件的这一侧进行选取时，视图另一侧的多边形也会被选中。如果不想要这种效果，可以将其关闭。

Alt 取消选取

对于那些你不小心选中的多边形区域，在选取的同时按住 Alt 键，可以取消选取

魔术棒灵敏度与笔刷尺寸

魔术棒灵敏度与所有选取工具的笔刷尺寸皆可透过 Ctrl + 鼠标滚轮来调整。

控制选中的多边形区域

扩大 选中部分

向外扩张选中的区域

缩小 选中部分

向内缩小选中的区域

分离 选中部分

将未选中的多边形隐藏起来

隐藏 选中部分

将选中的多边形隐藏起来

显示 所有隐藏的多边形

将隐藏的多边形重新显示出来

取消选取 全部

清除选中的多边形区域