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Geomagic studio讲义
目录
1．逆向工程概述
2．Geomagic studio软件及流程简介
3．Studio 入门学习
4．涵盖各个阶段处理技术—甲壳虫车的逆向工程5．点阶段---点云编辑
6．点云数据注册&合并
7．多边形基本编辑命令
8．多边形高级阶段
9．基本曲面创建（探测曲率）1
10．基本曲面创建（探测曲率）2
11．高级曲面编辑
12．探测轮廓线的曲面处理
13．Fashion基础阶段
14．创建3D 特征
一、逆向工程概述
1.1 逆向工程定义
逆向工程（Reverse Engineering，RE）也称反求工程，它是相对传统的设计而言。是从一个存在的零件或原型入手，首先对其进行数字化处理，然后进行数据处理、曲面重建、构造CAD模型等，最后制造出产品的过程。逆向工程技术能快速建立新产品的数据化模型，大大缩短新产品研发周期，提高企业产品设计和生产效率。
图1.1逆向工程流程图
1.2 逆向工程与正向工程的区别
传统的产品设计一般都是“从无到有”的过程，设计人员首先构思产品的外形、性能以及大致的技术参数等，再利用CAD建立产品的三维数字化模型，最终将模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期，这样的过程可称为“正向设计”。而逆向工程则是一个“从有到无”的过程，就是根据已有的产品模型，反向推出产品的设计数据，包括设计图纸和数字模型。其各自的流程如下图所示：
图1.2传统工业产品造型流程
图1.3逆向工程造型流程
1.3 逆向工程的应用
逆向工程已成为当今CAD/CAM领域内研究的热点之一。它在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学影像重建等领域都有重要应用。在制造业领域内逆向工程也有广泛的应用背景。在下列情形下，需要将实物模型转换为CAD模型：
(1) 尽管计算机辅助设计技术(CAD)发展迅速，各种商业软件的功能也日益强大，但目前还无法满足一些复杂曲面零件的设计需要，还存在许多使用粘土或泡沫模型代替CAD设计的情况，最终需要运用逆向工程将这些实物模型转换为CAD模型。
(2) 外形设计师倾向使用产品的比例模型，以便于产品外形的美学评价，最终可通过运用逆向工程技术将这些比例模型用数学模型表达，通过比例运算得到美观的真实尺寸的CAD 模型。
(3) 由于各相关学科发展水平的限制，对零件的功能和性能分析，还不能完全由CAE来完成，往往需要通过试验来确定最终零件的形状，如在模具制造中经常需要通过试冲和修改模具型面方可得到最终符合要求的模具。若将最终符合要求的模具测量并反求出其CAD 模型，在再次制造该模具时就可运用这一模型生成加工程序，就可大大减少修模量，提高模具生产效率，降低模具生产成本。
(4) 目前在国内，由于CAD/CAM技术运用发展的不平衡，普遍存在这样的情况：在模具制造中，制造者得到的原始资料为实物零件，这时为了能利用CAD/CAM技术来加工模具，必须首先将实物零件转换为CAD模型，继而在CAD模型基础上设计模具。
(5) 艺术品、考古文物的复制。
(6) 人体中的骨头和关节等的复制、假肢制造。
(7) 特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据，此时，需首先建立人体的几何模型。
1.4 逆向工程关键技术介绍
逆向工程的关键技术包括了数据采集、数据处理、CAD模型重构等，最后应用于下游CAD直接面向生产过程。
（一）、数据采集技术
（1）、接触测量
最初的三维数字化仪是探针式的，它一般由3～6个自由度的杆式机构和末端的探针组成，通过运动学计算得到末端探针触点的三坐标信息，其技术已比较成熟。数据处理过程中采用了数字信号处理(DSP)技术和温度补偿技术，测量精度达到0.076 8～0.178 mm，测量速度可达到100点/S。三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)也是广泛采用的接触式测量设备。在逆向工程应用的初期，这种接触探针式的三维数字化仪是数据采集的重要手段，具有测量精度高、适应性强的优点。但一般接触式测头测量效率低，数据需进行测头半径补偿，而且由于测量力的存在，对一些软质表面或易损伤物体表面无法进行测量。
接触式测量的优点
a接触式探头发展时间较长，其机械结构及电子系统己相当成熟，具有较高的准确性和可靠性;
b接触式测量噪声低、精度高且重复性好:
c探头是直接接触工件表面工作的，与工件表面的反射特性、颜色及曲率关系不大，基本不受上述条件限制;
d被测物体固定在三坐标测量机上，并配合测量软件，可快速准确地测出物体的基本几何形状，如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等;
接触式测量的缺点
a接触式测量必须使用特殊的夹具，会导致较高的测量费用，不同形状的产品会要求不同的夹具，而使成本大幅度地增加:
b探头是以逐点方式进行测量的，所以测量速度较慢:
c不当的操作容易损害工件某些重要部位的表面精度，也会使探头损坏;
d球形探头很容易因为接触力而造成磨耗，为维持一定的精度，需经常校正探头的直径; e检测一些内部元件有先天的限制，如测量内圆直径，触发探头的直径必定要小于被测内圆直径;
f对三维曲面的测量，因传统接触式触发探头是感应元件，测得的数据是探头的球心位置，要测得物体真实外形，则需要对探头半径进行补偿，因此，可能会导致误差修正的问题:
g接触探头在测量时，探头的力将使探头尖端部分与被测件之间产生局部变形，而影响到测量值的实际度数;
h测量系统的支撑结构存在静态及动态误差;
i由于探头出发机构的惯性及时间延迟，使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态误差;
（2）、非接触测量
非接触式测量根据测量原理的不同，有光学测量法、工业CT测量法、核磁共振(MRI)测量法、超声波测量法、电磁测量法、层析法等方式，较为成熟的是光学测量法。光学测量法又分为三角形法、结构光法、激光干涉法、计算机视觉法等。其中结构光法被认为是目前对三维形状进行测量的最好方法之一。结构光法的主要优点是测量范围大、稳定、速度快、成本低、设备携带方便、受环境影响小、易于操作，缺点是只能测量表面曲率变化不大的较平坦的物体，对于表面变化剧烈的物体，在陡峭处往往会发生相位突变，从而影响测量精度。同时，测量精度易受工件本身的表面色泽、粗糙度的影响，为提高测量精度，需对被测量表面涂上“反差增强剂”或喷漆处理，以减小误差。另外，还存在数据处理时间长、测量量程较短等问题。
非接触式测量的优点
a 不必做探头半径补偿，因为激光光点位置就是工件表面的位置;
b 测量速度非常快，不必象接触触发探头那样逐点进行测量;
c 软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。
非接触式测量的缺点:
a测量精度较差;
b因非接触式探头大多数是接受工件表面的反射光或散射光，易受工件表面的反射条件
的影响，如颜色、斜率等:
c易受环境及杂散光影响，故噪声较高;
d非接触式测量只做工件轮廓坐标点的大量取样，对边线处理、凹孔处理以及不连续形
状的处理比较困难;
e使用CCD做探测器时，成像镜头的焦距会影响测量精度，因工件几何外形变化大时成
像会失焦，成像模糊:
f工件表面的粗糙度会影响测量结果.
数字化实验室数据采集设备
仪器侧头Perceptron V4i 规格： 规范：V4i
安装方式：6/7轴Romer 手臂 精度（2sigma ）：0.024mm 扫描速率：23040点/秒 扫描频率：30HZ 扫描线密度：768点/线
Perceptron ScanWork V4i Cimcore Infinite 7自由度关节臂
＋
影响数据采集质量的关键因素主要包括有：
a 测量方法本身的精度；经过大量的技术训练来掌握最佳的测量方法。
b 仪器的精确校准；随时校准设备来保证测绘精度。
c 测量范围的限制、阻挡；
d 采集数据的局部缺少、被测物体表面的光洁度等。需要采用其他的显影方式来帮助数据采集。
由于这些因素，测量数据一般要经过预处理后才能进行曲面拟合和CAD 模型重建。
（二）、数据处理技术
数据处理的关键技术在于：多视拼合、噪声去除、数据简化、数据补缺。
(1)多视拼合
无论是接触式或非接触式的测量方法，要完成样件所有表面的数据采集，必须进行多方位采集，数据处理时就涉及到了多视拼接技术，通常处理技术是：
a.对从不同视角测量的样件数据确定一个合适的坐标变换方法进行拼接。
b.将从各个视图得到的点集合并到一个公共的坐标系下，从而得到一个完整的模型。
c.在样件上贴固定球作为识别标签。根据每个视角观察的三个或三个以上不共线的标签来
对数据进行拼合。
(2) 噪声去除
在测量过程中，由于环境变化和其他人为的因素，数据点不可避免的会存在噪声，有必要对数据点进行去噪滤波。数据滤波通常采用标准高斯、平均和中值滤波方法。
a.对于规则的数据点集，如激光扫描设备测量的单张数据呈点阵排列，采用滤波方法实现。
b.对散乱的数据点集，如多视拼合后的点云，就必须先建立数据点间的邻接关系。各种滤波方法都是解决消除噪声点而又保证零件的棱、角等特征不被光滑的问题。
(3) 数据简化
当测量数据的密度很高时，如光学扫描设备常采集到几十万、几百万甚至更多的数据点，存在大量的冗余数据,严重影响后续算法的效率，因此需要按一定要求减少测量点的数量。不同类型的点云可采用不同的简化方法，对规则点云处理技术采取等间距均匀简化、倍率简化、等量简化、弦偏差简化等方法。
(4)数据补缺
由于被测实物本身的几何拓扑原因或者是受到其它物体的阻挡，会存在部分表面无法测量、采集的数字化模型存在数据缺损的现象，因而需要对数据进行补缺。深孔类零件就
无法测全；在测量过程中，常需要一定的支撑或夹具，模型与夹具接触的部分，就无法获得真实的坐标数据；用于数据拼合的固定球和标签处的数据也无法测量，需要采用数据补缺技术：
a.利用周围点的信息插值出缺损处的坐标，找到数据点间有一定的拓扑关系。
b.对三角化后的网格模型进行补缺，对三角网格模型中接近于平面多边形的孔洞进行修复.
c.通过截平面族与孔洞周围网格模型的相交和 B 样条曲面插值，解决修复部分与整体曲面的光滑连接问题。
d.用扩散法在等值面上插入新的数据，实现三角网格模型的复杂孔洞边界的数据补缺。
数据处理软件介绍
目前在国际市场上出现了多个与逆向工程相关的软件系统，主要有：SDRC公司的Imageware Surfacer, Raindrop Geomagic公司的Geomagic、英国DelCAM公司产品CopyCAD、英国MDTV公司的STRIM and Surface Reconstruction、英国Renishaw公司的TRACE，在一些流行的CAD/CAM集成系统中也开始集成了类似模块，如Lnigrahics中的Form Feature和Point Cloud功能、Pro/Engineering中的Pro/SCANTOOLS功能、Cimatron9. 0中的Reverse Engineering功能模块等。
二、逆向工程软件Geomagic Studio软件及流程简介
Geomagic Studio是美国Raindrop Geomagic(雨滴)软件公司推出的逆向工程软件。该软件是目前市面上对点云处理及三维曲面构建功能最强大的软件，从点云处理到三维曲面重建的时间通常只有同类产品的三分之一。利用Geomagic Studio可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动转换为NURBS曲面。该软件主要包括Geomagic Capture Geomagic Wrap, Geomagic Shape三个模块。主要功能包括：
(1)自动将点云数据转换为多边形(Polygons)
(2)快速减少多边形的数目(Decimate)
(3)把多边形转换为NURBS曲面
(4)曲面分析(公差分析等)
(5)输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES, STL, DXF等)。Geomagic Studio的工作流程见下图。
目标
目标
目标
规则化
单一扫描工作流程
无序点云
点云数据Geomagic Studio
点处理阶段
手动删除
选择不连贯的（删除）选择局外的（删除）
减少噪音均匀样本
输出STL
挖空
表面压入
检验交集填充
成形阶段
IGES,SETP,VDA 自动成形
多样扫描工作流程
无序点云
点云数据 Geomagic Studio
点处理阶段
手动删
选择不连贯的（删除）选择局外的（删除）
减少噪音手动注册
合并点
降噪均匀取样
包络祛除毛坯
挖空
边角调整
补缺表面压入
深度压入
平整
祛除多边打开复本填充
形状阶段
自动成形输出IGES,SETP,VDA
三、studio入门学习
目标
熟悉studio界面，学习旋转、缩放和平移来改变视图角度。试着用各种可以获得的选择技巧。
打开现有文件
1．打开数据文件TR-S10-001.wrp。
a)点击文件〉打开或点击打开图标。
b)从激活的文件夹里选择TR-S10-001.wrp，如果文件不在当前文件夹，那么浏览到指定文件
夹。打开文件对话框是个标准的windows对话框。
c)点击打开。文件被载入并显示在视窗中。
鼠标指南
2．通过使用鼠标的旋转命令来改变对象在视图中的定位。
3．通过使用鼠标的平移命令来改变对象在视图中的位置。
4．通过使用缩放命令来改变对象在视图中显示的大小。
5．当一个激活对象在一个区域放大，旋转质心仍旧定义在对象的质心上。你可以定义一个新的位置来旋转。
6．当缩放的时候，你不必只用鼠标控制。你可以在视窗中指定一个区域来缩放。
7．为了恢复视窗，以便使激活的对象放在整个窗口中。
8．为了激活的对象又绕着质心旋转，你需要重新设置旋转中心。
9．使用7个预定义的视图。每个视图呈现相对于全局坐标轴的不同视角。
选择工具和删除
10着用可得到的各种选择工具，在视窗右侧（矩形工具、椭圆工具、线工具、画笔工具、套索工具、定制区域模式）。
11试着选择和删除一些几何，矩形工具、椭圆工具、线工具、画笔工具、套索工具、定制区域模式。
12 点击编辑〉撤销来恢复你在上一步中删除的多边形。
13．点击编辑〉选择贯穿或点击选择通图标，并在脸上选择一些多边形。旋转模型到头的后面，可看到选择贯通选项是如何加亮了在选择边界内的所有多边形，而不仅是在屏幕上可见的多边形。
14．旋转对象以便你可以看到对象的底部。
15．点击编辑〉背景模式或点击背景模式图标。如果命令按钮/图标是沉下去的，那么当你做选择的时候，会选择对象的前面的和后面的多边形。如果命令按钮/图标没沉下去，那么仅选择那些正向可看到的对象。
关开
多边形的蓝色面是正面：黄色面是反面。
16．设置视图到前视图。
17．按ctrl+c（或编辑）清除所有）能快速清除所有被选择的东西。
18．从选择工具栏，选取定制区域模式图标，这个独特的选择工具允许你用一系列节点形成的一个封闭环来定义一个区域。
19．如右图所示选转模型，如下左图所示，点击一些点。为了形成一个环，再次要点击起始点或按空格键。
20．当形成封闭环后，选中了所有的环内被连接的三角形，包括环内用户看不到的几何，比如缺口和倒拔模等情况。这是个非常有用的命令，尤其在孔的周围选择劣质数据。为了开始选择另一个环，你必须再次点击图标切换到定制区域模式。因为这个，他不同于其他选择工具。
21．按ctrl+c来清除选取。
管理器面板—显示管理器
22．显示管理器包含了有用的显示选项，比如轴指示器。这是小的XYZ轴，出现在视窗的右下角，呈现了当前全局轴的方位。
23．为了帮助眼睛观察模型的覆盖尺寸，你可以显示背景格栅。在背景格栅多选框内打勾。视窗内将显示格栅。为了看到完整的背景格栅，你可能需要缩小。
24．循环查看各个预定义视图。点击每个预定义视图图标。注意看各种视角是如何影响背景格栅的。如果等侧视图不能显示格栅，那么必须打开选项下的两面参数。
25．修改背景格栅的显示参数。
26．关闭背景格栅。去掉背景格栅多选框里的勾，背景格栅就从视窗中去掉。
27．设置视图到前视图。点击视图〉预定义视图〉前视图或在预定义视图工具栏里点击前视图图标。
管理器面板—显示管理器
28．缩小显示对象到视图内部并改变视图方向到等侧视图。
a) 在显示面板里的前平面多选框内打勾。
b) 点击视图〉预定义视图〉等侧视图或选择在预定义工具栏里的等侧视图。
c) 调整深度值来改变以红色显示的前平面的位置。依靠平面移动的方向，对象将被剪切（丛视图隐藏）。这个命令对于查看封闭模型内部是非常有用的。
29．改变前平面的剪切位置。
a) 去掉前平面多选框的勾。
b) 通过在视窗内旋转对象，改变视图位置。
c) 在前平面多选框内打勾。注意看平面是如何重新放置来平行于屏幕的。
d) 调整深度值看结果。
四、甲壳虫的逆向工程Reverse Engineering of Beetle
目标
这个例子将带你经过Geomagic Studio工作流程的每个阶段。你将以Point Phase点阶段开始，这个阶段里你将处理点云对象并准备数据用来封装(wrap)。一旦对象被封装，你将进入Polygon Phase多边形阶段，这个阶段里你将在多边形对象上填充孔、移除任何肿块或压痕。这时你将进行到Shape Phase形状阶段，这个阶段里你将在多边形对象上拟合NURBS曲面。
Point Phase点阶段Polygon Phase多边形阶段Shape Phase形状阶段
打开数据
打开的数据可以是点云或多边形。在这例子里，你将使用无序点数据。
1.打开文件car.wrp。
a.点击File文件 > Open打开或点击Open File打开文件图标。
b.从保存文件的目录中选择car.wrp。
c.点击Open打开。模型被显示在视图区域。
扫描对象在视图区域
查看数据
我们需要知道这个对象看上去象什么。用一些功能可以改变对象在视图区域里的显示效果，这样更好的理解我们的任务。
1.着色扫描对象便于理解对象的形状。
a.点击View视图 > Shading着色 > Shade Points着色点
对象出现曲面化视图。这样你可以看出对象象什么而且知道该对它做些什么。
被着色的点数据
2.你可以用许多命令如旋转和缩放来得到更好的对象视图。
a.放指针在视图区域，按压不放鼠标中键或按压CTRL+鼠标右键。
b.拖动视图区域内指针。注意对象将旋转。
c.用鼠标滚轮或SHIFT+鼠标右键来放大缩小。
指针的位置控制着缩放的中心。
d.用ALT+鼠标右键来平移视图。
近看着色点云
3.重载视图区域以致整个对象能被查看。
a.点击View视图 > Fit Model to View 将整个模型投影到视窗中或点击Fit
Model to View将整个模型投影到视窗中图标来拟合对象视图大小到目前
视图框中，也可以用CTRL+D来快速执行这个功能。
净化点数据
扫描时你可能无意地扫描了背景物体，如桌面、墙、固定装置等等。你将需要移除这些偏离点，也就是可能在对象周围存在体外孤点(outliers)。这些点能够被识别远离主点云但不代表我们想保留的任何几何形状。
不连接项和体外孤点
1.可以用选择工具来手动移除游离点，如用Rectangle Tool矩形工具，Ellipse Tool椭圆工
具，Paintbrush Tool画笔工具，或Lasso Tool套索工具。
a.点击View视图 > Predefined Views预定义视图 > Front View前视图或
点击Front前视图图标。
b.用一个选择工具来手动选择这些体外孤点。
如果你选中了你不希望选择的点，那么按住CTRL键不放重新选择不想要的点就可
以取消它们的被选中状态。
c.点击Points点 > Erase擦除或点击Erase擦除图标。
你也可以用键盘上的DEL删除键来删除高亮对象。
擦除前擦除后
G e o m a g i c s t u d i o软件操作 指南 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
Geomagic studio 软件操作指南
目录 AA004XNCEY 软件介绍 (1) Geomagic公司及其主要产品 (1) Geomagic Studio软件的使用范围 (1) Geomagic Studio软件的主要功能 (1) Geomagic Studio软件的优势 (1) 计算机要求 (2) 2. 软件安装 (3) 3. 软件功能介绍 (10) Geomagic studio软件及流程简介 (10) Geomagic Studio 中鼠标控制和主要快捷键 (11) Geomagic Studio 软件的基本模块 (11) 4.点阶段 (15) 点阶段主要操作命令列表 (15) 实验 (15) 5.多边形阶段 (25) 多边形阶段主要操作命令列表 (25) 实验 (26) 实验一：毛泽东塑像建模 (26)
实验二：建筑物单面墙体建模 (39) 6.精确曲面阶段 (46) 精确曲面阶段主要命令列表 (46) 实验 (47)
1软件介绍 Geomagic公司及其主要产品 Geomagic是一家世界级的软件及服务公司，在众多工业领域如汽车、航空、医疗设备和消费产品得到广泛应用。公司旗下主要产品为Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛应用的逆向工程软件，可以帮助用户从点云数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。Geomagic Qualify 则建立了CAD和CAM之间所缺乏的重要联系纽带，允许在CAD 模型与实际构造部件之间进行快速、明了的图形比较，并可自动生成报告；而Geomagic Piano是专门针对牙科应用的逆向软件。本项目所使用的主要是Geomagic Studio软件。 Geomagic Studio软件的使用范围： (1)零部件的设计； (2)文物及艺术品的修复； (3)人体骨骼及义肢的制造； (4)特种设备的制造； (5)体积及面积的计算，特别是不规则物体。 Geomagic Studio软件的主要功能： (1) 点云数据预处理，包括去噪、采样等； (2) 自动将点云数据转换为多边形(Polygons)； (3) 多边形阶段处理，主要有删除钉状物、补洞、边界修补、重叠三角形清理等； (4) 把多边形转换为NURBS曲面； (5) 纹理贴图 (6) 输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES, STL, DXF等)。 Geomagic Studio软件的优势： (1)支持格式多，可以导入导出各种主流格式； (2)兼容性强，支持所有主流三维激光扫描仪，可与CAD、常规制图软件及快速设备制造系统配合使用； (3)智能化程度高，对模型半成品曲线拟合更准确； (4) 处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统 CAD 软件效率更高；
Geomagic应用讲义 数字化建模主要是指通过数据采集设备对物理原型进行扫描，获得点云数据，再通过相应的处理软件转变为曲线、曲面的过程。Geomagic就是一种应用广泛的逆向建模软件。 应用Geomagic建模按进程分成五个阶段,Points Phase、Wrap Phase、Polygons Phase、Shape Phase和CAD Phase。 第一阶段，Points Phase（点阶段） 在此阶段，执行Open或Import命令，输入数据采集设备对物理原型进行扫描获得的点云数据文件，每一个点云数据文件代表一帧图象，每帧图象都是完整的物理原型（Object）图象的一部分。 1.对每一帧图象的点云数据进行预处理，删除与Object无关的多余点云数据,保留有效的图象点云数据。 2.执行Tools>Registration>Manual Registration命令将若干帧图象拼接成一幅完整的Object图象，在Model Manager中选择一个Object将其固定锁定（Pin）,进一步执行Tools>Registration>Global Registration命令进行全局优化，提高整体Object图象的拼接精度。 3.执行Points>Merge Point Objects…命令将由若干帧图象拼接成的一幅完整的Object图象合并成一帧完整的Object图象。 4.对完整的Object图象的点云数据进行后置处理（如降噪、减点处理等）。 5.执行Points>Wrap…命令，根据点云密度的稀疏程度，选择Wrap Type。正常情况下选择Surface选项，Object图象直接转入第三阶段Polygons Phase。点云密度较稀时，选择Volume选项，Object图象转入第二阶段Wrap Phase。 第二阶段，Wrap Phase（包裹阶段） 此阶段为一过渡阶段，执行Edit>Phase>Polygon Phase命令，Object图象直接转入第三阶段Polygon Phase。 第三阶段，Polygon Phase（多边形阶段） 此阶段为建模的重要阶段。 1.在此阶段可对Polygon Object进行表面光顺处理、补洞、祛除表面特征、边界调整、改变Polygonal Surface、创建Paths及Features等操作。 2.执行Polygons>Make Manifold>Closed或Open命令，消除Non-manifolk拓扑结构。Closed与Open选项分别对应Closed Surface和Open Surface的Object。 3.1执行Polygons>Shell…命令，增加Surface的壁厚，以*.stl格式输出文件，用于快速成型。 3.2执行Polygons>Cross Section…命令，创建Curves,并以*.igs格式输出曲线。 3.3执行Paths>Paths to Curves…及Features>Features to Curv es…命令，将创建的Paths及Features转换为Curves, 并以*.igs格式输出曲线。 4.执行Edit>Phase>Shape Phase命令，Object图象转入第四阶段Shape Phase。第四阶段，即Shape Phase（面阶段） 1.执行Boundraries>Detect Features…命令，自动设定Object的Features,或执行boundraries>Unconstrain All将Paths转换为Features。 2.执行Boundraries>Shuffle Features…或Boundraries>Promote/Constrain…
Geomagic studio 软件操作指南 目录 AA004XNCEY 软件介绍 (1) 1.1 Geomagic公司及其主要产品 (1) 1.2 Geomagic Studio软件的使用范围 (1) 1.3 Geomagic Studio软件的主要功能 (1) 1.4 Geomagic Studio软件的优势 (1) 1.5 计算机要求 (2) 2. 软件安装 (3) 3. 软件功能介绍 (10) 3.1 Geomagic studio软件及流程简介 (10) 3.2 Geomagic Studio 中鼠标控制和主要快捷键 (11) 3.3 Geomagic Studio 软件的基本模块 (11) 4.点阶段 (15) 4.1 点阶段主要操作命令列表 (15) 4.2 实验 (15) 5.多边形阶段 (25)
5.1多边形阶段主要操作命令列表 (25) 5.2实验 (26) (26) 5.2.2 实验二：建筑物单面墙体建模 (39) 6.精确曲面阶段 (46) 6.1 精确曲面阶段主要命令列表 (46) 6.2 实验 (47)
1软件介绍 1.1 Geomagic公司及其主要产品 Geomagic是一家世界级的软件及服务公司，在众多工业领域如汽车、航空、医疗设备和消费产品得到广泛应用。公司旗下主要产品为Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛应用的逆向工程软件，可以帮助用户从点云数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。Geomagic Qualify 则建立了CAD和CAM 之间所缺乏的重要联系纽带，允许在CAD 模型与实际构造部件之间进行快速、明了的图形比较，并可自动生成报告；而Geomagic?Piano是专门针对牙科应用的逆向软件。本项目所使用的主要是Geomagic Studio软件。 1.2 Geomagic Studio软件的使用范围： (1)零部件的设计； (2)文物及艺术品的修复； (3)人体骨骼及义肢的制造； (4)特种设备的制造； (5)体积及面积的计算，特别是不规则物体。 1.3 Geomagic Studio软件的主要功能： (1) 点云数据预处理，包括去噪、采样等； (2) 自动将点云数据转换为多边形(Polygons)； (3) 多边形阶段处理，主要有删除钉状物、补洞、边界修补、重叠三角形清理等； (4) 把多边形转换为NURBS曲面； (5) 纹理贴图 (6) 输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES, STL, DXF等)。 1.4 Geomagic Studio软件的优势： (1)支持格式多，可以导入导出各种主流格式； (2)兼容性强，支持所有主流三维激光扫描仪，可与CAD、常规制图软件及快速设备制造系统配合使用； (3)智能化程度高，对模型半成品曲线拟合更准确； (4) 处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统 CAD 软件效率更高；
Geomagic studio 11.0 简要说明 一、点阶段 作用：本阶段主要对导入的点云数据进行预处理，将其整理为整齐有序以及可提高处理效率的点云数据。 点阶段基本操作流程图： 输入点文件→手动注册→全局注册→着色→合并点对象→去除非连接项→去除体 外孤点→减小噪音→统一采样→数据封装（为多边形阶段做准备） 说明：①对于多视图扫描数据，才需要进行手动注册和全局注册。 ②进行手动注册和全局注册时，要先选择要注册的点云，否则手动注册和 全局注册会不可用。 ③着色主要是为了便于观察点云的形状。（视图→着色→点着色）。 ④合并点对象主要是对导入的点云数据进行合并点处理，生成完整的点云。 ⑤合并点对象包括联合点对象及合并两种命令（点→联合→合并或联合点 对象），联合点对象用于单个点云数据的合并，合并用于两个或两个以上点云数据的 合并，即经过注册后的点云的合并，该命令能执行点云减噪、统一采样、封装、生 成可视化的多边形模型。 1.1 输入文件 点击文件/打开命令，或者快捷键，导入由cloudform处 理的格式为asc.的文件。 1.2 除去体外孤点 点击编辑/选择体外孤点命令，或者快捷键除去体外孤点， 然后点击确定，再按键盘Delete或者点击菜单中的删除命令，完成删除孤点任务。 注：若模型点太少，可能会出现警告对话框，如图1所示，无大碍，直接点击 确定，再进行删除即可。
图1 1.3 手动注册 ①点击工具/注册/手动注册命令，或者快捷键则界面右侧出现三个窗口：固定、浮动、等测，左侧弹出相应的对话框。 ②编辑对话框，模式选择“n点注册”，定义集合下的固定选项选择的一组点云，浮动选择第二组点云（互换亦可），其它选项默认，此时固定窗口出现第一组点云，浮动窗口出现第二组点云。 ③类似cloudform中的最佳组间“点对点”至少选择三点，见图2所示进行组建拼接，若需删除点，点击模式中的“删除点”命令即可（注：此选项是删除所有点）。 图2 ④点击确定，完成组间点云拼接。 1.4 全局注册 点击工具/注册/全局注册命令，或者快捷键，弹出全局注册对话框，为了减少拼接的平均距离，可多次点击应用，完成后点击确定即可。 1.5 合并（将输入的点数据合并成一个整体） 本步骤是将点云转化为三角面片，进行多边形操作的前提。
Geomagic studio 11界面熟悉 1 软件的界面 应用程序窗口布局主要分为两部分： 模型管理器：包含了控制激活模型的各种按钮和激活命令的对话框 视窗：显示模型和所有交互选择的结果。 视窗：显示当前工作对象，在视窗里可做选取工作。 菜单栏：菜单栏里提供了软件的所有命令。 工具栏：不同于菜单栏，工具栏提供的是常用命令的快捷按钮。 管理器面板：包含了管理器的按钮，允许你控制用户界面的不同项目。 模型管理器——显示在打开的模型中可获得的所有对象。 基本体素管理器——控制对象的各种显示项目。 材质管理器——控制应用材质贴图到激活对象上的设置。 显示管理器——控制在视窗中各种项目的显示，比如坐标轴指示器。 对话框管理器——管理每个命令的所有主要对话。
覆盖：提供信息，模型信息，边界框尺寸信息和内存使用信息。其显示内容是由管理器面板上的显示管理器中的设置控制的。 坐标轴指示器：显示相对于模型的坐标轴的当前方向（这不是系统坐标0,0,0）。 状态文本：给你提供信息，系统正在做什么和你能执行什么任务。 计时器：显示一个操作的进程。 时钟：显示当前时间。 2 软件的操作 2.1鼠标的使用 中键：旋转 按住中键拖动：旋转 滑动中键滚轮：放大或缩小 按住中键滑动+ ALT：移动 2.2 常用快捷键 新建：Ctrl+N 打开： Ctrl+O 保存： Ctrl+S 撤销：Ctrl+Z 全屏显示： Ctrl+D 选项设置：Ctrl+X 选择一个显示： Alt+1 全部显示：Alt+8 封闭多折线：空格 全部选择：Ctrl+A 取消选择：Ctrl+C 取消选择的部分：Ctrl+左键 Ctrl 不间断的选择 shift 连续的选择 2.3 选项设置 菜单“工具”-“选项”，快捷键：Ctrl+X 进入选项设置。需设置的参数有封装（曲面封装的最大圆周孔设为0）、语言设置为中国大陆。
二、Geomagic Studio11.0拼接 通过多次测量一个物体得到几块外形点云。这几块独立点云需要拼接才能体显物体的完整形貌。在拼接之前需要对单个点云进行一些处理，以保证后面的拼接顺利完成。 1.将测量获取的点云全部导入geomagic studio11.0 指令：文件>导入 图2-1导入塑料件点云 这是一个塑型工件，一共扫描了四幅，导入后如图所示。 2.删除点云的噪声点 1）指令：左键选中第一幅点云，按快捷键“ATL+1”，只显示第一幅点云； 2）指令:点>Repair>减少噪音 结果如下所示：
图2-2删除噪点3.手动拼接 指令：选中全部点云，工具>注册>手动注册； 结果如下所示： 图2-3手动拼接4.精细拼接
指令：选中全部点云，工具>注册>全局注册； 图2-4全局注册 图2-5拼接完成
三、Geomagic Qualify11.0色谱比对 以减震器质量检测为例，步骤如下： 1．导入测试对象和参考对象。如图3-1示 指令：文件>导入 图3-1加载数据图3-2对齐 2．将测试对象和参考对象对齐。如图3-2所示 指令：选中测试对象，单击右键>设置为测试；选中参考对象，单击右键>设置为参考 3．色谱误差分析 指令：分析>3D比较 图3-4色谱分析
4．创建注释 指令：结果>创建注释 图3-5注释 通过注释的创建可以看出在规定的公差范围内不合格的区域。该实例中规定公差的范围为0.5mm～-0.5mm，注释中两个红色的区域偏差大于0.5mm，所以状态栏中显示“失败”。 5．GD&T标注 指令：分析>GD&T>创建GD&T标注
Geomagic studio 软件操作指南
目录 AA004XNCEY 软件介绍 (1) 1.1 Geomagic公司及其主要产品 (1) 1.2 Geomagic Studio软件的使用范围 (1) 1.3 Geomagic Studio软件的主要功能 (1) 1.4 Geomagic Studio软件的优势 (1) 1.5 计算机要求 (2) 2. 软件安装 (3) 3. 软件功能介绍 (10) 3.1 Geomagic studio软件及流程简介 (10) 3.2 Geomagic Studio 中鼠标控制和主要快捷键 (11) 3.3 Geomagic Studio 软件的基本模块 (11) 4.点阶段 (15)
4.1 点阶段主要操作命令列表 (15) 4.2 实验 (15) 5.多边形阶段 (25) 5.1多边形阶段主要操作命令列表 (25) 5.2实验 (26) 5.2.1实验一：毛泽东塑像建模 (26) 5.2.2 实验二：建筑物单面墙体建模 (39) 6.精确曲面阶段 (46) 6.1 精确曲面阶段主要命令列表 (46) 6.2 实验 (47)
1软件介绍 1.1 Geomagic公司及其主要产品 Geomagic是一家世界级的软件及服务公司，在众多工业领域如汽车、航空、医疗设备和消费产品得到广泛应用。公司旗下主要产品为Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛应用的逆向工程软件，可以帮助用户从点云数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。Geomagic Qualify 则建立了CAD 和CAM之间所缺乏的重要联系纽带，允许在CAD 模型与实际构造部件之间进行快速、明了的图形比较，并可自动生成报告；而Geomagic Piano是专门针对牙科应用的逆向软件。本项目所使用的主要是Geomagic Studio软件。 1.2 Geomagic Studio软件的使用范围： (1)零部件的设计； (2)文物及艺术品的修复； (3)人体骨骼及义肢的制造； (4)特种设备的制造； (5)体积及面积的计算，特别是不规则物体。 1.3 Geomagic Studio软件的主要功能： (1) 点云数据预处理，包括去噪、采样等； (2) 自动将点云数据转换为多边形(Polygons)； (3) 多边形阶段处理，主要有删除钉状物、补洞、边界修补、重叠三角形清理等； (4) 把多边形转换为NURBS曲面； (5) 纹理贴图 (6) 输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES, STL, DXF等)。 1.4 Geomagic Studio软件的优势： (1)支持格式多，可以导入导出各种主流格式； (2)兼容性强，支持所有主流三维激光扫描仪，可与CAD、常规制图软件及快速设备制造系统配合使用； (3)智能化程度高，对模型半成品曲线拟合更准确； (4) 处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统CAD 软件效率更高； (5)自动化特征和简化的工作流程可缩短培训时间，并使用户可以免于执行单调乏味、劳
1、元素认识 每一种某一领域的专业软件中都有其专业的特殊术语、元素等。逆向中最常见就是点云、多边形等。 不同阶段的对应的元素为下一阶段作准备。现在的软件层次性都很好，一个阶段一个阶段的往下走，比如逆向的一般过程在软件中就有体现。在一个阶段中对应相应的操作。那么逆向的一般过程是怎么样的了？ 下面就是GEOMAGIC操作一般流程。这里要说的是它与IMAGEWARE、CATIA构面过程有所不同GEOMAGIC一般为检测（轮廓）----PATCH----GRIDS----SURIMAGEWARE、CATIA一般为从点云提取线再铺面与我们常规的曲面操作有所相同，不同的时它生成面的命令有点作为参照。GEOMAGIC这种生成曲面的过程个人认为如果是简单的模型还可以比较顺，但如是较复杂的模型那就需要耐心了。 看了上面的介绍，不知大家有没有一个大概的认识。如果没有我们先不管接下来往下看，结合例子，再回头看一下，学完全书再看一看以前不懂的。下面我们讲基本的一些操作，如果你用过AUTOCAD，PROE，UG等任一个类似的软件你就会发现在操作中我们打交道最多为视图操作、选择操作、管理面板操作还有就是命令了。先看一看管理面板操作 下面是视图操作 再接下来为选择操作 三大基本操作讲完了。下面是操作实例讲解与例子文档 实例演练Demo Head - Point 第二章点云阶段 希望通过系统的讲解，大家能对GEOMAGICS有个基本的认识，会基本的操作！ 二、常用命令与操作
最后就是Wrap（裹覆）后，帮助里这样写到想象成把一将塑料薄膜裹在点云上，这时就能大概看出是个什么样的形状，就有这一步就可以进入到下一步，也是流程中比较重要的一个阶段，即多边形阶段！ 第三章拼接与合并的命令讲解 点云的拼齐（拼接与对齐）（Registration）与合并（Merge），对Registration我是这么理解的，很多扫描仪自带的软件中都有这一项，且也叫Registration，我听他们培训时叫注册，当然也不错，字典中就有这么一个常见意思。我更愿意接受它为拼齐。 Registrationistheprocessofaligningtwoormorescansthatrepresentdifferentportio nsofthesamephysicalobject.Whiletheregistrationcommandsaretypicallyused in Point Phase, they are also available to align polygon objects.基本操作流程 有这几个功能就够了，对于合并的理解类于PS中的图层的概念，有了图层的概念，就好理解，每天在模型树中，要选定一个才可以操作的思路了！当然不等同于图层，相信用过其它软件再用这个没什么大问题。 第四章多边形阶段-----初级 分初级与高级，初级是一些常用命令，高级是一些有用的命令！终于进行这一章了，扫描完了，点处理过了，下面干什么，做多边形了，即三个点形成一个面，这个玩分析的人应该都知道！这种多边形的形成更有利于我们进行操作来进一步完善扫描的不足。老样子，先来个 流程图，我喜欢这种方式，让你一下子在总体上进行把握，而不要一开始就执著于每个命令。 其实有些命令你只要默认的设置就可以了，当然有些还要调调，不过这种情况不多！首先我们要做的就是少的补，多的去掉，先介绍FILL命令 多的去，不顺的地方也要处理，命令是相对的，得到一种效果，另一种效果就不能得到了！所以只有适合你的，没有绝对！
Studio Tutorial Surface Creation - Fender Objective:Learn how to create a NURBS surface on a polygonal model and perform some basic editing to reorganize the patch layout. Files:\…\Geomagic Studio 6\TutorialData\rear_fender.wrp 1. Open rear_fender.wrp.This is scan data of a car fender containing about 80,000 polygons. 2.Change to the Front View. Use Ctrl+D to fit the view to screen. 3.Before creating patch boundaries, it is recommended that the user first define entities called Contour Lines, which can be specified manually or detected automatically by the software based on the model’s curvature. Contour Lines are used to guide the construction of surface patches and allow for easy editing and organization of the patch layout. 4. Select Detect Curvature from the Patches menu. This function will automatically highlight Contour Lines on the model based on surface curvature. 5. Toggle on the Auto Estimate checkbox. This will allow the software to estimate how complex the curvature is on this model and display the necessary number of contour
第一章 Geomagic studio 11 简介 一、本章重点 1．了解软件界面 2. 熟悉studio的鼠标及快捷键操作 3．掌握studio的选项设置 4．熟练掌握点云处理的流程 二、本章内容 1、软件界面 1）启动软件，方法一：点击“开始”-“程序”-“geomagic”-geomagic studio 11 方法二：双击桌面图标 2）软件界面 图1-1 软件界面 视窗：显示当前工作对象，在视窗里可做选取工作 菜单栏：菜单栏里提供了软件的所有命令
工具栏：不同于菜单栏，工具栏提供的是常用命令的快捷按钮 管理器面板：包含了管理器的按钮，允许你控制用户界面的不同项目 图1-2 管理器面板分类 状态栏：提供给你信息：系统正在做什么和你能执行什么任务 计时器：显示操作的进程 坐标系：显示坐标轴相对于模型的当前位置 2、软件操作 1）鼠标操作：中键：旋转 按住中键拖动：旋转 滑动中键滚轮：放大或缩小 按住中键滑动+ ALT：移动 2）常用快捷键： 新建：Ctrl+N 打开： Ctrl+O 保存： Ctrl+S 撤销：Ctrl+Z 全屏显示： Ctrl+D 选项设置：Ctrl+X 选择一个显示： Alt+1 全部显示：Alt+8 封闭多折线：空格 全部选择：Ctrl+A 取消选择：Ctrl+C 取消选择的部分：Ctrl+左键 Ctrl 不间断的选择 shift 连续的选择 3、选项设置 菜单“工具”-“选项”，快捷键：Ctrl+X 进入选项设置。需设置的参数有封装（曲面
封装的最大圆周孔设为0）、语言设置为中国大陆。 4、点云处理流程 图1-3 逆向设计流程
. Geomagic studio 软件操作指南
目录 AA004XNCEY 软件介绍 (1) 1.1 Geomagic公司及其主要产品 (1) 1.2 Geomagic Studio软件的使用范围 (1) 1.3 Geomagic Studio软件的主要功能 (1) 1.4 Geomagic Studio软件的优势 (1) 1.5 计算机要求 (2) 2. 软件安装 (3) 3. 软件功能介绍 (10) 3.1 Geomagic studio软件及流程简介 (10) 3.2 Geomagic Studio 中鼠标控制和主要快捷键 (11) 3.3 Geomagic Studio 软件的基本模块 (11) 4.点阶段 (15) 4.1 点阶段主要操作命令列表 (15) 4.2 实验 (15) 5.多边形阶段 (25) 5.1多边形阶段主要操作命令列表 (25) 5.2实验 (26) 5.2.1实验一：毛泽东塑像建模 (26)
5.2.2 实验二：建筑物单面墙体建模 (39) 6.精确曲面阶段 (46) 6.1 精确曲面阶段主要命令列表 (46) 6.2 实验 (47)
1软件介绍 1.1 Geomagic公司及其主要产品 Geomagic是一家世界级的软件及服务公司，在众多工业领域如汽车、航空、医疗设备和消费产品得到广泛应用。公司旗下主要产品为Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛应用的逆向工程软件，可以帮助用户从点云数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。Geomagic Qualify 则建立了CAD和CAM 之间所缺乏的重要联系纽带，允许在CAD 模型与实际构造部件之间进行快速、明了的图形比较，并可自动生成报告；而Geomagic Piano是专门针对牙科应用的逆向软件。本项目所使用的主要是Geomagic Studio软件。 1.2 Geomagic Studio软件的使用范围： (1)零部件的设计； (2)文物及艺术品的修复； (3)人体骨骼及义肢的制造； (4)特种设备的制造； (5)体积及面积的计算，特别是不规则物体。 1.3 Geomagic Studio软件的主要功能： (1) 点云数据预处理，包括去噪、采样等； (2) 自动将点云数据转换为多边形(Polygons)； (3) 多边形阶段处理，主要有删除钉状物、补洞、边界修补、重叠三角形清理等； (4) 把多边形转换为NURBS曲面； (5) 纹理贴图 (6) 输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES, STL, DXF等)。 1.4 Geomagic Studio软件的优势： (1)支持格式多，可以导入导出各种主流格式； (2)兼容性强，支持所有主流三维激光扫描仪，可与CAD、常规制图软件及快速设备制造系统配合使用； (3)智能化程度高，对模型半成品曲线拟合更准确； (4) 处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统CAD 软件效率更高； (5)自动化特征和简化的工作流程可缩短培训时间，并使用户可以免于执行单调乏味、劳
Geomagic Studio11 创建 基本曲面 创建基本曲面 要点: 学习如何在三角面模式建立NURBS曲面，执行一些重新设计碎片的基本编辑命令 打开文件 Files: \ \geomagiclesson\TutorialData\rear_fender-surf.wrp 1. Open rear_fender-surf.wrp. 这是一个汽车挡泥板的扫描数据，包含80，000个三角面 2.改成前视图 前视图.应用Ctrl+D来使试图在屏幕上最佳显示。 . 3. 在创建碎片边缘之前，用户首先需要确定称作轮廓线 轮廓线的实体，它可以由手动指定，也可以由软 轮廓线 件根据模型曲率自动侦测。轮廓线用来指导曲面节片的构成并且允许对节片组成进行轻松的编辑。 4．从Patches菜单中选择Detect Curvature。这项功能可以在模型上根据曲面曲率自动突出轮廓线。 5．设置Target Granularity数值为65，设置Contour Level数值为0.10。在Simplify Contour Lines前打勾，点击Apply。软件将根据这两个参数计算模型表面曲率最高的部分（参见帮助章节来进一步了解这两个数值）。完成后应类似下面图象，显示桔色和黑色的线。桔色的轮廓线显示曲率最高的区域。
6．点击OK关闭对话框。你会注意到一条连续的桔色轮廓线穿过挡泥板的中心，我们现在手动选择一些黑色实体使他们变成额外的轮廓线。 7．从Patches菜单中选择Promote/Constrain命令。开始点击下图所示五个黑色实体，使他们变成轮廓线。完成后模型应如下正确显示。 小技巧：：为了更方便选择线，使着用Rectangle或Paintbrush工具 小技巧 8．如果不小心选到了不想好的线，按住Ctrl并点击此线删除它。 小技巧 小技巧：：在三角面模型形成闭环或者边界的起终点时，轮廓线是最有效的。单一的轮廓线不能 确定零件形状。 9.点击OK关闭对话框，你现在可以看到模型被分成五部分，或者叫被轮廓线分成五个区域。软件将在这些区域里构建边界。 10.从Patches菜单中选择Construct Patches命令。设置Target Patch Count数值为100。在Optimize Vertex Degree前打勾并点Apply。这想功能将在三角面上生成大约60个四边的节片…这些是其他软件做不到的！你可以告诉软件让其生成1到10,000个节片。
Geomagicstudio 软件操作指南 目录 AA004XNCEY 软件介 绍 (1) 公司及其主要产品 (1) 软件的使用范围 (1) 软件的主要功能 (1) 软件的优势 (1) 计算机要 求 (2) 2.软件安装 (3) 3.软件功能介绍 (10) 软件及流程简介 (10) 中鼠标控制和主要快捷键 (11)
软件的基本模块 (11) 4.点阶段 (15) 点阶段主要操作命令列表 (15) 实验 (15) 5.多边形阶段 (25) 多边形阶段主要操作命令列表 (25) 实验 (26) (26) 实验二：建筑物单面墙体建模 (39) 6.精确曲面阶段 (46) 精确曲面阶段主要命令列表 (46) 实验 (47)
1软件介绍 公司及其主要产品 Geomagic是一家世界级的软件及服务公司，在众多工业领域如汽车、航空、医疗设备和消费产品得到广泛应用。公司旗下主要产品为GeomagicStudio、GeomagicQualify和GeomagicPiano。其中GeomagicStudio是被广泛应用的逆向工程软件，可以帮助用户从数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。GeomagicQualify则建立了CAD和CAM之间所缺乏的重要联系纽带，允许在CAD模型与实际构造部件之间进行快速、明了的图形比较，并可自动生成报告；而?Piano是专门针对牙科应用的逆向软件。本项目所使用的主要是GeomagicStudio软件。 软件的使用范围： (1)零部件的设计； (2)文物及艺术品的修复； (3)人体骨骼及义肢的制造； (4)特种设备的制造； (5)体积及面积的计算，特别是不规则物体。 软件的主要功能： (1)点云数据预处理，包括去噪、采样等； (2)自动将点云数据转换为多边形(Polygons)； (3)多边形阶段处理，主要有删除钉状物、补洞、边界修补、重叠三角形清理等； (4)把多边形转换为NURBS曲面； (5)纹理贴图 (6)输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式(IGES,STL,DXF等)。 软件的优势： (1)支持格式多，可以导入导出各种主流格式； (2)兼容性强，支持所有主流三维激光扫描仪，可与CAD、常规制图软件及快速设备配合使用； (3)智能化程度高，对模型半成品曲线拟合更准确； (4)处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统CAD软件效率更高；
Geomagic Studio 12参数化曲面设计案例之机械零件 Geomagic Studio 12.0参数化曲面模块擅长设计一些规则的机械零件，而不能设计由非倒圆的连续曲面构成的零件，因为没法处理曲面连续问题，不能设置曲面之间的相切连续与曲率连续，曲面之间的衔接只能使用倒圆处理。 以一标准零件为例，介绍Geomagic Studio 12参数化曲面模块的设计流程。与精确曲面模块相同，网格数据不能有破洞，不能有锯齿的边界，因为设计出的曲面与stl数据会基本一致。 图 1 标准件（尺寸200mm×100mm×35mm） 参数化曲面设计流程： 探测区域（编辑轮廓线）——区域分类（编辑区域）——拟合曲面（编辑曲面、约束曲面）——拟合连接（分类连接）——裁剪缝合曲面
图2 标准件STL数据 详细步骤： 1．探测轮廓 实际就是拆面的过程，UG，PORE，CATIA的逆向设计都是手动拆面，每个设计师设计同一零件拆面的思路可能都一样，杰魔的拆面是根据零件的曲率拆分，自动计算其轮廓，生成轮廓线。
图3 探测轮廓 图4 提取轮廓线 轮廓探测轮廓，抽取曲线以后，还需要对曲线进行编辑，补充或删除曲线，光顺曲线。 2.区域分类 通过了探测区域，系统会自动拆面，不同的曲面类型赋予不同的颜色，例如平面为绿色，圆柱为黄色，拉伸为桔黄色等。当然系统自动赋予的曲面类型不一定是我们需要的，因此当
系统将一个拉伸面识别为一个自由曲面的时候，需要我们手动去改变该曲面的类型，这里我 们把该曲曲由粉红色自由曲面修改为橘红色拉伸曲面。 要识别曲面是什么类型，需要我们有一定的曲面基础知识，还需要猜测设计者的设计意 图。杰魔里面的曲面可分为平面、圆柱、圆锥、拉伸、拉伸拔模、旋转、球、扫略、放样、 自由形态。 图5 曲面分类 图6 修改错误的曲面类型
第7章Geomagic Studio12操作案例 操作步骤: 1. 打开素材swug7-1.wrp文件。 启动Geomagic studio12软件后，点击图标，打开swug7-1.wrp文件。该模型为铸 件点云，包含了13万个点。 2. 着色。 点击点工具栏的着色图标，系统将自动计算点云的法向量，赋予点云颜色。 3. 断开组件连接。 点击点工具栏的断开组件连接图标，弹出选择非连接选项的对话框，在“分隔”选择“低”，然后点击确定，退出对话框后按Delete删除选中的非连接点云。 图7-1断开组件连接 4. 选择体外孤点。 点击点工具栏的体外孤点图标，弹出体外孤点对话框，将敏感性设置为100，点击 应用后确定，按Delete删除选中的红色点云，该命令使用3次。 5. 手动删除。 点击矩形选择工具图标，进入矩形工具的选择状态，改变模型的视图（按住中间旋 转），在视窗点击一个点，按住鼠标左键进行拖动框选，如图所示，按Delete删除选中的红色杂点。 图7-2手动删除杂点 6. 减少噪音。
点击点工具栏的减少噪音图标，进入减少噪音对话框，点击应用后确定。该命令有 助于减少在扫描中的噪音点到最小，更好地表现真实的物体形状。造成噪音点的原因可能是扫描设备轻微震动、物体表面较差、光线变化。 7. 统一采样。 点击点工具栏的统一采样图标，进入统一采样对话框，在输入中选择绝对间距里输 入0.2mm，曲率优先拉到中间，点击应用后确定。在保留物体原来面貌的同时减少点云数量，便于删除重叠点云、稀释点云。 多边形阶段： 8. 封装。 点击点工具栏的封装图标，进入封装对话框，直接点击确定，软件将自动计算。该命令将点转换成三角面。 图7-3手动删除杂点 9. 填充孔。 点击多边形工具栏的选择填充单个孔图标，右键点击空白处，选择“选择边界”， 再点击绿色边界，系统将选中边界并往内扩张（左键点击一次则扩展一次），如图7-4所示。按delete删除翘曲边界，右键选择“填充”，再手动去选择需填充的边界，如图7-5所示，最后按ESC退出命令。 图7-4清理边界图7-5填充孔 10. 去除特征。 点击蜡笔选择工具图标，进入蜡笔工具的选择状态，选择有问题的三角面，如图7-6所示，再点击多边形工具栏的去除特征图标，系统将自动根据红色周围的曲率变化进行光顺。
Studio Tutorial Basic Polygon Editing 學習目標:學習如何編修STL模型. 補洞及平順局部粗糙的資料. 偵測及修復任何相交的三角網格. 使用快速鋪面來建立曲面. 檔案:\…\Geomagic Studio 6\Tutorial Data\fairing.wrp 1.開啟fairing.wrp. 這是摩托車的整流罩, 包含有約720,000 三角網格. 2.視角切換到Front. 有一些顯著的問題在這個模型上, 有數個破洞及兩個大的突出物. 3.從下拉式功能表ToolsàDatumsà Hide All Datums來隱藏基準平面. 4.為了保證沒有相交的三角網格在這個模型上, 使用下拉式功能表Polygons àFix Intersections. 這個指令將尋找並修復相交的三角網格. 假如有需要的話, 也可以在 完成指令時用AnalysisàTest Intersections來檢查, 但是它也並不一定需要這樣做 的. 5.從下拉式功能表Polygons àFill Holes.狀態顯示有11個破洞, 我們能一次修補, 也 可以一個一個來修補. 在這裡我們用自動的方式來補最小的三個小洞, 其它的用人工 的方式來修補. 6.按Deselect Largest按鈕兩次. 軟體將忽略兩個最大的破洞, 狀態顯示成為9個破洞.
7.在Method Input切換成Small Holes. 在Circumference輸入大約16 mm的值. 按 下Fill All按鈕, 三個小破洞將如下圖所示被自動修補. 8.現在我們要再修補其它比較大的破洞, 在Method Input 切換成All Holes功能. 9. 尋找其它要被修補的洞, 可以用如右圖所示的功能鍵來尋 找, 按下往右的箭頭. 10.視角將變成如下圖所示, 在洞的附近點一下, 破洞將被修補起來. 11.再按一下往右的箭頭, 來尋找另外的破洞, 這次找到的是有突出物的破洞, 必須先把 突出物刪除再補洞. 12.在Fill Method切換到Clean Up模式. 確認Action是在Triangles模式. 13.選取列切換到Lasso模式. 選擇破洞的四週, 如底下所示. 14.按下Delete按鈕, 被選取的資料將被刪除. 不過, 因為選擇模式是在內定值Select Visible Only (只選擇看得到的), 所以有一些 “floating data ” 殘留.
studio12基础与实例应用之第二章：软件基础 : （全套视频+文档）整体下载：进入 点云下载：进入 Geomagic studio 工作界面 在桌面上双击或在开始菜单中选择并打开Geomagic studio12软件，进入Geomagic studio12的工作界面，如图所示。 图2-1 Studio12的工作界面 从图中可以看出Geomagic studio12的基本工作界面大体分为工具栏、管理器面板、三维视窗、状态及进度条、坐标系几大块。 视窗：显示当前工作对象，在视窗里可做选取工作 工具栏：不同于菜单栏，工具栏提供的是常用命令的快捷按钮 管理器面板：包含了管理器的按钮，允许控制用户界面的不同项目
状态栏：提供给你信息：系统正在做什么和你能执行什么任务 坐标系：显示坐标轴相对于模型的当前位置 2.2 Geomagic studio 模块简介 Geomagic Studio 提供业界最全面的解决方案，可将三维扫描数据和多边形网格转换为精确的曲面化三维数字模型，以用于逆向工程、产品设计、快速成型和分析。作为将三维扫描数据转换为参数化 CAD 模型和三维 CAD 模型的最快速的方法， Geomagic Studio 提供了四个处理模块，分别是扫描数据处理（capture）、多边形编辑（wrp）、NURBS曲面建模（shape）、CAD曲面建模（fashion） 扫描数据处理 ·处理大型三维点云数据集 ·从所有主要的三维扫描仪和数字化仪中采集点数据 ·优化扫描数据（通过检测体外孤点、减少噪音点、去除重叠） ·自动或手动拼接与合并多个扫描数据集 ·通过随机点采样、统一点采样和基于曲率的点采样降低数据集的密度 多边形编辑 ·根据点云数据创建精确的多边形网格 ·修改、编辑和清理多边形模型 ·一键自动检测并纠正多边形网格中的误差 ·检测模型中的图元特征（例如，圆柱、平面）以及在模型中创建这些特征 ·自动填充模型中的孔 ·将模型导出成多种文件格式（包括含有完全嵌入式三维模型的 PDF），以便在标准的 CAD 系统使用。格式包括：STL、OBJ、VRML、DXF、 PLY 和 3DS NURBS曲面建模 ·根据多边形模型一键自动创建完美的 NURBS 曲面