三维建模技术是如何发展的

三维建模技术是利用计算机系统描述物体形状的一种三维技术。实现这项技术的软件称为三维建模工具。如何利用一组数据表示形体, 如何控制与处理这些数据,是几何造型中的关键技术。
《三维建模技术是如何发展的》

在CAD技术发展初期,CAD 仅限于计算机辅助绘图,随着三维建模技术的发展, CAD 技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模,随之产生了三维线框模型、曲面模型和实体造型技术。而如今参数化及变量化设计思想和特征模型则代表了当今CAD技术的发展方向。三维建模技术是伴随CAD技术的发展而发展的。

三维建模技术是由线框模型(Wire Frame Mode) 发展而来,20世纪60年代末开始研究用线框和多边形构造三维实体,这样地模型被称为线框模型。三维物体是由它的全部顶点及边的集合来描述,线框由此得名,线框模型就像人类的骨骼。

初期有了物体的三维数据,可以产生任意视图,视图间能保持正确的投影关系,这为生产工程图带来了方便。此外还能生成透视图和轴侧图,这在三维系统中是做不到的;构造模型的数据结构简单,节约计算机资源;学习简单,是人工绘图的自然延伸。但是因为所以楼线全部显示,物体的真实感可出现二义解释;缺少曲线棱廓,若要表现圆柱、球体等曲面比较困难;由于数据结构中缺少边与面、面与面之间的关系的信息,因此不能构成实体,无法识别面与体,不能区别体内与体外,不能进行剖切,不能进行两个面求交,不能自动划分有限元网络等等。

后期发展有了曲面模型,曲面模型是在线框模型的数据结构基础上,增加可形成立体面的各相关数据后构成的。曲面模型的特点与线框模型相比,曲面模型多了一个面表,记录了边与面之间的拓扑关系。曲面模型就像贴付在骨骼上的肌肉。

曲面模型能实现面与面相交、着色、表面积计算、消隐等功能,此外还擅长于构造复杂的曲面物体,如模具、汽车、飞机等表面。但是曲面模型只能表示物体的表面及边界,不能进行剖切,不能对模型进行质量、质心、惯性矩等物性计算。

再之后发展出现了变量化技术,我们在进行机械设计和工艺设计时,总是希望零部件能够让我们随心所欲地构建,可以随意拆卸,能够让我们在平面的显示器上,构造出三维立体的设计作品,而且希望保留每一个中间结果,以备反复设计和优化设计时使用。

变量化系统的指导思想是:

  1. 设计者可以采用先形状后尺寸的设计方式,允许采用不完全尺寸约束,只给出必要的设计条件,这种情况下仍能保证设计的正确性及效率性。

2)造型过程是一个类似工程师在脑海里思考设计方案的过程,满足设计要求的几何形状是第一位的,尺寸细节是后来逐步完善的。

3)设计过程相对自由宽松,设计者更多去考虑设计方案,无须过多关心软件的内在机制和设计规则限制,所以变量化系统的应用领域也更广阔一些。

4)除了一般的系列化零件设计,变量化系统在做概念设计时特别得心应手,比较适用于新产品开发、老产品改形设计这类创新式设计。

作者:老子云(http://laozicloud.com)

    原文作者:mouruikeji2021
    原文地址: https://blog.csdn.net/wanwan819/article/details/121085135
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