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圓弧不圓、直線不直? 論幾何簡化工具之應用
2010/10/21 00:20:53瀏覽1365|回應0|推薦1

我們知道 CAD 系統欲描述及定義任何幾何圖形時,上至複雜的實體,下至簡單的線條,皆必須依據既定的數學理論來建立模型,一般將其稱之為幾何模型(geometric model)。 而專門研究各種描述及定義幾何模型的數學方法之科目則是所謂的幾何塑形學(geometric modeling),它幾可說是電腦輔助工程領域中最基礎的學科。 當然本文並非要討論任何關於幾何塑形的學理問題,而是要藉此機會說明在 KeyCreator 中所提供的幾何簡化工具,該工具的主要功能有三:1. 將實體或曲面模型中以仿樣參數型式(spline form)所定義的邊界及曲面,儘可能地轉化為相對等之解析函數型式(analytic form)的邊界及曲面。 2. 減少容錯幾何(邊界及頂點)的數量,提升模型的品質。 3. 合併多餘的表面及邊界,降低模型的複雜度。

實務上我們在接收來自於原生系統以外的 CAD 資料時,最容易遭遇到模型幾何定義的問題,而其中最明顯的現象就如本文標題所說的圓弧不圓、直線不直。 原本應該屬於最簡易單純的解析函數型式定義之直線、圓弧、平面… 等幾何資料,竟變成了系統無法據以精確計算長度、直徑、角度… 等必要尺寸數據的仿樣參數型式定義。 同時因為模型定義的複雜化,因而導致檔案儲存容量的膨脹和幾何運算時間的消耗,此時 KeyCreator 的幾何簡化功能就成了一項非常有用的工具!

接下來的例子是一個以 IGES 格式輸入的實體模型,執行時可從 工具>維護實體模型>簡化物體幾何 來叫用幾何簡化功能,系統會先提示選取要進行幾何簡化分析的實體或曲面,選定後將會出現如下圖的操作對話框,而後續的幾何簡化作業皆能在此完成並檢視結果。 我們可以立即從該對話框的 目前狀態 欄位中檢視該模型原始的幾何定義分析統計資訊,若再按下其中的【顯示所有表面】功能鍵,該模型將依據對話框左下部分所設定之各種幾何類型的表面顏色予以視覺化分類顯示,本例中的幾何定義類型全部都是以紅色顯示的仿樣參數(參數曲線)型式。

 

若我們決定要對此模型執行幾何簡化,只需按下如下圖對話框中的簡化修正物體】功能鍵,系統將會立即進行簡化運算處理,完成後我們可再從對話框中的 目前狀態 欄位檢視該模型簡化後的幾何定義分析統計資訊,並可與簡化前的狀態作一比對。 此時若再次按下其中的【顯示所有表面】功能鍵,該模型將再度依據對話框左下部分所設定之各種幾何類型的表面顏色,視覺化分類顯示簡化後的幾何定義狀態。 從簡化後的結果可以發現該模型的幾何定義與先前有了明顯的差異,原本為仿樣參數型式定義的邊界及曲面大部分皆已轉化為各種的解析函數型式定義,包括平面、錐面、柱面、球面、環面、直線、圓弧、橢圓,同時容錯邊界及頂點的數量減少,且多餘的表面及邊界也已被合併。

實際操作應用本功能時,我們會建議對模型再執行一次幾何簡化處理,因為有些幾何資料礙於其相鄰邊界及曲面的依附順序,所以須待其相鄰邊界及曲面先被簡化之後才能被簡化。 故依上述方法再簡化一次以後則會發現又有一些幾何資料被轉化為解析函數型式定義,如下圖中以紅圈標示出的柱面(圓角面)即是一例。

 

( 知識學習科學百科 )
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引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=cadkey&aid=4518795