Imageware逆向造型基础教程（第3版）

Imageware 由美国 EDS 公司出品，后被德国Siemens PLM Software 所收购，是著名
的逆向工程软件之一。Imageware 因其强大的点云处理能力、曲面编辑能力和A 级曲面的
构建能力而被广泛应用于汽车、航空航天、家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
本书详细介绍软件Imageware 13.2(汉化版)的功能及使用方法。在点云、曲线和曲面的
创建、编辑及分析等内容的介绍中采用了具体的实例来讲解这些功能的使用方法，力求使
读者更加深刻地理解软件功能的实际应用。 

《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》针对三维逆向造型的实际需要，围绕Imageware软件的点云、曲线和曲面的生成、编辑及分析等相关内容，介绍了Imageware软件的功能、使用方法及注意事项，大部分功能均配有相应的实例操作来说明其应用思路和应用技巧。*后通过卡扣、安全帽两个综合实例，让读者全面接触和学习各种曲面的构建、编辑及分析方法，以帮助读者快速、直观地领会如何将Imageware软件中的功能运用到实际工作中，尽快达到学以致用的目的。
《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》提供的配套资源包括PPT课件、书中实例的源文件、结果文件及更多的综合案例等学习资源，便于读者练习、揣摩思路与技巧。
《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》结构清晰、语言简练、实例丰富、可操作性强，可作为高等院校CAD/CAM相关课程的教材，也可作为各类CAD/CAM培训机构的授课教材，还可作为CAD技术人员的自学教材和参考书。

目    录
 
第1章  逆向工程   1
1.1  逆向工程的定义   1
1.2  逆向工程的应用   2
1.3  逆向工程中的关键技术   3
1.4  CAD模型重建   5
1.5  思考与练习   7
第2章  基础操作   8
2.1  概述   8
2.1.1  Imageware简介   8
2.1.2  主要模块   9
2.1.3  Imageware的优点   10
2.1.4  使用Imageware的一般流程   12
2.2  用户界面   13
2.3  菜单项   16
2.3.1  文件   16
2.3.2  编辑   19
2.3.3  显示和视图   25
2.3.4  创建   38
2.3.5  构建   38
2.3.6  修改   38
2.3.7  评估   38
2.3.8  测量   39
2.3.9  帮助   39
2.4  常用工具条   40
2.4.1  浮动工具条   40
2.4.2  曲面浮动工具条   40
2.4.3  主要栏目管理工具条   41
2.4.4  自定义工具条   43
2.5  鼠标操作   44
 
2.5.1  鼠标左键   44
2.5.2  鼠标中键   44
2.5.3  鼠标右键   45
2.6  常用快捷键   46
2.7  思考与练习   48
第3章  点云处理过程   49
3.1  预处理点云   49
3.1.1  读入点云   49
3.1.2  点云的显示   50
3.1.3  定位点云   52
3.2  生成点   55
3.2.1  创建点(Create Point)   55
3.2.2  构建点(Construct Points)   57
3.2.3  特征提取点云(Feature Line)   63
3.3  编辑点云   65
3.3.1  抽取(Extract)   65
3.3.2  删除杂点(Delete Points)   73
3.3.3  剖面截取点云(Cross Section)   74
3.3.4  偏移(Offset)   79
3.3.5  点云三角形网格化(Polygonize)   80
3.3.6  设置点标签(Label)   81
3.4  分析点云数据   82
3.4.1  测量点位置(Point Location)   83
3.4.2  测量点间距离(Distance Between Points)   83
3.4.3  点云曲率(Curvature)   84
3.5  思考与练习   85
 
第4章  曲线   86
4.1  曲线概述   86
4.1.1  曲线的要素   87
4.1.2  曲线的类型   88
4.1.3  曲线的显示   88
4.2  生成曲线   90
4.2.1  3D曲线(3D Curve)   90
4.2.2  直线(Line)   92
4.2.3  圆弧(Arc)   97
4.2.4  圆(Circle)   100
4.2.5  椭圆(Ellipse)   101
4.2.6  矩形(Rectangle)   102
4.2.7  槽形(Slot)   102
4.2.8  多边形(Polygon)   103
4.2.9  由点拟合曲线(Curve from Cloud)   103
4.2.10  提取曲面上的曲线(Curve from Surface)   107
4.3  编辑曲线   109
4.3.1  桥接曲线(Blend)   109
4.3.2  倒角(Fillet)   110
4.3.3  偏移曲线(Offset)   112
4.3.4  相交(Intersection)   113
4.3.5  缝合两曲线(Match)   114
4.3.6  曲线重新建参数化(Reparameterize)   115
4.3.7  插入和移除节点(Insert/Remove Knots)   115
4.3.8  重新分配B样条线(Redistribute)   117
4.3.9  插入/移除曲线控制点(Insert/Remove Control Points)   117
4.3.10  延伸(Extend)   118
4.3.11  光滑处理(Smooth)   119
4.3.12  截断曲线(Snip)   120
4.3.13  反转曲线方向(Reverse Curve Direction)   121
4.4  分析曲线   122
4.4.1  控制点矢量图(Control Plot)   122
4.4.2  曲率(Curvature)   123
4.4.3  连续性(Continuity)   124
4.4.4  曲线—点云偏差(Curve-Cloud Difference)   125
4.4.5  曲线—曲线偏差(Curve to Curve Difference)   126
4.4.6  测量曲线—点距离(Point to Curve Closest)   127
4.5  思考与练习   128
第5章  曲面造型   129
5.1  曲面概述   129
5.1.1  曲面的要素   129
5.1.2  生成曲面的一般方法   130
5.1.3  曲面的显示   130
5.2  生成曲面   132
5.2.1  平面(Plane)   132
5.2.2  简易曲面(Surface Primitive)   135
5.2.3  由点云构建曲面(Surface from Cloud)   140
5.2.4  由点云和曲线拟合曲面(Fit w/Cloud and Curves)   143
5.2.5  由边界曲线创建曲面(Surface by Boundary)   145
5.2.6  UV向量线构建曲面(Blend UV Curve)   145
5.2.7  通过曲线的曲面(Loft)   146
5.2.8  旋转曲面(Revolution)   148
5.2.9  边界平面(Plane Trimmed)   149
5.2.10  直纹面(Ruled)   149
5.2.11  扫掠曲面(Swept)   150
5.2.12  拉伸曲面(Extrub)   151
5.2.13  管状曲面(Tube)   152
5.3  编辑曲面   153
5.3.1  凸缘面(Flange)   153
5.3.2  桥接曲面(Blend)   154
5.3.3  倒圆角(Fillet)   155
5.3.4  偏置曲面(Offset)   157
5.3.5  剖断面(Cross Section)   158
5.3.6  曲面交线(Intersection)   159
5.3.7  缝合曲面(Match)   159
5.3.8  曲面重新建参数化(Reparameterize)   161
5.3.9  插入曲面节点(Insert Surface Knots)   161
5.3.10  延伸曲面(Extend)   162
5.3.11  清理曲面(Clean Surface)   163
5.3.12  合并曲面(Merge)   164
5.3.13  截断曲面(Snip)   165
5.3.14  修剪曲面(Trim)   166
5.3.15  反转曲面法向(Reverse Surface Normal)   166
5.3.16  曲面的自由编辑(Edit Surface)   167
5.4  分析曲面   169
5.4.1  曲面连续性(Continuity)   169
5.4.2  曲面与点云的差异(Surface to Cloud Difference)   170
5.5  思考与练习   171
第6章  分析与测量   172
6.1  分析   172
6.1.1  控制顶点(Control Plot)   172
6.1.2  法线(Normals)   174
6.1.3  曲率(Curvature)   175
6.1.4  连续性(Continuity)   176
6.1.5  偏差(Deviation)   176
6.1.6  点云特性(Cloud Characteristics)   177
6.1.7  拔模角(Draft Angle Plot)   178
6.1.8  三角形网格模型(Polygon Model)   179
6.1.9  实体信息(Object Information)   180
6.1.10  曲面流线分析(Surface Flow)   181
6.2  测量   183
6.2.1  基于点云的差异(Cloud Difference)   183
6.2.2  基于曲线的差异(Curve to Curve Distance)   186
6.2.3  基于曲面的差异(Surface Difference)   186
6.2.4  距离
(Point to Surface Closest)   188
6.2.5  面积(Area)   188
6.2.6  角度(Angle/Tangent Direction)   188
6.2.7  位置坐标(Location)   190
6.2.8  曲率半径(Radius of Curvature)   190
6.2.9  交互式(Interactive)   192
6.2.10  二次曲面(Quadrics)   193
6.3  思考与练习   194
第7章  应用实例之卡扣   195
7.1  卡扣产品分析   195
7.2  卡扣的点云处理   197
7.2.1  分割点云   197
7.2.2  创建剖断面   199
7.2.3  图层管理   202
7.3  顶面的制作   203
7.4  侧面的制作   206
7.5  底面的制作   209
7.6  内侧面的制作   217
7.7  曲面的裁剪   220
7.8  误差分析   227
7.9  思考与练习   228
第8章  应用实例之安全帽   229
8.1  安全帽产品分析   229
8.2  安全帽的点云处理和对齐点云   231
8.2.1  点云处理   231
8.2.2  对齐点云   233
8.3  圆形大面的制作   239
8.3.1  制作末端节点T1   239
8.3.2  制作末端节点T2   245
8.4  帽檐的制作   248
8.4.1  提取点云   248
8.4.2  制作均匀曲面   250
8.4.3  制作边界曲线   251
8.4.4  修剪曲面   253
8.5  后期处理   254
8.5.1  光顺度和曲率连续性检查   255
8.5.2  倒圆面   259
8.5.3  误差分析和微调   260
8.6  思考与练习   262
 
第9章  应用实例之电池盒   263
9.1  电池盒产品分析   263
9.2  电池盒的点云处理   265
9.3  电池盒底座制作   267
9.3.1  电池盒底座造型分析   267
9.3.2  制作底座上半部分   268
9.3.3  制作底座下半部分   295
9.4  电池盒定位件制作   311
9.4.1  电池盒定位件点云分割   312
9.4.2  制作定位件节点T2   314
9.4.3  制作定位件节点T3   318
9.4.4  制作定位件节点T4   319
9.4.5  制作定位件节点T5   321
9.4.6  制作定位件节点T6   323
9.4.7  制作定位件节点T7   323
9.4.8  制作定位件节点T8   324
9.4.9  制作定位件节点M1   325
9.5  误差分析   325
9.6  思考与练习   326

 

前    言

Imageware 由美国 EDS 公司出品，后被德国Siemens PLM Software所收购，是著名的逆向工程软件之一。Imageware因其强大的点云处理能力、曲面编辑能力和A级曲面的构建能力而被广泛应用于汽车、航空航天、家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》详细介绍软件Imageware 13.2(汉化版)的功能及使用方法。在点云、曲线和曲面的创建、编辑及分析等内容的介绍中采用了具体的实例来讲解这些功能的使用方法，力求使读者更加深刻地理解软件功能的实际应用。全书共分9章：
第1章  逆向工程。介绍逆向工程的定义、应用，以及关键技术等内容，最后介绍逆向工程中CAD模型重建的基本流程。
第2章  基础操作。介绍Imageware的用户界面、File菜单和Edit菜单的使用、常用的工具条、鼠标操作和Imageware快捷键等。
第3章  点云处理过程。介绍点云的预处理法，创建点云、编辑点云的方法，以及常用的点云数据分析命令的使用方法。
第4章  曲线。介绍曲线相关的显示、生成、编辑和常用的分析方法等。
第5章  曲面造型。介绍生成曲面、编辑曲面和常用的分析曲面的方法。
第6章  分析与测量。系统地介绍Imageware中的各种分析、测量命令。
第7章  应用实例之卡扣。介绍简单结构类实体的曲面造型思路与构建方法。
第8章  应用实例之安全帽。介绍简单曲面类实体的曲面造型思路与构建方法。
第9章  应用实例之电池盒。介绍复杂实体上的简单二次曲面的构建方法。
《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》由单岩(浙江大学)、吴立军(浙江科技学院)编著。参与编写的还有张结琼(宁波市北仑职业高级中学)、黄岗(杭州科技职业技术学院)、李兆飞(广州铁路职业技术学院)、彭伟(河南职业技术学院)，由于编写时间紧迫，编者的水平有限，书中难免会存在需要进一步改进和提高的地方，期望读者及专业人士提出宝贵意见与建议。请通过如下方式与我们交流。
《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》配套提供测试题、PPT教学课件、实例的源文件与结果文件、自学视频及更多的综合案例等学习资源，这些资源可通过http//:www.tupwk.com.cn/downpage免费下载。任课老师可来电获取教师版资源库。
最后，感谢清华大学出版社为《Imageware逆向造型基础教程(第3版)》的出版所提供的机遇和帮助。
                                                                  编   者
2018年5月