四、造型設計實例
1.點云數據的獲得
應用GOM公司&寶力機械公司的Tritop 軟件,先用高分辨率CCD相機獲取外形數據得到單張點云數據,再利用該公司的Atos軟件,將單張點云數據根據預設的基準點拼接成整張點云數據。整合后的車身側面點云數據極其龐大,所以本文只選取了某車型的車身一部分為例進行造型設計。
2.整理點云數據
將拼接完整的車身側面點云數據加載到數字曲面編輯器中,首先利用刪除功能,在車身側面點云數據中將多余的點云刪除。刪除時應注意適當保留一定的邊緣部分,以便能較為準確地做出其邊緣的形狀。在實際拍攝中,可能將一些無關的數據點錄入進來,所以,對點云數據的放大詳細觀察并手工剔除壞點數據也是很有必要的,可以將一些明顯與結構無關的數據點剔除,以免干擾以后的工作。
由于拍攝方法的特點,點云的數據量是非常龐大的,且不論曲面變化幅度如何,其取點密度都是相同的,而實際上并不是所有的數據點都是必需的。所以,為了使結構的形狀特征更加明顯和簡潔實用,可以利用過濾功能,即可減少數據的數量,又可彰顯外形的結構特征。筆者應用弦偏差法整理后的點云數據如圖1所示。

圖1 點云數據圖
3.劃定點云邊界
得到了點云數據圖后,為劃分曲線網格和重構曲面的需要,應先確定車身側面邊界曲線的形狀和位置。利用編輯器中的繪制曲線功能,繪出車身側面外廓曲線和窗框周邊曲線,如圖2所示。

圖2 點云邊界曲線圖
4.劃分曲線網格
劃分特征線網格的目的是為了模塊重建曲面之用,是擬合網格曲面的基礎。利用數字曲面編輯器中的平面曲線和交線曲線功能,在自己設計選定的方向上繪制曲線,如圖3所示。

圖3 曲線網格圖
5.曲面擬合
將曲線網格導入自由造型單元,利用其中的網狀曲面功能和連接曲面功能,由不同的區域曲線網格擬合各自的曲面,然后再利用曲面拼接技術將各區域曲面拼接成一張曲面,如圖4所示。