四、造型设计实例
1.点云数据的获得
应用GOM公司&宝力机械公司的Tritop 软件,先用高分辨率CCD相机获取外形数据得到单张点云数据,再利用该公司的Atos软件,将单张点云数据根据预设的基准点拼接成整张点云数据。整合后的车身侧面点云数据极其庞大,所以本文只选取了某车型的车身一部分为例进行造型设计。
2.整理点云数据
将拼接完整的车身侧面点云数据加载到数字曲面编辑器中,首先利用删除功能,在车身侧面点云数据中将多余的点云删除。删除时应注意适当保留一定的边缘部分,以便能较为准确地做出其边缘的形状。在实际拍摄中,可能将一些无关的数据点录入进来,所以,对点云数据的放大详细观察并手工剔除坏点数据也是很有必要的,可以将一些明显与结构无关的数据点剔除,以免干扰以后的工作。
由于拍摄方法的特点,点云的数据量是非常庞大的,且不论曲面变化幅度如何,其取点密度都是相同的,而实际上并不是所有的数据点都是必需的。所以,为了使结构的形状特征更加明显和简洁实用,可以利用过滤功能,即可减少数据的数量,又可彰显外形的结构特征。笔者应用弦偏差法整理后的点云数据如图1所示。
图1 点云数据图
3.划定点云边界
得到了点云数据图后,为划分曲线网格和重构曲面的需要,应先确定车身侧面边界曲线的形状和位置。利用编辑器中的绘制曲线功能,绘出车身侧面外廓曲线和窗框周边曲线,如图2所示。
图2 点云边界曲线图
4.划分曲线网格
划分特征线网格的目的是为了模块重建曲面之用,是拟合网格曲面的基础。利用数字曲面编辑器中的平面曲线和交线曲线功能,在自己设计选定的方向上绘制曲线,如图3所示。
图3 曲线网格图
5.曲面拟合
将曲线网格导入自由造型单元,利用其中的网状曲面功能和连接曲面功能,由不同的区域曲线网格拟合各自的曲面,然后再利用曲面拼接技术将各区域曲面拼接成一张曲面,如图4所示。