Geomagic Design X点对象处理简介
在Geomagic Design X软件中,对点云的处理是整个逆向建模过程的第一步,点云数据的处理结果会直接影响后续建模的质量。在数据的采集中,由于随机(环境因素等)或人为(工作人员经验等)的原因,会引起数据的误差,使点云数据包含杂点,造成被测物体模型重构曲面的不理想,从光顺性和精度等方面影响建模质量,因此需在三维模型重建前进行杂点消除。为了提高扫描精度,扫描的点云数据可能会很大,且其中会包括大量的冗余数据,应对数据进行采样精简处理。为了得到表面光顺的模型,应对点云进行平滑处理。由于模型比较复杂巨大,一次扫描不能全部扫到,就需要从多角度进行扫描,再对数据进行拼接结合处理以得到完整的点云模型数据。
Geomagic Design X软件中对点云的处理包括点云的优化、编辑、合并/结合、单元化、向导。其中点云的优化与合并/结合在点阶段使用比较频繁,特别是杂点消除、采样、平滑、合并/结合等命令。
点云处理的主要思路为: 第一步,导入点云数据; 第二步,对点云数据进行杂点消除; 第三步,按照一定比例进行采样; 第四步,对精简后的数据进行平滑处理; 第五步,三角面片化,把点云封装成三角面片。如果点云是由多片点云组成,最后还要进行结合或者合并操作。
为了便于点云操作的讲解,下面简单介绍一下点云的相关基本知识。

1. 点云简介
点云是由一组三维坐标点组成的有代表性的数据类型。每一个点都被定义了X、Y、Z坐标值,并且对应了其在物体曲面上的位置。在计算机中可直接看到点云,但是多数3D软件中都不能直接使用。点云通常需要经过面片建模、逆向设计等过程将其转化为面片模型。
2. 不同数据类型的点云
所用的扫描仪决定了扫描仪生成文件的类型。以下是根据点云内部结构而划分的不同类型点云。
1) 随机类型的点云
这种类型的点云包含的仅是随机位置的信息(点之间无关联),可以追加基本信息,如颜色和基准数据。一般来说,中性数据(ascii格式)或CMM数据属于这种类型。
2) 网格类型的点云
该类型的数据是从扫描仪获得的网格中提取的。点标记有XY指数,每个指数在扫描方向上都有一个深度。这种扫描数据的类型可以看作是使用投影方向和扫描位置的2.5D照片(照片+每个像素的距离)。一般结构较轻且扫描范围较大的扫描仪会生成这种类型的点云。将网格点云投影到扫描仪使用的平面坐标系、圆柱坐标系、球形坐标系中,可将其轻松地转换为面片,
3) 线性点云
一般来说,有臂式装置的激光扫描仪或手持式扫描仪会生成线性点云。这种设备每秒钟发射几十条射线,通过扫描追踪物体曲面来生成点云。点云的密度取决于线的方向与扫描的速度,因此对这些点云进行后期处理就很困难
逆向工程技术目前已广泛应用于产品的复制、仿制、改进及创新设计,是消化吸收先进技术和缩短产品设计开发周期的重要支撑手段。现代逆向工程技术除广泛应用于汽车、摩托车、模具、机械、玩具、家电等传统领域之外,在多媒体、动画、医学、文物与艺术品的仿制和破损零件的修复等方面也体现出其应用价值。
Geomagic Design X及其前身Rapidform XOR具有强大的逆向建模功能,在一些国家已得到广泛的应用。Geomagic Design X提供了一个全新的又为大家所熟悉的建模过程,它不仅支持所有逆向工程的工作流程,而且创建模型的设计界面和过程与主流CAD应用程序很相似,用SolidWorks、CATIA、Creo(Pro/E)或Siemens NX等进行设计工作的工程师,可以直接使用Geomagic Design X进行建模设计。Geomagic Design X不仅拥有参数化实体建模的能力,还拥有NURBS曲面拟合能力,能够利用这两种能力共同创建有规则特征及自由曲面特征的CAD模型。