CATIA-逆向详解.doc

目录第一章 逆向工程系统1.1 逆向工程定义1.2 逆向工程应用1.3 逆向工程系统1.3.1 逆向工程系统框架组成1.3.2 产品实物集合外形的数字化子系统1.3.3 三维CAD模型的重建子系统1.3.4 产品或模具的制造1.4 本书结构安排第二章 CATIA逆向工程建模基础2.1 概述2.2 CATIA曲线曲面基础2.2.1 曲线2.2.2 曲面2.3 CATIA曲面的逆向重构2.3.1 由曲线构造曲面的方法2.3.2 由曲面派生曲面的方法2.4 CATIA曲线，曲面的光顺评价和处理2.4.1 参数曲线的几何连续性定义2.4.2 参数曲面的几何连续性定义2.4.3 工程实际中曲线，曲面光顺性评价和分析2.5 CATIA逆向工程建模基本流程2.5.1 CATIA逆向工程流程几何形状造型点云2.5.2 CATIA逆向工程流程自由曲面造型点云2.5.3 CATIA逆向工程的特点2.6 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介2.6.1 DSE数字编辑器模块2.6.2 QSR快速曲面重构模块2.6.3 GSD通用曲面造型模块第三章 数字曲面编辑器3.1 进入数字曲面编辑器3.2 数字曲面编辑器功能简介3.3 点云数据的导入导出3.3.1 点云数据的导入3.3.2 点云数据的导出3.4 编辑点云3.4.1 激活点云3.4.2 移除点云3.4.3 过滤点云3.4.4 特征线保护3.5 点云的合并3.5.1 点云的合并3.5.2 网格面合并3.5.3 点云与网格面的分割3.5.4 网格面的分割与修剪3.6 点云的对其与定位3.6.1 使用罗盘对齐3.6.2 使用约束对齐3.6.3 使用对准球对齐3.6.4 使用点云对齐3.6.5 平移校正3.7 铺面，补洞3.7.1 铺面3.7.2 偏移3.7.3 重组边线3.7.4 平滑网格3.7.5 清理网格3.7.6 补洞3.7.7 删减网格3.8 创建交线3.8.1 曲线投影3.8.2 截面线3.8.3 点云交线3.8.4 创建自由边线3.9 创建曲线3.9.1 3D曲线3.9.2 交线曲线3.10 点云分析3.10.1 点云信息3.10.2 距离分析第四章 快速曲面重构模块4.1 进入快速曲面重构模块4.2 快速曲面模块功能简介4.3 点云编辑4.4 创建交线4.5 创建曲线4.6 创建轮廓4.6.1 创建规则轮廓4.6.2 网格曲线4.7 点云与曲线操作4.7.1 曲线曲面的拼合4.7.2 曲面的延伸4.7.3 曲线曲面的切割与修剪4.7.4 曲线切片4.7.5 调整节点4.7.6 干净轮廓切割4.7.7 边界倒角4.8 划分点云4.8.1 根据曲率划分4.8.2 根据斜率方向划分4.9 创建曲面4.9.1 基本曲面辨识4.9.2 拟合自由曲面4.9.3 放样曲面4.9.4 网格曲面第五章 创成式曲面造型模块5.1 模块的进入及功能简介5.2 草图5.2.1 进入草图工作台5.2.2 草图命令简介5.3 曲线架构5.3.1 点5.3.2 多重点5.3.3 极值5.3.4 直线5.3.5 平面5.3.6 投影5.3.7 组合5.3.8 反射线5.3.9 相交5.3.10 平行线5.3.11 3D曲线偏移5.3.12 圆，圆弧5.3.13 corner倒圆5.3.14 connect curve连接曲线5.3.15 conic圆锥曲线5.3.16 spline样条曲线5.3.17 helix螺旋曲线5.3.18 spine脊柱线5.4 曲面架构5.4.1 拉伸曲面5.4.2 旋转曲面5.4.3 球5.4.4 圆柱面5.4.5 偏移曲面5.4.6 扫描曲面5.4.7 填充曲面5.4.8 放样曲面5.4.9 混合曲面5.5 曲线，曲面处理5.5.1 连接5.5.2 修复功能5.5.3 恢复曲面5.5.4 分解5.5.5 分割5.5.6 修剪5.5.7 边界线5.5.8 提取几何形状5.5.9 平移5.5.10 选装5.5.11 对称5.5.12 缩放5.5.13 仿射5.5.14 坐标系变化5.5.15 外推曲线5.5.16 外推曲面5.5.17 改变取向5.6 约束5.6.1 一般约束5.6.2 以对话框方式定义约束条件5.7 分析5.7.1 连接性检查5.7.2 曲线连接性检查5.7.3 锥度分析5.7.4 分布线曲率分析5.8 基于曲面的实体特征生程5.8.1 拉伸体5.8.2 旋转体5.8.3 增厚成体5.8.4 封闭曲面成体第六章 CATIA使用技巧及设计范例6.1 点云预处理范例6.1.1 点云预处理6.1.2 小结6.2 瓶子范例6.2.1 创建交线6.2.2 创建曲线6.2.3 创建曲面6.2.4 小结6.3 马鞍曲面范例6.3.1 点云预处理6.3.2 创建曲线6.3.3 创建曲面6.3.4 小结6.4 车座范例6.4.1 创建曲线6.4.2 铺置曲面6.4.3 生程实体6.4.4 小结6.5 盒子逆向范例6.5.1 三角网格化点云6.5.2 铺面6.5.3 倒圆角操作6.5.4 小结6.6 汽车内饰件范例6.6.1 三角网格化点云6.6.2 曲面划分6.6.3 顶部曲面6.6.4 前部曲面6.6.5 底部及环形曲面6.6.6 修剪6.6.7 侧部曲面6.6.8 沟槽曲面6.6.9 爪扣6.6.10 凹台6.6.11 小结第一章 逆向工程系统CAD：computer aided designRP：rapid prototyping快速成型系统CAM：computer aided manufacturePDM：procduct data management1.1 逆向工程定义反求工程，反向工程1.2 逆向工程应用A对产品外形的美学有特别要求的领域B需要通过实验测试才能定型的工件模型C没有设计图纸或者设计图纸不完整D需要反复修改原始设计模具E很难用基本几何形状来表现与定义F新产品开发，创新设计G破损文物，艺术品修复，损坏零件的供应H服装，头盔的制造要与使用这身体为原始设计依据I RPM1.3 逆向工程系统1.3.1 逆向工程系统框架组成1.3.2 产品实物集合外形的数字化子系统STL格式：StereoLithography interface specification快速成型机常用格式，有ASCII码和二进制两种形式，共定点规则，每一个小三角形与相邻的小三角形共用两个定点；取向规则，用小三角形平面中的定点排序来确定内表面或外表面，反时针的定点排序是外表面，右手法则取值规则，每个小三角形平面的定点坐标值必须是正数大量的数据冗余，存在空洞，裂缝，边重叠，面重叠，悬边，悬面，法向量不正确等Ibl格式：Pro/E专门用于逆向的格式，简单的ASCII格式1.3.3 三维CAD模型的重建子系统组织标准MS美国国家标准协会IGES初始图形交换标准CAMI美国计算机辅助制造国际计划VBF实验性边界表示文件VAD德国汽车制造协会VDAFS VAD曲面数据交换格式AEROS法国国家宇航局SET数据传输和交换标准U.S.AIR美国空军PDDI产品广义数据交换接口ESPEIT欧洲信息技术与发展战略计划CSDI CAD接口DIN德国标准协会V66304VAD程序接口V4001特征边界接口ISO国际标准化组织STEP产品数据交换标准IGES格式：基本单元是实体，分为3类几何实体，点，直线，圆弧，样条曲线，曲面等描述实体：尺寸标注，绘图说明等结构实体：结合项，图组，特性等以ASCII码记录长度为80个字符的顺序文件元素边界模糊，数据交换不稳定STEP格式：Standard for the Exchange of product model data不足：所有数据都是静态的，没有过程信息，产品的语意表达不足 没有产品的参数化模型 对特征之间以及特征与产品模型间的关系没有做具体约定 特征的轮廓和形状，大部分是规则形状DXF格式Parasolid格式：包括点，边界，片，环，面，壳体，区域，体1.3.4 产品或模具的制造1.4 本书结构安排第二章 CATIA逆向工程建模基础2.1 概述曲面型面数据散乱，曲面对象边界和形状及其复杂不是简单地由一张曲面构成，由多张曲面延伸，过渡，裁减构成，因而要分块多视拼合问题2.2 CATIA曲线曲面基础2.2.1 曲线方向：放样曲面对曲线的方向非常重要，方向箭头在沿曲线长度的3/4出显示出来节点：连线上两个跨度相连接的位置段：附属在曲线节点处的圆弧部分起始点和终点：开放时是两个点，封闭时是一个点控制点：小区域内影响及约束曲线形状的数学上的点，太多会产生褶皱，太少无法显示形状阶次：确定曲线的外形，曲线一般是4价，CATIA最多可用22价，直线是2价，圆弧或圆是3价参数间的相互关系：控制点数内部节点数自由度1 阶次自由度1 内部节点数段数1 控制点数内部节点数阶次段数1阶次控制点的分布：均匀分布，用于平滑曲线 非均匀分布，高曲率地方多用控制点2.2.2 曲面法线：曲面有一个法线方向，正方向为曲面颜色，负方向为灰色节点和跨度：曲面由曲线创建时，曲面有与曲线一样的节点和跨度控制点：与曲线类似阶次：平面是2阶曲面，球体是3阶曲面，其他曲面大多是4阶U和V的方向：每个NURBS曲面都有四条边，在两条边之间相互垂直的地方被分为U、V方向，UV方向都有阶次，CATIA最多可用1616阶次，一般平面22阶次，曲面最好不要超多66阶次，多了不容易控制2.3 CATIA曲面的逆向重构重构过程：曲面分割选择合适的造型方法生成曲面曲面质量评价（精度、光顺性）曲面裁减、生成外表面外表面光顺性评价曲面造型的两种方法：曲线构造曲面、曲面派生曲面2.3.1 由曲线构造曲面的方法旋转曲面、线性拉伸面、直纹面、扫描面网格曲面：单向网格：由一组平行或者近似平行的曲线构成 双向网格：由一组横向曲线和一组与它相交的纵向曲线构成边界曲面：四条边构成的封闭曲面填充曲面：N条边包围形成曲面2.3.2 由曲面派生曲面的方法等半径倒圆曲面、变半径倒圆曲面、等厚度偏移曲面、变厚度偏移曲面、桥接曲面、延伸曲面、修剪曲面、拓扑连接曲面几种曲面成型的方法对比方法特点缺点Bezier曲面法整体逼近，具有对称性网格构造时控制多边形定点数目决定曲面的阶次，缺乏局部修改性B样条曲面法其阶次与控制定点数目无关，具有局部修改性，曲面片间无条件光滑拼接曲面片一般不通过特征网格的任意一个定点NURBS曲面法对标准的解析曲线和自由曲线提供了统一的数学描述，保留了B样条曲线的节点插入，修改，分割以及调整控制点等强有力的技术，具有修改权利子来修改曲线形状的能力计算量较大，影响软件的运行速度，耗费的存储较大，而且当权因子为零和负值容易引起计算的不稳定，导致发生畸变2.4 CATIA曲线，曲面的光顺评价和处理2.4.1 参数曲线的几何连续性定义两种度量：函数曲线的可微性，具有n阶连续导矢，其光顺性称为Cn参数连续性 几何连续性，用Gn表示两曲线段相连，只要在连接点有相同的切线方向就认为是光滑的C0和G0相同，有公共连接点，位置连续G1：在公共连接处具有公共的单位切矢（弧长的一阶导矢）G2：在公共连接处具有公共的曲率矢（弧长的二阶导矢）2.4.2 参数曲面的几何连续性定义G0和C0：曲面具有公共连接线G1：切平面连续性，当且仅当两曲面沿它们的公共连接线，处处具有公共切平面或公共曲面法线时G2：曲率连续，沿公共连接线，处处在所有方向都具有公共的法曲率2.4.3 工程实际中曲线，曲面光顺性评价和分析2.4.3.1 曲线的光顺性评价曲率梳G0-位置连续：端点重合，连接处的切线方向和曲率均不一致 G1-切线连续：在连接处切线方向一致（倒角工具过渡面均属于这种，因为圆周与表面的切点间的一部分作为倒角的轮廓线，圆的曲率是固定的，故产生G1） G2-曲率连续：即曲率相同，在相交处梳子的齿长和方向都一致，但梳子线可以不连续2.4.3.2 曲面的光顺性评价高斯曲率、截面曲率、切矢、双向曲率、法向矢量反射线法：显示一线性光源由某一特定方向反射在曲面上的反射曲线，与视点有关高光线法：简化的反射线法，取消了视点等照度法：由曲面上具有相同光照度的点的集合所形成的曲线，检查曲面的连续性焦点曲面法：检查曲面的连续性和凹凸性等G0：连接处毫不相干G1：连接处是相连的，一个面到另一个面会发生很大的形变，相接的地方产生尖锐的拐角G2：连接处有一个过渡，不会产生尖锐的拐角产生曲面不光顺的主要原因：组成曲面的曲线不光顺组成曲面的曲线不合理曲面造型方法不合适2.5 CATIA逆向工程建模基本流程产品设计的要求：数学模型的精度误差满足用户可交付的要求曲面内在的质量要求：连续性，光顺性曲面连续过渡的要求：尖角过渡曲面的流程路径要求曲面或局部协调性和对局部特征分界的合理性工程制造标准的要求模具拔模的工程制造符合性要求设计、质量和验证审核的可行性一般过程：点云特征线面实体2.5.1 CATIA逆向工程流程几何形状造型点云点云格式：ASII，STL，IGS，IGES等输入点云（DES模块导入）点云数据的预处理，生成或构制3D曲线线框（DSE）由3D线框生成3D曲面（GSD和FS）形成实体（part design）2.5.2 CATIA逆向工程流程自由曲面造型点云导入点云3D轮廓线框QSR成曲面part design成实体2.5.3 CATIA逆向工程的特点点和点云数据处理的高效率可以构建class A曲面（FS和automotive class A）可以根据需要快速构建calss B曲面（QSR）GSD曲面功能强大，并可进行可行性分析多样化检测工具（曲率分析，连续分析，距离分析）三角网格曲面直接进行3轴加工（SMG）以DMU SPA对数位模型进行空间干涉检测2.6 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介DSE（Digitized shape editor数字编辑器）SQR（Quick surface reconstruction快速曲面重构）GSD（Geverative shape design通用曲面造型）FS（Freestyle自由曲面造型）2.6.1 DSE数字编辑器模块导入点或者点云数据预处理点云数据：过滤，删减，空洞修补，对齐，合并点云三角面片网格化点云剖面生成扫描线（Scan line）由扫描线生成特征线或线框误差检测点资料的整理，为曲面重构做准备三角网格曲面划分后可直接进行3轴加工或快速成型点云与重构的曲面做误差检测和控制三角网格曲面划分后可直接进行DMU空间分析检测2.6.2 QSR快速曲面重构模块重构可编辑的高精度曲面划分三角网格面片提取适用的曲面区域以特征边界与局部点云重构自由曲面区域辨别及重构基本几何曲面：平面，球面，圆柱面等品质检测及误差分析2.6.3 GSD通用曲面造型模块根据做好的特征线或线框，结合产品结构，构造曲面对部分细节优化裁减，合并并生成高品质曲面误差检测第三章 数字曲面编辑器3.1 进入数字曲面编辑器3.2 数字曲面编辑器功能简介导入点云，清理点云，三角网格化点云，作点云剖面提取曲线，提取特征线，点云质量分析3.3 点云数据的导入导出支持的格式：CGO，ASCI，Atos，Iges，Stl3.3.1 点云数据的导入对话框Format：选择格式Selected file：选择点云文件Statistics：显示点云信息Sampling（）：设置取样比例，即加载的点数占原来点总数的比例Scale factor：交线尺寸的比例File Unit：导入点数据的单位Grouped：一次选择多个点云，选中时，表示自动合并称为单一点云3.3.2 点云数据的导出3.4 编辑点云激活，过滤，移除等操作3.4.1 激活点云直接选择点云或者圈选点云来选择点云的部分区域作为工作区域对话框选择要编辑的点云选择Mode选择Level选择Trap Type选择Selected PartActive All：激活该点云的所有点Swap：反向选择Mode中：Pick时，Level全部激活，Trap Type和Selected Type不可用Trap时，Level不可用，Trap Type和Selected Type激活Brush时，Trap Type中（选择的方式）：Selected part中：Inside Trap：框选内Valid Trap：可取消该次选择，重新选择该点云激活非激活的点云可以再用激活来恢复3.4.2 移除点云对话框跟激活点云一样移除后点云不能恢复3.4.3 过滤点云数据太庞大，无需如此多的点曲率大的地方多用点对话框Reset：重新过滤Homogeneous：数值为圆球半径，球内的点被过滤，球上的点保留Adaptative：根据点与点之间的玄偏量差量，把某偏差量以内的点都过滤掉，数值越大代表容许的偏差越大，过滤的点越多。曲面变化小的地方虑除较多的点，大的地方保留较多的点，一般建议适用该项Statistics：显示过滤的一些信息Physical removal：选择时，过滤的点将被删除 不选择时，只能使用该对话框“Reset”项恢复所有点3.4.4 特征线保护扫描线，保护后，移除和过滤操作中，不受影响对话框点击点云时，该点云的特征线都显示出来了（Unprotected）右键即可选择保护还是不保护Scal/Grid：扫描的特征线和网格Cell：表示一个点云，保护后，该点云不再能过滤和删除3.5 点云的合并合并、分割、网格面的合并、分割、修剪等3.5.1 点云的合并将多个点云合并为一个点云对话框选择要合并的多个点云就行了3.5.2 网格面合并将网格面合并对话框选择多个要合并的网格面就行了3.5.3 点云与网格面的分割将点云和网格面分割成数个部分对话框与激活点云类似3.5.4 网格面的分割与修剪利用曲面、平面、曲线或其他网格对现有网格面进行修剪或分割对话框3.5.5 投影点云对话框3.6 点云的对其与定位当物体太大，需要分几次扫描才能完成，就需要将几个点云定位3.6.1 使用罗盘对齐对话框先点击要移动的点云，再选择目标点云，点击确定，Move的三个选项可选第一个：可以选择定位结果，有多种结果时点击该图表切换第二个：使用罗盘附着于点云移动和旋转第三个：恢复到开始的状态完成后生成一个新的点云，Points代表生成的新点云相对于原点云的点的数量比例3.6.2 使用约束对齐使用配对的规则形状：点，线，面，圆柱，球等来对齐选择要移动的点云，选择特征（点，线，面，圆柱等），再选择目标特征（点，线，面，圆柱等）3.6.3 使用对准球对齐前后两次测量时测入重叠的部位作为对齐的记号，即校正圆球球的半径知道可输入，不知道系统会自动计算先选择要移动的点云目标点云要移动点云的参考球OK点击要移动点云参考球的位置复制一份出来，保留原来的点云3.6.4 使用点云对齐3.6.5 平移校正3.7 铺面，补洞对处理好的点云进行铺面铺面：将点云铺成网格偏移：将铺好的网格偏移补洞：若铺面出来的网格有破洞，就需要补洞3.7.1 铺面对话框3D Mesher：具有复杂点云的铺面方法Sag：可以减少密集点云铺面时的三角形数量，和点云经过过滤后在铺面有相同的效果，0时全部点都铺面2D Mesher：形状比较平滑简单的点云，即点云的形状可以靠投影在一个平面内表示，需要选择一个平面作为参考面，平面的方向决定网格质量的好坏Neighborhood：设置大小后，产生一个小球，该小球内的3个点才能铺面，即半径越大，铺面越多，半径越小，球内的点越少，铺面越少Display：显示网格的方式 Shading：网格打光的情形 Triangles：单纯显示三角网格Smooth：使打光后的网格相对比较平滑Flat：每个三角网格独立成面3.7.2 偏移偏移网格面对话框选择要偏移的网格面，输入数值就可以了Create scans：偏移后网格上会生成边界扫描线3.7.3 重组边线不更改网格定点数目，通过转换网格的边线修正网格的边线，重组三角网格，使网格更加平滑，有利于后续工作对话框Depth：范围：010，表示调整的幅度该命令可以重组多次3.7.4 平滑网格有时由于测量精度的问题，导致点云边界很不平滑，导致由点云产生定的曲线质量很差，可用该工具弥补对话框Coefficient：0时，不移动点；1时，移动到理论计算的位置Max Deviation：允许调节的最大位置3.7.5 清理网格清理不规则面片，如三个定点存在多个面片，多个面片共用同一条边界，部分孤立的小面片等对话框Preview colors：可以选用不同的颜色标识出来，便于观察Structure：对孤立的面片进修整3.7.6 补洞对话框点击点云后会出现一些标记V：修补该洞X：不修补该洞点击V、X可以更改修补还是不修补3.7.7 删减网格若一些面仅用较少的网格就能表征，那么就不需要那么多网格，可以用该工具完成简化网格对话框Chordal Deviation：可以很好地保持网格面的特征Edge Lengh：得到的三角网格划分比较细，且比较规整，但是曲率变化大的地方精度比较低Minimal：删减时的最大误差Target Percentage：保留三角网格的百分比3.8 创建交线曲线投影将空中的曲线投影到点云上，截面线是点云与断面的交线，手动绘制根据点云的绘制曲线，等方法的曲线3.8.1 曲线投影将空中的曲线离散化，再投影到点云上若将曲线投影到点云上，则只能选择Along a direction；若投影到网格面上，则还有NormalSag：设置曲线的离散程度Working distance：投影延伸的距离，数值越小越精确Cruve creation：不选，产生交线 选择，产生曲线，无交线3.8.2 截面线获得断面交线Number：分割点云平面的数目，Infinite，无数个Step：面与面的间距Influence Area：平面向两侧延伸的距离，若点云较稀，可能大距离内无相割的面选择平面后，可右击该平面，调整平面的位置3.8.3 点云交线分别选择要建立曲线的点，双击完成3.8.4 创建自由边线将网格的边界提取为交线点击点云后出现V、X标记，V标识创建，X标识不创建Curve creation：标识创建为曲线Distinct：将所有边界单独存在Grouped：所有边界称为一体3.9 创建曲线3.9.1 3D曲线通过点：用鼠标选择点成曲线控制点：鼠标选择点作为控制点来创建接近点：鼠标选择点，N表示阶数，可以右键改变，曲线是single arc创建完成后，双击该曲线任可以编辑3.9.2 交线曲线将交线转化为曲线Smoothing：设定误差范围内，将交线上的点平滑排列Tolerance：交线与曲线之间的最大公差值可显示最大公差值Max.Order：设置生成曲线的最大阶数Max.Segments：曲线上两分割点之间的最大段数可显示曲线的阶数和段数Split Angle：曲线判断尺度，若交线变化角度大于此值，自动切断称为两条曲线，Point为两短曲线的连接出，可设置其连接方式Interpolation：交线上的点之间经过插值运算插入点，再由这些点生成曲线3.10 点云分析信息和距离分析3.10.1 点云信息显示点云的一些信息3.10.2 距离分析选择多个时，按住Ctrl键可变点：可以在第一组测量元素上移动鼠标，动态显示该点到第二组元素的距离，还显示两个测量元素之间的最大，最小值第六章 数字化外形编辑器（DSE）CATIA V5的数字化外形编辑器（DSE）提供数字化数据的输入、清理、组合、截面生成、特征线提取、实时外形及指令分析等功能。此模块用于逆向工程的前期，即在数字测量之后，CATIA其它过程之前。这些后续CATIA V5应用有：CLASS A曲面重建（利用FSS），直接多边形加工（利用CATIA Machinist），CAD环境下的电子样机空间分析（利用SPA），风格设计细化过程中的可行性检查（利用GSD），电子样机的早期加工过程仿真等。6.1 相关的图像菜单CATIA V5的数字化外形编辑器（DSE）模块由如下图标菜单组成：输入点云(Cloud Import)、输出点云(Cloud Export)、点云编辑菜单(Cloud Edition)、创建扫描线菜单(Scan Creation)、创建曲线菜单(Curve Ceation)、复位菜单(Reposit)、图象操作菜单(Operation)、分析菜单(Analysis)及上色菜单（Tessellation）等，下面将详细介绍各菜单用法：6.1.1 点云输入 (Cloud Import)和点云输出 (Cloud Export)点云输入 (Cloud Import) 和点云输出 (Cloud Export)是告诉你怎样输入/输出一个或多个描述数字化点的文件，提供多种文件输入/输出格式。满足CATIA V5用户逆向造型的需要。（图标如下所示）Cloud Impor点云输入 Cloud Export点云输出 6.1.2 点云编辑菜单(Cloud Edition)点云编辑菜单(Cloud Edition)为用户提供如何对点云进行操作编辑的手段，方便用户对点云过滤、删除及部分激活。（图标如下所示）。 Activating 激活 Filter 过滤 Remove 删除6.1.3 创建扫描线菜单(Scan Creation)扫描线生成菜单(Scan Creation) 生成扫描线 Planar Sections平行截面线 Curve on Cloud 投影扫描线 Scan on Cloud 点云扫描线6.1.4 创建曲线菜单(Curve Ceation)CATIA V5为用户提供了丰富的曲线生成功能，在数字编辑器模块中能够根据用户需要生成平面曲线、空间曲线。（图标如下所示）Curve on Plane 平面曲线Curve in Space 空间曲线Curve from scans 扫描曲线6.1.5 图象操作菜单(Operation)CATIA V5为用户提供点云合并分割手段。（图标如下所示）Merge 合并Merge Polygons 合并多边形 Split a Polygon or a Cloud 分割多边形或点云6.1.6 上色菜单（Tessellation）CATIA V5为用户提供的方格上色菜单如下所示。Tessellate上色Offset 偏置6.1.7 高级菜单CATIA V5为用户提供的高级操作工具。（如：点云定位）图标如下所示。Align with Cloud 点云定位Align with Surface 曲面定位Align using sphere 球定位Use Align Transformation 使用转换定位Flip Edges 尖边Fill Holes 填洞 Distance Analysis 距离分析6.2 数字化外形编辑相关功能介绍本节将详细地介绍数字化外形编辑相关的功能及各功能在实际点云编辑中的应用。6.2.1 输入点云(Cloud Import)点云的输入是将其他格式数值化数据调进CATIA，是进行逆向造型的第一步，其他操作都建立在此基础之上。操作步骤：1） 点击输入（Import）图标，点云输入(Cloud Import)对话框出现；2） 在格式（Format）区域选择输入文件格式； （CATIA为用户提供多种文件输入格式，例如：Ascii free ; Atos ;Cgo; Hyscan ; Iges ;Kreon ;Stl 等等。）3） 在文件选择区选择输入文件并指明文件路径文件名与路径文件格式4） 选项(Options)区：a) 取样（Sampling）：按百分比例显示。取样数字就是输入点云、扫描线等数字化文件按百分之几取样b) 比例因子(Scale factor)：输入文件按输入比例缩放输入模型c) 文件单位（File unit）：输入数据采用的单位，与其他选项关系不大5) 统计（Statistics）：如果打开此开关，则显示输入文件相关信息，否则不显示6） 点击运用（Apply）：显示点云7） 此时点击刷新（Update）：将显示输入点云的边界框，通过拖拉边界框的绿色箭头调整要输入的大小注意：边界框尺寸与可见点云尺寸一致如果打开代替（Replace）按扭，将用新的点云代替当前点云。8） 一旦满意输入点云，点击 Ok确认，生成的元素将增加到结构数上说明： 编辑器能够记住上次输入文件路径。 根据输入文件格式的不同，点击More，还会显示更多的信息。6.2.2 点云输出（Cloud Export）在实际应用中，需要将CATIA中的点云用不同格式输出，CATIA也支持点云的输出。当所输出的是扫描线，以扫描线输出；当所输出是点云，以点云输出；当既有点云，又有扫描线时，将以扫描线输出。具体操作步骤：文件路径文件名文件格式1） 选择要输出的元素，然后点击输出(Export) 图标，输出对话框出现2） 打通存贮文件的路径3） 输入文件名4） 选择存贮文件的格式（例如：Ascii ;Stl ; Cgo）5） 点击保存（Save），新文件存入硬盘；点击取消（Cancel），则不保存。6.2.3击活部分点云(Activating)在处理较大的点云数据时，工作焦点只是一个较小的范围，为了节省计算机资源，CATIA允许用户只击活工作区域点云，而其他部分点云被隐藏。 操作步骤：1） 点击激活(Activate) 图标和一片点云，激活点（Activate points）对话框出现有效激活选择保留圈定类型拾取标准圈定拾取交换激活所有对话框中的运用(Apply)按扭被有效激活（Valid trap）按扭代替有以下三种方法激活工作焦点a) 拾取(Picking) 单个元素激活区：挑选要工作的焦点区域，点击OK确定选择的区域b) 圈定(Trap)单个激活区：挑选要工作的焦点区域，通过拖拉圈定线修改圈定区域的大小，点击OK确定选择的区域c) 圈定(Trap)多个激活区：挑选要工作的焦点区域，通过拖拉圈定线修改圈定区域的大小，点击有效圈定，使之有效，重复以上操作，直到需要的点云都激活，点OK确定激活区。若用拾取(Picking) 单个元素激活区，你可以根据水准(Level)选项直接激活： 水准(Level)：点（Point） 扫描线或格子（Scan or Grid） 点云单元 (element of a cloud) 整个点云（global cloud）若用圈定(Trap)激活区，你可以根据圈定类型（Trap Type）圈定激活区圈定类型（Trap Type）：矩形（Rectangular）多边形（Polygonal）开槽形（Spline）注意：a)只要没有双击圈定的多边形，就能操作取消与重做b）在挑选过程中，激活的点是用红颜色显示c）在默认情况下，圈定线是用2D显示，若旋转模型，则3D显示d）能够修改圈定区域通过拖动绿色箭头e）能够生成多区域激活区，通过多次点击有效圈定f）如果你圈定模型一部分，然后点击交换（Swap）按扭，则有效的部分是你未圈定的那部分）能够选择保留部分a)圈定线之内b) 圈定线之外）能够通过选择部分点云召回全部点云： a) 激活所有（Activate all） b)交换（Swap） 如果激活的是完整点云，则显示自由边，否则不显示。6.2.4 过滤（Filter）在处理许多数字化点云时，遇到数字化点密集，我们可以用CATIA中的过滤功能对点云进行处理，滤除多余的点 操作步骤：1） 点击过滤（Filter）图标和需要过滤的点云，过滤对话框出现2） 选择过滤类型： a)均匀 ( Homogeneous) b)适度( Adaptative) 如果选用均匀 ( Homogeneous)过滤：则在过滤点云上出现一个绿色的过滤球，可以在均匀对话框中改变球的半径，也可以改变球的位置用鼠标点击点云。过滤原理：在球沿点云运动中，凡是在球里面的点将被一个点代替，其余点被隐藏。注意：球的半径不能小于收集点云的步长如果选用适度( Adaptative)过滤：则在适度过滤对话框中的数字所表示的意义是点云过滤的弦差。用这种方法过滤，在平坦面将有较多的点被隐藏，而在曲率变化较大的地方将隐藏较少的点，这样可以突出曲率变化区域。注意：当弦差为零时，可以恢复被隐藏的点3） 每点击一次Apply，点云和统计（statistics）区信息都会刷新一次4） 打开物理删除（Physical removal）选项，将删除被隐藏的点5） 点击OK，完成操作。说明：a) 当物理删除（Physical removal）选项关闭时，所有过滤点只是隐藏，而不是删除 b) 不能过滤多边形 c) 点云过滤后不能取消d) 当你过滤扫描线或格子时，实际上是扫描线或格子隐藏，新的扫描线或格子生成e) 被物理删除的点不能恢复6.2.5 删除 (Remove) 删除在点云处理特别有用，你可以删除不需要的点，对点云进行清理，方便后面造型处理。操作步骤：1） 点击删除图(Remove) 标和点云，删除对话框出现2） 有以下三种方法选取要删除的区域： a) 拾取(Picking) 单个元素删除区：挑选要工作的焦点区域，点击OK确定选择的区域 b) 圈定(Trap)单个删除区：通过拖拉圈定线修改圈定区域的大小，点击OK确定删除的区域 c) 圈定(Trap)多个删除区：通过拖拉圈定线修改圈定区域的大小，点击有效圈定，使之有效，重复以上操作，直到要删除的点云都选上，点OK确定删除。若用拾取(Picking) 单个元素删除区，你可以根据水准(Level)选项直接删除： 水准(Level)：点（Point） 扫描线或格子（Scan or Grid） 点云单元 (element of a cloud) 整个点云（global cloud）若用圈定(Trap)删除区，你可以根据挑选类型（Trap Type）圈定删除区挑选类型（Trap Type）：矩形（Rectangular）多边形（Polygonal）开槽形（Spline）注意：a)只要没有双击圈定的多边形，就能操作取消与重做b）在挑选过程中，删除的点是用红颜色显示c）在默认情况下，圈定线是用2D显示，若旋转模型，则3D显示d）能够修改圈定线通过拖动绿色箭头e）虽然删除和激活对话框相似，操作也大体相同，但还是有细微差别： 删除的点不能恢复 所有自由边都显示6.2.6 平行截面线（Planar Sections）该功能是用一组平行面截点云产生截面线，具体操作步骤：1） 点击平面截面线（Planar Sections）图标和做截面线的点云，平面截面线对话框出现参考面限制线对话框自己默认参考平面、截面数和步长。自己定义参考平面是非常有用的，能定义任何位置的参考平面；另外，在固定（Fix）区可以选用是用步长定义截面线，还是用截面数定义截面线2） 根据需要，在平面定义（Plane Definition）区挑选参考面类型：a) 选预先定义平面 XY平面； XZ平面；YZ平面b) 点罗盘按扭，根据罗盘的方向选择参考面c) 点平面按扭，将一个已存在的平面作参考平面d) 点截面导线按扭，选择一条曲线，截面线将与此曲线正交3） 参考面确定后，可以改变它的方向通过拖动参考面中心绿色箭头，也可以按交换(Swap)按扭改变方向。4） 如果需要，你可以在任何面上挑选一条或者两条曲线作为限制线，选第一条曲线，则它的名字将出现在First Curve区域，选第二条就出现在Second Curve区域。若用另外一条限制线替代已选的限制线，击活被代替线区域，然后选替代线。5） 定义切割面：a) 用步距定（Step）义切割面 打开固定（Fix）区的步距（Step） 在步距（Step）对话框中输入步距 在数量（Number）对话框中输入切割面数或者拖动绿色箭头达到你需要的面数。（数量对话框的数字会自动更新）b) 用数量（Number）定义切割面 打开固定（Fix）区的数量（Number） 在数量（Number）对话框中输入数量 在步距（Step）对话框中输入步距或者拖动绿色箭头达到你需要的步距。（步距对话框的数字会自动更新）你能够打开无限制（Infinite）截面选项，（尤其在模型较大时，此选项非常有用）在荧屏上显示的平面仅仅代表参考面的位置，你需要定义截面步距6） 切割面影响区（Influence Area）：当点云较稀时，截面可能与点云不相交，切割面影响区就是指如图黄颜色所包含点的区域，根据需要自己定义区域的宽窄7） 截面线类型：a) 独立型（Distinct）：每条截面线都独立地出现在结构树上b) 成组型（Grouped into one element）：形成的截面线以组的形式出现在结构树上8） 点击Apply，然后OK，截面线名字出现在结构树上。虽然在点云上形成截面线是简单快速，但是效果没有在多边形作的好；截面线可以以ASCII的文件格式输出。6.2.7 点云曲线（Curve on Cloud ）将曲线投影到点云上所生成的线。具体操作步骤：1） 点击点云曲线图标（Curve on Cloud ），出现曲投影对话框2） 选择投影线和目标点云3） 运用罗盘选择投影方向：将罗盘移到要投影的曲线上，拖动罗盘选择方向，此曲线将沿罗盘W-轴投影；或者确定罗盘选项“锁定平行屏幕方向”是激活的，并且你想投影的模型平面曲线也是平行屏幕。4） 如果目标是点云，为投影线确定离散点数。例如：10或205） 如果目标是点云，你可以设定焦点距离，输入的曲线是离散的，而每个离散点又投影到点云上，焦点距离就是离散点之间投影到点云间的距离6） 如果目标是一个多边形，你可以设定弦差，这条投影曲线通过弦差进行离散，而且每个离散点根据弦差投影在多边形上。7） 点击Apply，刷新结果，OK确定结果，扫描线出现在结构树上。6.2.8 生成扫描线(Creating Scans on Cloud)1) 点击创建扫描线(Creating Scan