三维模型的建构方式
三维模型的建构方式
1 线框建模
用顶点和边表示形体，通过对点和边的修改来改变形体的形状，即构造的形态是一个简单的线框图。与该模型相关的数学表达是直线或曲线方程、点的坐标以及边和点的连接信息，该连接信息决定哪些点分别是那条边的端点，以及那条边在哪个点上与其它边相邻。用线框构造的模型称为线框模型。优点是所需信息最少、所占存储空间也最少；缺点是信息的不完整性和多义性。
2 表面建模
    表面建模是对物体各种表面或曲面进行描述的建模方法，常用于其表面不能用简单的数学模型进行描述的物体，如汽车、飞机、船舶等的一些表面。这种建模方法的重点在于用给出的离散数据构造曲面，使该曲面通过或逼近这个点，一般需要采取插值、逼近和拟合算法。常用的算法有Bezier曲线、B样条曲线、Coons曲面、Bezier曲面和近几年发展起来的NURBS曲面。表面建模的特点是表面模型可以被创建、修改和转换；表面模型以实体方式
显示，但内部中空，无质量、无密度，相互不会阻碍、碰撞。表面建模可以满足求交、消影、渲染处理、数控加工和有限元网络划分等要求，但曲面造型没有明确提出实体在表面的哪一侧，因此，在物性计算、有限元分析等应用中，表面模型在形体的表示上缺乏完整性。
3 实体建模
实体建模是在表面模型的基础上明确定义了在表面的哪一侧存在实体，增加了给定点与形状之间的关系信息（点在形体内部、外部还是在表面）。在实体造型系统中，可以得到所有与几何实体有关的信息，有了这些信息，CAID/CAD程序就可以执行各种任务，如计算对象的物理特性，进行运动学分析、有限元分析、装配干涉实验等。由实体造型构建的模型称为实体模型。
实体模型是具有封闭空间的几何形体，在实体模型上不允许有单一的面或线，这与线框模型或表面模型不同。实体模型在定义表面的同时，由表面的外环有向棱边按右手法则定义了表面的外法线矢量方向。因此，表面的外法线矢量方向指向实体的外部。
4 特征建模
线框建模、表面建模和实体建模为几何建模方法，都是基于计算机图形学的基础，对物体的几何造型进行描述，产生所需的零件图形。作为加工对象而言，还必须提出零件的材料、加工精度、表面品质、形位误差等信息，而上述几何建模方法并未提供这些工艺信息，因此，他们不能满足加工工艺的需要。特征建模方法成就了CAD/CAM的集成特性，它提供了零件的几何信息和工艺信息，其内容归纳起来有：
① 零件的几何信息；
② 作为加工对象的孔、沟槽及面等形面特征；
③ 有关形面特征的位置、尺寸、及其公差；
④建模方法 对于形面特征的加工规定（如表面抛光、发黑等）；
⑤ 形面特征之间的关联；
⑥ 各加工面的表面粗糙度。
零件结构的确定取决于产品的功能，而工艺设计取决于加工观点（可加工性和结构的工艺性）
。因此特征建模必须提供几何形状加工特征信息，在设计基准、加工基准及测量基准不一致时，需进行转换。在集成系统中，还必须提供结构分析特征信息。简单的形面特征可以组成一个复合特征，成为一个独立的特征单元。
一个特征建模系统包括特征建模器、产品数据库和应用接口三个部分，其中：特征建模器用于生成零件的特征模型；产品数据库用于存储几何学的和非几何学的数据；应用接口用于与其它系统进行数据交换。创建特征模型有以下三种方法。
① 采用特征设计:实现对零件特征的准确描述，简化零件的几何规范，为CAD、CAPP、CAM、CAQ等提供共同的数据基础，又称为特征造型。
② 特征识别与提供：从CAD数据库的零件几何描述中获取零件的特征数据。
③ 特征的定义：在现有CAD系统上，建立基于特征的零件信息模型。

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