逆向造型

逆向造型是指根據已有的產品或者模型進行測量或掃描，然後進行逆向的3維建模過程。

基本介紹

• 中文名：逆向造型
• 外文名：Reverse modeling
• 類型：逆向
• 屬於：catia、proe和ug nx

逆向造型

一般特指產品的外

觀曲面的構建過程。最典型的套用情況是根據油泥模型進行逆向造型的汽車白車身三維曲面的構建和卡通外觀產品外觀的構建。而在國內，產品的仿造、山寨產品特別是山寨手機的逆向造型情況也非常常見。 逆向造型的目的除了獲得產品的外觀三維數據外，也用於改善產品的外觀性能，特別是在對於外觀流體性能要求比較高的場合，也需要通過製造模型和樣板來不斷的測試和修改並得到最終的模型，並使用這個最終模型進行逆向曲面造型得到三維模型。

卡通松鼠外觀

逆向造型的類型

根據原始數據來源的不同，逆向造型可以分為如下的不同類型，不同的類型造型有它自己的一些特點

手工測量逆向造型

直接根據產品的實際樣品或模型進行手工的測量數據並創建三維模型，這樣的情況通常是對產品外觀精度要求不高並且形狀比較規則的，用戶通過卡尺、角規或高度尺等輔助工具來進行測量得到具體的尺寸值並使用三維CAD進行模型的建模，這種情況多見於機械零件的逆向。

掃描線逆向造型

在雷射掃瞄器廣泛使用之前，最常用的曲面測量方法就是使用機械導針式抄數機來進行抄數（掃描）得到

產品的外觀線框。使用這種方法得到的數據準確度有一定的保障，也是在90年代最常用的逆向造型方法。使用這種造型方法必須有實際的模型或樣板來輔助建模，局部細節的特徵尺寸還需要結合手工測量來獲得。 採用這種數據進行逆向造型在一定程度上受到掃描數據的限制，在創建造型的曲線的時候通常要選擇有掃描線的截面，這樣在用戶逆向造型的時候自由度就大受限制了。因此在三維雷射掃瞄器的普及之後，這種方法會逐漸被取代

卡通小豬的掃描線框

稀疏點雲逆向造型

稀疏點雲是通過三坐標測量機測量的數據點集合，三坐標測量機測量數據的場合通常是對於產品整體外觀

比較規則但是局部細節要求比較高的場合，通過測量產品外觀上某個點的具體坐標值來創建坐標點。 這中數據的測量方式可以兼顧整體形狀和細節特徵的精確度，同時相對於三維雷射掃瞄器來說成本也相對較低，所以在一些地區比如長三角地區目前也還有一定的套用。

典型的稀疏點雲

密集點雲逆向造型

密集點雲是採用三維雷射掃瞄器或者照相式掃瞄器進行抄數得到的點數據，採用這樣的方法得到的點雲因

為數據量比較大並且能夠全面反映產品的整個外觀，因此對於創建高要求的外觀來說是比較理想的數據獲取方式。對於這種情況下的造型，有專門的逆向軟體來進行造型比如imageware，copycad等，而使用普通的三維CAD軟體來進行造型，在導入之前一般需要使用專門的逆向軟體進行點雲的前期處理和編輯。

腳踏車擋板密集點雲造型

使用密集點雲進行逆向造型，因為用戶可以得到任何位置任何方向的截面數據，因此可以最大程度發揮造型者的建模自由度，同時也可以在密集點雲的參考下隨時查看造型結果和原始數據的偏差，有利於及時糾正偏差得到更準確的結果，因此相對其它方式的造型類型而言更有有效和更具適用性，是目前的主流逆向造型類型，特別是珠三角地區已經是廣泛套用。

逆向造型的方法

從本質而言，逆向造型和正向造型並無太大的不同，不同之處僅僅是逆向造型比正向造型多了參考的數據，一方面提供了參考一方面也對形狀有更多的限制。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“假想截面構建方法”和“預期截面構建方法”“

逆向造型的要求

逆向造型有兩個基本的要求：精確度和曲面質量；對於不同的產品這兩方面的要求又有所不同，對於普通的產品比如消費電子、日常用品更側重於造型的準確度，對於曲面的質量通常能達到G1連線（曲面相切連線)並且肉眼觀察光滑便可基本滿足要求。而對於一些比較關注流體性能的場合比如汽車外表面、飛機外表面等則更注重曲面質量，更有甚至會要求達到A級曲面標準。

專業的逆向軟體都有分析原始的掃描點雲和造型的結果曲面的偏差的，比如imageware和Geomagic Qualify。但對於大部分產品，使用普通CAD軟體所創建的三維模型通過一些截面的觀察和對比一般也可以滿足檢測的需求。

逆向造型常用軟體

常用的專業逆向造型軟體有ICEM Surf 、imageware、CDRS、Geomagic等，而一些大型綜合CAD軟體比如CATIA、ProE和UG NX等也都包含有逆向模組，可以直接進行逆向造型