CATIA点云处理模块详解Digitized-Shape-EditorPPT课件

.,第1頁,.,第2頁,DigitizedShapeEditor(點群造形編輯),.,第3頁,內容大綱:,1.課程表2.逆向工程簡介3.環境介紹4.指令介紹4-1.點資料匯入匯出,過濾4-2.點資料修剪4-3.點資料對齊與合併4-3-1.點資料與點資料對齊4-3-2.點資料對齊曲面(AlignwithSurface)4-3-3.合併點資料(MergingCloudofPoints)4-4.斷面線,4-1-1.匯入滙出點資料4-1-2.過濾點資料,4-4-1.點群斷面(CuttingaCloudbyPlanarSections)4-4-2.投影(ProjectingCurvesonClouds)4-5.建立曲線4-5-1.空間曲線(CreatingFreeFormCurvesinSpace)4-5-2.平面曲線(CurvesonPlane)4-5-3.從掃描產生曲線(CurvesfromScans)4-6.建立三角曲面4-7.曲面接合與平行4-7-1.合併三角曲面(MergingTessellations)4-7-2.平行三角曲面4-8.距離分析4.9.顯示方式,.,第4頁,1.課程表,.,第5頁,2.逆向工程簡介,逆向工程就是根據現有的實體，量測其外形座標，再根據量測所得的點座標資料建構物體的曲面模型。建構曲面模型通常有兩種:第一種:使用點資料為基準,找出其近似曲線,再使用其曲線重新建構曲面,建立新的模型.第二種:直接使用點資料,直接鋪成網格的三角曲面.一旦有了三維的幾何模型後，就能方便應用於CNC加工或快速成型等製造!,.,第6頁,如何進入DSE模組,1)Start,2)Shape,3)DigitizedShapeEditor,我們也可以選擇Icon來選擇模組,操作步驟:,3.環境介紹,.,第7頁,標準工具列,下拉式選單,PART的結構樹,特徵(Fertures),羅盤(Compass),逆向工具列,3.環境介紹,.,第8頁,插入選單(Insert),工具列(Tools),逆向工具列,視窗(View),點編輯,建立Scan4,建立曲線,合併,對齊,距離分析,三角曲面,3.環境介紹,.,第9頁,4-1.點資料匯入匯出,過濾,選擇點資料檔可多選,Format:選擇格式,統計資料選取盒,Sampling:匯入點數的百分比,Scale:比例調整,Unit:檔案單位,顯示統計資料,Preview:預覽更新,支援的格式有,Replace:替代目前的點資料,對話框功能說明,點資料不能直接從檔案開啟或儲存,必須使用匯入匯出功能,將點群輸入輸出.,4.指令介紹,.,第10頁,4-1-1.輸入滙出點資料,1)首先點選出現對話框,如圖1,2)按選擇點群可同時按Ctrl鍵複選,如圖2,3)按預覽,4)按完成,圖1,圖2,此功能將點資料匯入CATIA中,匯入時可在對話框設定讀入點數的百分比(Sampling),比例(Scale),單位(Unit)等等.操作方法:,4.指令介紹,.,第11頁,Asc,Atos,Iges,Stl,More鈕,選擇More鈕後依格式不同的選項不同如下說明,選項如下,格式,4.指令介紹,.,第12頁,輸出點資料,範例,此功能可作為轉檔之用,可輸出Asciifree,Stl或CATIA逆向CGO格式等等這個功能非常簡單使用,只要選擇要匯出的點群或Scan即可操作方法如下:,1)點選,2)選擇點群,如圖1,3)輸入檔名及選擇格式完成,如圖2,圖1,圖2,4)按存檔完成,4.指令介紹,.,第13頁,範例,同樣的方式可以匯出Scan特徵的點資料,1)點選,2)選擇點群,如圖1,3)輸入檔名及格式,如圖2,Scan的輸出,圖3,圖1,4)按存檔完成,操作方法,4.指令介紹,.,第14頁,將三角曲面,匯出為Stl檔或其他格式的點資料,2)選擇曲面CloudTessellation.1如圖1,範例,3)輸入檔名及格式,如圖2,三角曲面(tessellation)的輸出,1)點選按,圖1,圖2,操作方法,4.指令介紹,.,第15頁,球體過濾(Filteringbysphere),1)點選過濾器,2)選擇點資料,如圖1,3)選取過濾型式:Homogeneous,如圖2,4)出現綠色球體,表示濾球大小,如圖3,5)完成,如圖4,操作方法,圖1,Homogeneous型式後的值為濾球半徑固定這個半徑過濾,在圓球範圍內的點則濾除,圖2,圖3,圖4,4.指令介紹,.,第16頁,調整性過濾(Adaptativefiltering),範例,1)點選過濾器,2)選擇點資料,如圖1,3)選取過濾型式:Adaptativefiltering,如圖2,4)調整弦高.,5)完成,操作方法,Adaptative型式後的值為,區域性的弦高長,在這範圍內最大的弦長作為過濾半徑.,圖1,圖2,圖3,4.指令介紹,.,第17頁,4-1-2.過濾點資料,範例,有時點資料太密集,或點資料疏密不均,此功能可將點資料過濾,可用於移除或隱藏過多的點以加快顯示的速度,也可以讓點資料較均勻.,1)點選過濾器,2)選擇點資料,如圖1,對話框說明:過濾型式(Filtertype)Filteringbysphere:以一個球體的半徑作為過濾的範圍Adaptativefiltering:設定一個區域性的弦高為過濾半徑,輸出(Output)移除或隱藏選取盒:點選則刪除過濾的點資料,3)選擇過濾型式,如圖2,圖1,圖2,操作方法,4.指令介紹,.,第18頁,範例,保留移除部分點資料,1)作動點,2)選擇(Selection):點選Pick如圖1,3)我們可以在level中選擇我們所要的物件型式,4)選取要保留的點資料,Point:單選一點,Scan/Grid:選Scan的格點,Digit(elementofacloud):選擇一個點群,法一:使用點選的方式,Cloud(globalcloud):選取所有的點群資料,4-2.點資料修剪,操作方法,修剪點資料可使用點選,框選,多邊型等等的不同方式來作編修.如下,圖1,4.指令介紹,.,第19頁,範例,1)點選,2)選擇(Selection):點選Trap如圖1,3)圈選型式(Traptype):,法二:使用框選的方式,5)框選(Rectangular),4)選取保留內(Inside)或外(Outside),5)多邊形選取(Polygonal),圖1,操作方法,4.指令介紹,.,第20頁,選取後未按ok可鈕時,可調整多邊形的範圍,框選完後可,按對話框的鈕繼續選擇下一個範圍,選擇交換鈕反向選擇,補充說明,4.指令介紹,.,第21頁,點資料與點資料對齊(AligningClouds),1)選擇搬移點群,如圖1,2)選擇基準點群,3)選擇搬移點群的基準,如圖2,4)選擇基準點群的基準,如圖3,5)選Yes完成,如圖4,範例,4-3.點資料對齊與合併,操作方法,圖1,圖2,大型的物體或較複雜的模型,往往沒有辦法一次量測完成,必需部分量測,所得的點群是分散的且沒對齊,這時就需要對齊功能.,搬移點群,基準,圖3,圖4,4.指令介紹,.,第22頁,4-3-2.點資料對齊曲面(AlignwithSurface),範例,1)選取點資料,如圖1,2)選取平面或曲面兩次,如圖2,3)選擇點群作為基準,如圖3,4)按Yes完成,如圖4,操作方法,將點群對齊曲面或平面,圖1,圖2,圖3,圖4,4.指令介紹,.,第23頁,4-3-3.合併點資料(MergingCloudofPoints),1)點選出現對話框,如圖1,2)選取需合併的點群,如圖2,3)按OK鈕點群為一體,如圖3,範例,將多個點群的特徵,合併成為一個,操作方法,圖1,圖2,圖3,4.指令介紹,.,第24頁,4-4-1.點群斷面(CuttingaCloudbyPlanarSections),Number:輸入切面的數目Infinite:切整個點群Step:輸入兩個切面的距離,Swap:改變切面的方向,FixedStep:固定兩個切面的距離Number:設定固定切面數,InfluenceArea(切面的厚度)系統會自動計算在這個厚度內的點交於切平面上,ScansDistinct:每條Scans獨立Groupedintooneelement:切面出scan為一個物件,Limitation,曲線限制切面的位置,定義切面方向:使用yz,xz,xy,羅盤,工作面,曲線上等,此功能用於建立點群的斷面,所得的斷面Scans還是一個點群資料;可使用點群修剪的功能繼續編修,並且可使用Curvefromscans將scans轉為曲線(Curve),再使用這些曲線建立我們的模型.,對話框說明,4.指令介紹,.,第25頁,3)定義切面的方向,如圖2,1)點選,2)選取點群,如圖1,選,選,選,方法一:使用座標系,範例,操作方法:,4)選擇不同的方向,所切割的方向如下:,圖1,圖2,4.指令介紹,.,第26頁,1)點選,2)選取點群,如圖1,4)選取工作平面,如圖2,方法二:使用工作平面,方法三:使用羅盤,1)點選,2)選取點群,如下圖,3)選取對話框,4)選取拖拉羅盤即可改變切面方向,操作方法:,3)選取對話框平面,圖1,圖2,4.指令介紹,.,第27頁,方法四:使用曲線限制,1)點選,2)選取點群,如圖1,範例,3)按對話框,此時Limitation會開起,如圖2,4)為了方便選取將點資料隱藏,5)選取曲線兩次,如圖3,6)再選另一條曲線限制,如圖4,7)按預覽,如圖5,8)按OK完成,如圖6,圖1,圖2,圖3,圖4,圖5,圖6,操作方法:,4.指令介紹,.,第28頁,固定(Fix):間距(step),拖拉箭頭,間距,切面數,固定(Fix):切線數(Number),補充說明,4.指令介紹,.,第29頁,選取對話框無界線(Infinite)選取盒,每個斷面(Section)為獨立特徵,斷面(Section)成為一個物件,4.指令介紹,.,第30頁,4-4-2.投影(ProjectingCurvesonClouds),範例,1)點選,2)選取曲線,如圖1,4)設定方向,如圖2,3)選取點群,5)設定點數及工作距離,如圖3,7)完成,如圖5,6)預覽,如圖4,圖1,圖2,操作方法,圖3,圖4,圖5,4.指令介紹,.,第31頁,4-5.建立曲線,4-5-1.空間曲線(CreatingFreeFormCurvesinSpace),三種模式,通過點(ThroughPoint):,通過點建立曲線,它是由多個弧線連接而成.,在對話框中Order代表兩點間曲線的控制點點數,如圖3.Numberofarcs為曲線段數目.如圖2,操作方法:,1)點選2)點選通過點,如圖13)按OK完成,DigitizedShapeEditor模組中提供了三種建立曲線的方式,第一種是空間曲線(CurveinSpace),第二種是平面曲線(CurveonPlane),第三種是將Scans轉換成近似曲線(CurevefromScans).,空間曲線的畫法可以設定通過點,控制點,接近點等方式,來繪製說明如下:,圖2,圖3,圖1,分斷點,4.指令介紹,.,第32頁,接近點(NearPoint):,使用一個單一曲線繪製,控制點(ControlPoint):,使用控制點繪製曲線,只有頭尾通過多邊型,其餘只做控制曲線形狀之用,若點數超過6點,這個曲線會以多段曲線繪製曲線,如圖2,圖1.為四個控制點之曲線,圖2.為8個控制點,分斷點,少於6個控制點無分斷點,如圖1,Order(max):為控制點的最多點數,若我們所設的控制點大於order則以降階處理.,Monoarc:為單一條曲線繪製,此值不可更改,圖1.為四個控制點,圖2.為6個控制點,圖3.因Max為4所以得到四個控制點的三階曲線.,4.指令介紹,.,第33頁,閉合(Closure):CurveMode點選則增加一點與起點相同可以建立封閉的曲線,如圖1,說明,曲線模式(CurveMode)選項,Display選項,秀出曲線分析,如圖2,秀出控制點與曲線最近距離,只有在接近點(NearPoint)模式才可使用,如圖3,圖3,圖2,圖1,4.指令介紹,.,第34頁,4-5-2.平面曲線(CurvesonPlane),建立一個平面的曲線,使用方式與空間曲線相同.,操作方法:,1)點選,2)使用3D羅盤做為建立的平面或選擇一個工作平面來繪製曲線,說明,設定為對稱鈕,圖1.未設定對稱,圖2.點選對稱,圖3.格線隱藏(Hide),圖4.ShowsGrid,格線開關鈕表示最大的範圍,4.指令介紹,.,第35頁,範例,4-5-3.從掃描產生曲線(CurvesfromScans),可將假想的暫時性的Scans轉換成曲線.,1)點選出現對話框,如圖1,操作方法:,2)選擇ScansCurve可複選,即出現綠色預覽曲線,並會顯示此Scans曲線內的點資料之間的最大距離與最小距離.如圖2,圖1,圖2,3)調整精度,減少點之間的距離,調整為Accuracy=0.293,如圖3可看到調整後的情形.,圖3,4)按OK完成,如圖4,結構樹增加3條曲線.,圖4,4.指令介紹,.,第36頁,說明,圓滑(Smoothing):用圓滑的方式來近似於這個scans,此法較為圓滑,但誤差較大,如圖1,內插法(Interpolation):利用內插法的方式近視Scans,此選項較為精準,但階數高,需較多記憶體,如圖2,圖1,圖2,分開角度(SplitAngle):此角為兩條曲線的補角,如圖3;在這個角度內就將曲線分斷,圖3,圖4角為90度時,圖5角度為60時,4.指令介紹,.,第37頁,3.6建立三角曲面工具,在點群編輯器的模組中所建立出來的曲面為三角曲面,此法是將點群資料的點與點連接,鋪成的三角面,所以點的多寡與精度與會影響曲面的品質,此Tessellation特徵可以輸出為STL格式,操作方法,1)點選Tessellate,出現對話框,如圖1,建立三角曲面(TessellatingaCloudofPoints),圖1,2)選擇點群,如圖2,圖2,3)調整連接距離,綠色球體可知連接三角面的範圍,並且可以點選點群改變綠色球的位置,方便決定連接距離.如圖3,4)預覽,5)OK完成,如圖4,圖3,圖4,範例,4.指令介紹,.,第38頁,說明,按應用(Apply)預覽時,顯示方式有兩種如下,圖1.三角形(Triangles),圖2.著色(Shading),連接模式:,自動:自動做三角曲面連接,且可以重複連接三角面以保持外型的正確性.,手動:找最近的邊界連接,所以有時會連接不當,但不會有重複的三角面.,4.指令介紹,.,第39頁,3.7合併與平行三角曲面,範例,目前三角曲面的編輯功能有,合併與平行,說明如下,4-7-1.合併三角曲面(MergingTessellations),此