逆向建模软件 Geomagic Design X 点云数据处理和导出面片模型的方法
2021-11-16
| 2024-1-20
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1. 导入点云数据文件

文件-导入-仅导入 导入需要的点云模型, 可以全选.
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2. 处理点云数据

点云的选择方式有多种, 处于模型正上方快捷栏. 可以使用套索模式对点云不需要的点, 使用del键进行删减. (右键按住可以转动模型; ctrl+右键可以移动模型)
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2.2. 多次扫描模型对齐

如果需要将多个扫描结果对齐, 点击菜单 对齐-扫描数据对齐. 对齐有2种方式
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  • 自动对齐: 根据模型表面特征自动对齐, 通常效果不佳.
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  • 手动对齐:
    • 选择 参照, 选中一个扫描结果. 再点击移动, 再选择一个其他的结果
    • 将两个模型位置摆正, 在相似度位置点上标记点. 并在不同的表面都这么标点.
    • 效果:
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    • 对好一个,点击方法旁边的√进行应用, 之后下一个需要对齐的模型, 再点击移动.
    • 所有个体都对齐完成后, 点击 整体, 选中所有模型, 放入 移动. 再次应用.
    • 最后点击 扫描数据对齐的√ 进行应用.
 
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2.3. 合并所有个体

对齐完成后, 各个扫描的模型个体还是分开的, 需要进行合并.
  • 点击菜单 点-合并
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  • 全选选中所有个体, 点击 构造面片 (选择 高清面片构建 可以构成更高面片数的模型).
    • 下图为高清面片构建结果, 右图为构造面片结果:
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  • 在构成高清面片时可以调整降噪级别, 数值越高, 物体表面越平滑.
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此时就可以获得合并加上三角面片化的模型结果了, 高清面片模型需要先消减面片数量, 方法在3.1章.

3. 处理三角面片模型

如果需要面片数较低但是维持在较精确的形状的话, 循环使用3.1~3.3章的方法, 直到取得需要的面片数.

3.1. 平滑

可以使用 多边形-平滑 多次, 将模型变平滑. 平滑后模型变回点云模型, 需要使用整体再面片化将模型转回三角面片模型. 单次平滑和数次平滑后的效果对比如下:
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3.2. 减少面片的数量

点击菜单 多边形-消减, 设置参数来减少面片数.
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之后需要再将模型变会点云形式再重新封装, 点击 整体再面片化 即可. 但是, 如果存在过大坡面的时候使用整体再面片化, 会删除厚度较细的部分. 所以, 各部位厚度变化较大的模型需要避免使用(高模除外).
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3.3. 使用修补精灵

高清面片模型生成后会出现非流形几何形状. 使填孔功能无法使用, 所以需要选择 多边形-修补精灵 进行修补.
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修补完成后可能还会残留无法修补的部分. 再次修补即可. 中途可能会出现报错, 不过最后非流形的边会全部消失.
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3.4. 处理模型上的孔洞

此时获得的模型上可能会存在孔洞需要填补.
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点击菜单栏 多边形-填孔, 如果显示警告可以无视. 如果需要填很多孔, 可以点击锁定按钮来锁定当前方法.
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选择 境界, 点击孔洞的边选中孔洞, 点击填孔旁的√就可以进行补孔. 也可以拉框选中整个模型, 点击填孔进行自动填孔.
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但如果是过大的破面则无法填补.
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3.5. 精确曲面

对于需要获面片数量更少的模型时, 可以使用精确曲面功能, 用于根据模型表面的弧度拟合为可以用函数表达的曲线. 精确曲面可以进一步简化面数(多数情况对于细节很少或者人工构建的模型使用).
点击菜单栏 精确曲面-自动曲面创建
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参数栏中可以选择机械(对于有几何规律的物体)和有机(对于基本没什么几何规律的物体).
拟合选项: 公差可以加到0.05减小失败几率. 但是由此生成的实体可能并不是想要得模型主体, 可能是部分模型碎片, 无法使用.
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目前9313个面的椅子模型无法使用精确曲面, 生成的结果是一些小碎片.
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4. 领域

领域功能可以把一个模型分为不同的部分.

4.1. 分割

点击菜单栏 领域-自动分割. 设置敏感度, 敏感度越高, 领域的分块越细. 常用的数值为5, 10, 30, 60, 70 (数值越大, 分块越多).
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使用分割功能, 选中一个块, 拉线将线围成一圈即可分离.
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4.2. 合并

点击菜单栏 领域-合并, 合并之前自动或手动分割的部分.
具体操作: 如有两块区域A和B需要合并. 则点击区域A, 按住shift同时点击区域B. 再点击合并即可.
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4.3. 重分块

点击菜单栏 领域-重分块, 可以对单一领域进行重新分块. 点击重分块后, 修改敏感度. 重置对象, 选中需要分块的领域.
 
重复第4章的操作, 最终获得的效果:
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5. 导出模型

右键点击左下角 面片或实体, 选择输出, 就可以选择想要的输出格式.
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