实体造型

✍ dations ◷ 2025-09-08 22:32:41 #计算机图形学,三维计算机图形学,计算机辅助设计

实体造型(英语:Solid modelling)是用于数学和电脑建模的三维实体上的一组连贯原则,它和几何模型以及计算机图形的差别主要在于它对物理尺度保真度的强调。几何模型和实体模型一同构成电脑辅助设计的根基,一般可以协助物理实体的创造、交换、可视化、制作动画、检查和注解。

实体造型的主要应用领域是计算机辅助设计、工程分析、计算机图形学、动画、快速原型(rapid prototyping)、医疗测试和科学研究的可视化(visualization)。



因为PC的高速发展和有竞争力的软件价格,实体造型系统在过去十年中成了工程专业的常识课。它们是机器设计者的重要工具。

实体造型软件为机器设计和分析创造了一个虚拟现实。和操作者的界面得到了高度优化,包括可编的宏命令,键盘快捷键和动态模型操作。动态转动模型,实时三维明暗图的功能得到了强调,以帮助设计者维持思考中的三维影像。

设计者通常可以在其他人也在同时工作的时候对模型进行处理。例如,几个人同时设计一台有很多零件的机器。新零件创建后加入到装配模型。每个设计者都可以处理装配模型,并一边工作和加工他们自己的零件。整个设计的演变对所有参与者都是可见的。

一个实体模型通常由一组特征组成,一个一个加上去,直到模型完成。工程实体模型通常主要由基于草图的特征组成;二维草图沿着路径扫掠形成三维特征。这些可以是切割,也可以是拉伸等等。

另一类建模技术是'曲面造型'。其中,先定义曲面,然后裁剪,合并,最后填充成为实体。曲面通常由空间中的数据曲线和很多不同的复杂指令定义。曲面造型更困难,但是对于注模之类的制造技术应用起来更好。注模零件的实体模型通常既有曲面造型也有基于草图的特征。

另一个曲面造型很有优势的例子是车身面板。如果两块面板有不同的曲率半径,并融合在一起,保持切向连续性(意思是融合的表面方向不会突然改变只会光滑的改变)是不够的。在两块区域之间必须有连续的曲率变化率,否则他们的反射看起来会断开。

工程图纸是通过索引实体模型半自动的创建的。

这些软件包的学习曲线很陡,但是能够掌握这些软件的熟练机械设计者会有很高的效率。

实体造型软件(至少)必须做到以下这些:

多数现代的软件包还包括附加的功能:

三维CAD的一场革命始于1989年,当时第一个参数化造型系统T-FLEX在PC上发布了。Pro/ENGINEER也于同年发行。现在大部分实体造型系统都是参数化的。

参数化造型用参数来定义模型(例如尺寸)。参数可以以后修改,模型会更新以反映所作的改动。

例子:一个轴通过拉伸一个圆100mm产生。一个毂装配在其尾端。后来,轴改成200mm长(点击轴,选择长度尺寸,改为200mm)。当模型更新的时候轴变成200mm长,毂会重新定位到它所装配到的那个尾端,工程图纸和质量属性会自动反映所有的变化。

参数的例子有:用于创建模型特征的尺寸,材料密度,描述扫掠特征的公式,引入的数据(例如,描述参照曲面的数据)。

参数化造型和明显也很直观。但是CAD的头三十年却不是这样的。修改就意味着重化,或者在旧模型的上面增加新的切割或伸展。工程图纸上的尺寸不是根据模型,而是直接出来的。

参数化造型功能强大,但是模型建造过程需要相当的技巧。为一个注模零件制作的复杂模型可能包含上千个特征,修改早先创建的特征可能导致后续特征创建失败。有技巧的创建的参数化模型更易于维护和修改。

参数化模型易于数据重用。譬如一整族的带头螺钉可以从一个模型得到。

计算机产生的人物的动画是参数化造型的一个例子。恰恰·宾克斯(Jar Jar Binks,星战人物)用一组定位关键肢体位置的参数描述。模型从这些位置开始建造。对每一帧进行参数修改和模型重建就得到了动画。

现代计算机断层摄影(俗称CT)和核磁共振扫描仪可以为体内特征构造实体模型

医学实体造型的用途:

相关

  • 厄瓜多尔面积以下资讯是以2019年估计家用电源国家领袖国内生产总值(购买力平价) 以下资讯是以2016年估计国内生产总值(国际汇率) 以下资讯是以2016年估计人类发展指数 以下资讯是以2018
  • 中世纪 (消歧义)中世纪是指位处欧洲历史中约公元后5世纪至15世纪这段时间。中世纪还可以指:
  • 葡语系运动会葡语系运动会(葡语:Jogos da Lusofonia)是由葡语系奥林匹克委员会总会所举行以葡语为主的泛葡语地区运动会 ,参赛国家或地区是葡语系奥林匹克委员会总会之成员。参加第一届葡语
  • 球子蕨球子蕨(学名:Onoclea sensibilis)为球子蕨科球子蕨属下的一个种。
  • 陈衍陈衍(1856年-1937年),小名尹昌,字叔伊,号石遗,福建侯官(今福州市)人,中国近代诗人。曾是台湾巡抚刘铭传、湖广总督张之洞幕僚。陈衍自幼随祖父读书写字诵诗, 10岁时已读完《书》、《诗
  • 乾隆下江南清朝乾隆皇帝曾于乾隆十六年(1751年)、二十二年(1757年)、二十七年(1762年)、三十年(1765年)、四十五年(1780年)、四十九年(1784年)六次巡幸江南,每次一般都要到扬州府、苏州府、杭州府、
  • span class=nowrapAgFsub2/sub/span二氟化银(化学式:AgF2),IUPAC名称氟化银(II),是少见的银(II)化合物之一。二氟化银是无色或白色结晶粉末,对光敏感,有杂质氧化银和氟化银存在时呈棕色或黄色。它是强氟化剂,需保存在
  • 克莱夫·格兰杰克莱夫·威廉·约翰·格兰杰爵士(Sir Clive William John Granger,1934年9月4日-2009年5月27日),是一位出生于威尔士的经济学家,美国圣地牙哥加利福尼亚大学退休教授。1967年发明
  • 各国天然气出口量列表这是一个各国天然气年出口量列表,大部分数据基于世界概况。为了参考之用,几个非主权实体也包括在列表内。
  • ATC代码 (R)ATC代码R(呼吸系统)是解剖学治疗学及化学分类系统的一个分类,这是由世界卫生组织药物统计方法整合中心(The WHO Collaborating Centre for Drug Statistics Methodology)所制定的