在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，計算機已經(jīng)由高速的運算工具演變?yōu)楫a(chǎn)品設(shè)計的得力助手，在產(chǎn)品制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其相應(yīng)的設(shè)計軟件也應(yīng)運而生。由法國達索（Dassault Systemes）公司推出的CATIA，是世界上主流的CAD/CAE/CAM 一體化軟件。本文闡述了利用CATIA軟件進行造型的方法和理論基礎(chǔ)，并以某車型車身的一部分造型設(shè)計為例，總結(jié)一些應(yīng)用該軟件的經(jīng)驗和技巧。
一、概述
隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，人類有史以來第一次用上了輔助腦力勞動的工具——計算機，在其迅速擴大的應(yīng)用中，計算機不單純是一種高效的運算工具，而且已經(jīng)成為人們進行產(chǎn)品設(shè)計的得力助手。在產(chǎn)品的造型設(shè)計領(lǐng)域，特別是逆向設(shè)計的模型重建方面，已經(jīng)有比較多的CAD/CAM軟件出現(xiàn)，如Solidworks、I-deas、GRADE、Pro-ENGINEER、UG、STRIM100等等。由法國達索（Dassault Systemes）公司推出的CATIA軟件也是其中重要的一種，其功能覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計的各個方面：CAD、CAE、CAM等，廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、造船以及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。下面著重研究的是此軟件在產(chǎn)品造型的逆向設(shè)計中，對測量得到的點云數(shù)據(jù)的處理過程——怎樣由離散的空間點數(shù)據(jù)通過一系列的計算過程設(shè)計得到產(chǎn)品的外形模型。
二、CATIA點云處理方法
在工業(yè)制造領(lǐng)域，CATIA軟件是航空航天工業(yè)上市場占有率最高的CAD/CAM軟件，現(xiàn)在也廣泛應(yīng)用于其他產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計制造過程中。針對本文的造型設(shè)計，則主要是應(yīng)用了其中的數(shù)字曲面編輯器（Digitized Shape Editor）和自由造型（Freestyle）兩個單元的功能。
1．數(shù)字曲面編輯器
此單元可以處理由測量儀器所取得的實體三維點數(shù)據(jù)（即點云數(shù)據(jù)），具有加載、編輯、重置點云、點云運算、繪制交線和曲線以及鋪面和點云分析的功能，基本可以滿足對點云的前期處理要求。
具體的步驟和過程是：首先將點云數(shù)據(jù)加載到編輯器，利用重置和運算功能對點云數(shù)據(jù)依據(jù)對準球（測量點云數(shù)據(jù)時預(yù)設(shè)的基準點）進行拼接，將單個的點云數(shù)據(jù)合并成一個整體；然后利用此單元的刪除和過濾功能，選取將要處理的點云部分，在不失真的前提下將龐大的點云數(shù)據(jù)選定范圍和過濾，僅留下需要的部分數(shù)據(jù)點；隨后，利用繪制交線和曲線的功能在處理后的點云數(shù)據(jù)上建立特征曲線網(wǎng)格，可以根據(jù)需要調(diào)整網(wǎng)格的劃分方向和疏密程度，這里得到的特征曲線網(wǎng)格是建立擬合曲面的基礎(chǔ)；鋪面功能可以在點云數(shù)據(jù)上建立三角網(wǎng)格并依此鋪設(shè)曲面，可以較為直觀地了解結(jié)構(gòu)的形狀。
