4、三维扫描后处理软件

3D打印技术刘雅绮通过上次课的学习，我们了解了一些三维扫描仪的类型及工作原理，但是三维扫描仪只是把实物的三维结构扫描成电脑数据，并在电脑上显示出立体形状，通过一些扫描仪的介绍，我们看到了，扫描出来的三维图形，可能存在有些不完整的地方，另还有一些不属于实物的空气中稍大些的杂质也扫描了进去，当然还有现有实物有缺陷需要改进或调整的地方，这些都需要我们通过绘图软件来进行后处理，我们之前只接触过机械行业中常用软件，CAD、PROE及UG，但是实际不同行业有很多不同软件，现我们介绍几种常用而我们不认识的，作为三维扫描后处理的软件。三维扫描后处理软件一、PolyWorks软件

polyworks2014破解版是一款功能非常强大的三维测工程化软件；它是由innovmetric公司研发推出，可以完美的兼容win10的操作系统，包含了非常实用的尺寸分析、3D建模、自动生成NURBS曲面、局部逆向重构、自动补孔、抽取特征线、点云扫描、快速草图等实用的功能；软件的应用的范围非常的广泛，包括了波音、福特、本田等各类的汽车制造行业，使用也非常的简单、操作方便、需要的朋友赶快将InnovMetricPolyWorks下载来使用试试啊！2014破解版软件介绍innovmetric软件公司是自豪地介绍了UG通用三维测量软件平台2014IR4释放的重点是提高测试质量，可重复性和生产力。定义三维测量切削刃的PolyWorks软件套件，提高了生产力，质量，和盈利能力在整合三维测量技术在工业生产过程。从零件和模具的设计与制作到组装产品的最终检验，UG提供了先进的解决方案涵盖了完整的产品开发周期。基本介绍直接与主要品牌和技术的单点和点云三维测量设备通过插件扩展模块，这个通用平台还支持一个广泛的原生点云和多边形模型文件格式。其完全可定制的用户界面和强大的、用户友好的宏语言编程，UG提供三维测量市场最灵活的软件解决方案。这种灵活性使我们的客户能够成功地开发和部署自动检查流程或引导运营商驱动的工作流程，有效的车间作业。InnovMetric软件公司成立于1994年，总部设在魁北克，加拿大，与世界各地的子公司，是通用的3D测量软件解决方案的领先供应商。世界上最大的工业制造企业（丰田，通用，大众，本田，宝马，戴姆勒，福特，劳斯莱斯，普惠公司，波音公司，巴西航空工业公司，庞巴迪公司，苹果公司，以及更多）的信赖InnovMetric的PolyWorks®软件解决方案及相关技术服务，最大限度地三维测量技术为他们的工程和制造应用带来的好处。关于InnovMetric软件PolyWorks2015将去年引入的，通过计算和显示质量指标指导扫描的功能，扩展至需要在扫描数据上进行抽取的特征上。

PolyWorks2015推出一种新的，用户友好和充分集成的工作流程，实现基于特征的2D检测。沿截面的2D检测对于柔性件和变形的工件非常有效，例如塑料件和铸件，或者用于一些难以在3D中测量的几何尺寸类型，例如圆角半径和壁厚。新的2D检测流程代替了先前的手动操作，并与PolyWorks自动项目更新和直接重放多工件测量技术完全兼容，显著提高了生产效率。软件特色InnovMetric软件公司，通用3D测量软件解决方案的领先供应商，已经发布了2016年PolyWorks的，该公司的通用3D测量软件平台的最新版本的更新。PolyWorks的2016年完全支持探测和固定CNC三坐标测量机激光扫描，并提供一个真正的通用3D测量的工作流程，将允许用户一个共同的框架内运作的任何类型的便携式计量和数控三坐标测量设备，从单一的软件模块，并使用类似的工具和方法。离线模拟InnovMetric.PolyWorks.2016.IR2随着2016年PolyWorks的便携式计量和数控三坐标测量机运营商现在能够：定义一个测量计划而不物理地连接到一个特定的测量装置;指定的测量对象的几何控制，并准备检验报告;连接到非接触式或一个基于接触的便携式测量装置，或者一个数控坐标测量机控制器（从六角，三丰，尼康，PANTEC，策尔，以及I++服务器），发挥测量序列;评价测量对象物的几何形状的控制和报告，或通过多块检查结果内置SPC功能。一个共同的框架下运行的便携式计量和数控三坐标测量机设备现在可以在2016年了PolyWorks推出两个新的主要组成部分：测量序列编辑器和离线仿真。离线模拟PolyWorks的2016年还提供了一个新的易于使用的离线仿真功能，自动生成模拟的点云数据和从测量部的CAD模型探测点，将通过一个模拟的测量工作流一会儿。离线模拟允许用户快速创建模拟被测对象组件，数据比对，数据彩色图，几何控制表，3D场景的快照，而真正的测量任务前的检验报告，而无需访问测量设备。PolyWorks的2016年离线模拟也完全支持CNC三坐标测量机，使用户能够控制虚拟设备上的探测和激光扫描工具的方向和轨迹。通用检查项目由于PolyWorks的2016年的普遍3D测量的体系结构，只有最小的改变将需要做出一个PolyWorks的检查项目，以便它可以与多个硬件平台上使用，以优化对象的测量方法和他们适应不同的测量原理。其结果是，2016年的PolyWorks开启了通用检查项目和设备互操作性的新时代，以确保完全的灵活性，为客户选择合适的测量设备为他们的需求，并最大限度地发挥他们的3D测量投资回报。/link?url=kFwLRDQeUy1uixFxICq5D_eh5QCcaS0BpY0jtrxSItH7hdUO_dscxWRNMYfcgYDtQBmfR9S7YACiap5UzDQcdaImageware由美国EDS公司出品，后被德国SiemensPLMSoftware所收购，现在并入旗下的NX产品线，是最著名的逆向工程软件，Imageware因其强大的点云处理能力、曲面编辑能力和A级曲面的构建能力而被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。Imageware拥有广大的用户群，国外有BMW、Ford、Toyota等著名国际大公司，国内则有上海大众、上海交大、成都飞机制造公司等大企业:以前该软件主要被应用于航空航天和汽车工业，因为这两个领域对空气动力学性能要求很高，所以在产品开发的开始阶段就考虑到了空气动力性的设计。二、Imageware简介首先根据工业造型需要设计出结构，制作出油泥模型之后将其送到风洞实验室去测量空气动力学性能，然后再根据实验结果对模型进行反复修改直到获得满意结果为止，如此所得到的最终油泥模型才是符合需要的模型。如何将油泥模型的外形精确地输入计算机成为电子模型，这就需要采用逆向工程软件。首先利用三坐标测量仪器测出模型表面点阵数据，然后利用逆向工程软件(例如：Imagewaresurfacer)进行处理即可获得class1曲面.常规的设计流程随着科学技术的进步和消费水平的不断提高，其它许多行业也开始纷纷采用逆向工程软件进行产品设计。以微软公司生产的鼠标器为例，就其功能而言，只需要有三个按键就可以满足使用需要，但是，怎样才能让鼠标器的手感最好，而且经过长时间使用也不易产生疲劳感却是生产厂商需要认真考虑的问题。因此微软公司首先根据人体工程学制作了几个模型并交给使用者评估，然后根据评估意见对模型直接进行修改，直至修改到大家都满意为止，最后再将模型数据利用逆向工程软件Imageware生成CAD数据。当产品推向市场后，由于外观新颖、曲线流畅，再加上手感也很好，符合人体工程学原理，因而迅速获得用户的广泛认可，产品的市场占有率大幅度上升.读入点阵数据。Surfacer可以接收几乎所有的三坐标测量数据，此外还可以接收其它格式，例如：STL、VDA等。将分离的点阵对齐在一起(如果需要)。有时候由于零件形状复杂，一次扫描无法获得全部的数据，或是零件较大无法一次扫描完成，这就需要移动或旋转零件，这样会得到很多单独的点阵。Surfacer可以利用诸如圆柱面、球面、平面等特殊的点信息将点阵准确对齐。对点阵进行判断，去除噪音点(即测量误差点)。由于受到测量工具及测量方式的限制，有时会出现一些噪音点，Surfacer有很多工具来对点阵进行判断并去掉噪音点，以保证结果的准确性。点过程通过可视化点阵观察和判断，规划如何创建曲面。一个零件，是由很多单独的曲面构成，对于每一个曲面，可根据特性判断用用什么方式来构成。例如，如果曲面可以直接由点的网格生成，就可以考虑直接采用这一片点阵；如果曲面需要采用多段曲线蒙皮，就可以考虑截取点的分段。提前作出规划可以避免以后走弯路。根据需要创建点的网格或点的分段。Surfacer能提供很多种生成点的网格和点的分段工具，这些工具使用起来灵活方便，还可以一次生成多个点的分段。创建过程判断和决定生成哪种类型的曲线。曲线可以是精确通过点阵的、也可以是很光顺的(捕捉点阵代表的曲线主要形状)，或介于两者之间。创建曲线。根据需要创建曲线，可以改变控制点的数目来调整曲线。控制点增多则形状吻合度好，控制点减少则曲线较为光顺。诊断和修改曲线。可以通过曲线的曲率来判断曲线的光顺性，可以检查曲线与点阵的吻合性，还可以改变曲线与其它曲线的连续性(连接、相切、曲率连续)。Surfacer提供很多工具来调整和修改曲线。决定生成那种曲面。同曲线一样，可以考虑生成更准确的曲面、更光顺的曲面(例如class1曲面)，或两者兼顾，可根据产品设计需要来决定。创建曲面。创建曲面的方法很多，可以用点阵直接生成曲面(Fitfreeform)，可以用曲线通过蒙皮、扫掠、四个边界线等方法生成曲面，也可以结合点阵和曲线的信息来创建曲面。还可以通过其它例如园角、过桥面等生成曲面。诊断和修改曲面。比较曲面与点阵的吻合程度，检查曲面的光顺性及与其它曲面的连续性，同时可以进行修改，例如可以让曲面与点阵对齐，可以调整曲面的控制点让曲面更光顺，或对曲面进行重构等处理。英国TriumphMotorcycles（胜利摩托车）有限公司的设计工程师ChrisChatburn说：“利用Surfacer我们可以在更短的时间内完成更多的设计循环次数，这样可以让我们减少50%的设计时间。”Surfacer10.6改进最新发布的Surfacer10.6软件将以下工作流程的高性能工具完整的集成到一起：[弹性的曲面创建工具]：可以在一个弹性的设计环境里非常方便的直接从曲线、曲面、或测量数据创建曲面，支持贝茨尔(Bezier)和非均匀有理B样条(NURBS)曲面两种方法。用户可以选择适合的曲面方法，通过结合两种方法的优点来获益。[动态的曲面修改工具]：允许用户在交互的方式下试探设计主题，立刻就可以看到是否美观和思路是否符合工程观念。设计、工程分析、制造的标准都通过精心的构造过程考虑进去，所以当每次修改曲面时不需要再重新校核标准。[实时的曲面诊断工具]：可以提供诸如任意截面的连续性、曲面反射线情况、高亮度线、光谱图、曲率云图和园柱型光源照射下的反光图等多种方法，在设计的任何时候都可以查出曲面缺陷。[有效的曲面连续性管理工具]：在复杂的曲面缝补等情况下，即使曲面进行了移动修改等操作，也能保证曲面同与之相连的曲面间的曲率连续，避免了乏味的手工再调整过程。[强大的处理扫描数据能力]：根据Rainbow图法(相当于假设雨水从上面落下，由于形状差异导致雨水流速差异)、曲率大小变化云图法(对于一个完全光顺的class1曲面，相当于曲率大小变化为零，对于两个不同曲面，此值会不同)将扫描数据分开，这样可以很快地捕捉产品的主要特征，并迅速建立各个相应曲面，避免了费事的分析和处理。正是由于Imageware在计算机辅助曲面检查、曲面造型及快速样件等方面具有其它软件无可匹敌的强大功能，使它当之无愧的成为逆向工程领域的领导者。Surfacer12.1改进Imageware为自由曲面产品设计方面的所有关键领域提供了应用驱动的解决方案。空前先进的技术保证了用户能在更短的时间内进行设计、逆向工程，并精确地构建和完全地检测高质量自由曲面。最新的产品版本更注重于高级曲面、3D检测、逆向工程和多边形造型，为产品的设计、工程和制造营造了一个直觉的柔性设计环境。逆向工程对于企业制造过程来说是非常重要的。如何从企业仅有的样件、油泥模型、模具等“物理世界”快速地过渡到计算机可以随心所欲处理的“数字世界”，这是制造业普遍面临的实际问题。Imageware特别适用于以下情况：企业只能拿到真实零件而没有图纸，又要求对此零件进行分析、复制及改型；·在汽车、家电等行业要分析油泥模型，对油泥模型进行修改，得到满意结果后将此模型的外型在计算机中建立电子样机；·对现有的零件工装等建立数字化图库；Imageware提供了模块化的产品来满足用户的不同需求，这样的设计完全围绕产品从概念设计、工模具设计和检测、样机，以至生产加工这一产品全生命周期，目的在于提高产品质量，缩短上市时间。用户在第一次使用时就可以配置最适合其流程的产品，使用这些工具是保证产品开发周期顺利进行的关键。三、GeomagicStudio智能化逆向工程软件GeomagicStudio是Geomagic公司的一款逆向软件，可根据任何实物零部件通过扫描点云自动生成准确的数字模型。作为自动化逆向工程软件，GeomagicStudio还为新兴应用提供了理想的选择，如订制设备大批量生产，即定即造的生产模式以及原始零部件的自动重造。GeomagicStudio可以作为CAD，CAE和CAM工具提供完美补充，它可以输出行业标准格式，包括STL、IGES、STEP和CAD等众多文件格式。主要功能1、自动将点云数据转换为多边形（Polygons）。2、快速减少多边形数目（Decimate）。3、把多边形转换为NURBS曲面。4、曲面分析（公差分析等）。5、输出与CAD/CAM/CAE匹配的档案格式（IGS，STL，DXF等）。主要优势确保用户获得完美无缺的多边形和NURBS模型。*处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统CAD软件效率更高。*自动化特征和简化的工作流程可缩短培训时间，并使用户可以免于执行单调乏味、劳动强度大的任务。*可与所有主要的三维扫描设备和CAD/CAM软件进行集成。*能够作为一个独立的应用程序运用于快速制造，或者作为对CAD软件的补充。应用方式GeomagicStudio可满足严格要求的逆向工程、产品设计和快速原型的需求。借助GeomagicStudio能够将三维扫描数据和多边形网络转换成精确的三维数字模型，并可以输出各种行业标准格式，包括STL、IGES、STEP和CAD等众多文件格式，为用户已经拥有的CAD、CAE和CAM工具提供完美补充。下面便是GeomagicStudio提供的各种应用方式：全面解决方案使用GeomagicStudio可以帮助用户从点云数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。通过使用GeomagicStudio建立数字化模型，可以帮助用户实现如下工作：*将自由曲面设计和普通的机械设计结合起来。*将一个实体零件创建参数化的CAD模型。*对即造零件中执行计算机流体力学（CFD）和有限元（FEA）分析。衔接数字和物理世界GeomagicStudio能帮助用户完全掌控曲面处理过程，使用户能够创造NURBS模型来精确呈现即造零件。自动化的一键式曲面创建方式适合于快速创建模型。对于相似曲面的对象，可以用创建模板方式加速曲面重构。另外，Studio提供了一整套综合工具用于调整曲面片布局、将重构曲面与多边形网格比较等等。结果模型可导出为IGES或STEP文件。捕获并再现设计意图借助内置智能程序，GeomagicStudio能快速提取设计意图并创建优化CAD曲面。Studio会自动识别解析曲面，如平面、柱面、锥面和球面。它也能创建最准确的扫掠和自由形状的CAD曲面。为了减少CAD下游编辑，约束曲面拟合使您能精确对齐曲面，而自动表面延伸和修剪能使您拉伸表面及锐化边界。如果您不需要一个完全可编辑模型，自动修剪和缝合功能能使您快速建立一个准CAD曲面。利用现有物理对象当您可以通过扫描您的油泥模型、有机对象或已有的物件实现跳转设计过程时，用户没有必要从一无所有开始设计。GeomagicStudio支持市场上所有主流的三维扫描仪，能通过一个插件提供直接控制。用户可以对齐、合并和注册拼接点云数据。另外，用户可以删除体外孤点和降噪来进一步优化数据。多边形网格的处理拥有一套直观的多边形编辑工具（包括一键式自动网格修补工具）、交互式砂纸、曲率敏感光顺和孔洞填补，即使在没有完美的扫描数据的情况下，用户依然可以创建出高质量的三角网格面模型。智能简化工具在简化数据后保证了高曲率区域的多边形能购创建更为有效的模型，以用于快速制造和三维打印。CAD系统扩展参数转换器在GeomagicStudio和CAD系统中提供了一个智能连接，让用户将真正的参数模型应用到流行的CAD系统中，包括SolidWorks、Pro/ENGINEER和AutodeskInventor。在用户使用GeomagicStudio并与CAD系统协同工作的同时，没有必要为了修剪和缝合模型而学习一套新的工具或引进不同的流程，从而不影响用户的标准处理过程。GeomagicStudio11GeomagicStudio11增强了从点和多边形处理，到曲面和完整参数模型的创建阶段，无缝连接了三维模型处理的各个方面。GeomagicStudio11版本对多方面进行了改进,包括菜单与界面的优化、多边形功能的改进与算法的优化以及Fashion模块的功能与算法的提升，并开发出了新的参数转换器。1.准确再现设计意图通过内建的智能，GeomagicStudio能快速获取设计意图和创建优化的需最少下游编辑CAD曲面。GeomagicStudio自动鉴别解析曲面（平面、圆柱体、圆锥和球体）、扫掠曲面（延伸和旋转）和自由曲面。2.利用三维扫描数据创建参数模型参数转换功能能将Geomagic模型无缝转换成CAD几何特征。通过GeomagicStudio将参数曲面、实体、基准和曲线转换到CAD系统，而无需中间文件譬如IGES或者STEP，用户将节省珍贵的产品开发时间。3.约束曲面拟合使下游编辑最少约束的曲面拟合能进一步精处理模型以更好地捕捉设计意图。用户可以指定被选曲面的方向矢量，拟合多个不连续区域为单一曲面，使多个曲面共面、同轴和同心。4.自动延伸和剪截曲面使模型完善为了在CAD系统中更快更轻松地修改模型，自动曲面延伸和修剪功能延伸了相邻曲面，使之互相交叉并创建锐边，使模型在CAD中能更快更方便地被修改，利用CAD系统的强大功能及灵活性，创建真实的倒角半径和倒角边。5.获得网格边界的半径以在CAD系统中快速创建倒角网格半径解析系统自动地分析并测量多边形网格边界上的可变和固定半径——这些数据是创建精确倒圆角的关键，通过在CAD系统中创建倒圆角，你可以利用现有的软件工具创建强大的模型解决方案。6.独特的区域探测算法创建最精确的表面GeomagicStudio利用独特的区域探测算法，快速和轻松地创建最精确的扫面和自由形状曲面。该软件创建一个最优化的与曲面最佳拟合的曲面外形，而不是创建一个基于单个横截面形状的曲面外形。7.交互式重塑物理模型在三维建模过程早期，交互式的多边形编辑工具增添了雕刻和重塑模型的控制力和灵活性。通过使用一组新的自由式编辑工具，用户可以雕刻、切割和变形多边形模型上的被选区域。8.自动探测并纠正网格错误在多边形网格上，网格医生自动地探测并纠正错误，最终生成高质量曲面的多边形网格模型。它数秒内便能查找并修复成千上万的问题，如果需要，也提供问题区域的手工走查。9.生成更好的曲面曲率敏感式光顺能够光顺噪音数据区域，同时又维持高曲率区域细微的细节，结果——能获得精确描绘对象每个细节的高质量曲面。10.快速填充复杂的孔当修补十分复杂的孔时，新的切线补孔选项增添了更多的控制力和灵活性。伴随GeomagicStudio的全套一流补孔技术，用户能重建那些缺少扫描数据的区域，节省重新扫描对象的时间和费用。GeomagicDesignX（原RapidformXOR）是功能最全面的逆向工程软件，它结合了基于历史树的CAD建模和三维扫描数据处理，能创建出可编辑，基于特征的CAD数模并与现有的CAD软件兼容。功能特点（1）处理点云&处理扫描数据：过滤杂点，采样，平滑点；编辑纹理；面片构建。简易的分割工具可以将大规模点云转换为小规模点云——分割点云。四、GeomagicDesignX参数化逆向工程软件自动扫描数据处理，可将大规模扫描数据转换为高品质面片——面片创建精灵。面片化（2D、3D、面片构建）；合并（曲面、体积、面片构建）对齐扫描数据；结合；消减；法线信息管理；传送扫描数据；平均面片，布尔运算面片。（2）将扫描数据与原始数据或CAD数据进行对齐：自动分析扫描特征、提示可能的坐标——对齐向导。用户手动对齐；与CAD的快速、最优匹配对齐；与CAD进行基准匹配对齐。五、三维扫描仪的其他应用1、虚拟现实领域在仿真训练系统、灵境（虚拟现实）、虚拟演播室系统中，也需要大量的三维彩色模型，靠人工构造这些模型费时费力，且真实感差。此外，在Internet上炒得正热的VMRL技术如果没有足够的三维彩色模型，也只能是无米之炊，而三维扫描技术可提供这些系统所需要的大量的、与现实世界完全一致的三维模型数据。销售商可以利用三维扫描仪和VMRL技术，将商品的三维彩色模型放在网页上，使顾客通过网络对商品进行直观的、交互式的浏览，实现“HomeShoping”。2、逆向工程领域所谓的逆向工程是对产品设计进程的一种描述，根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据的过程，即从实物到数字模型。这正是三维扫描重建技术研究的内容。在工业仿制、快速制造系统中有着重要的应用。当人们在机械加工中想快速精确地完成某件物品的仿制加工或是模具的设计时