Geomagic Studio 讲义

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…命令，构建将Model分割为若干Panel（类四边型）的Features(特征线)。

3.执行Boundraries>Construct Boundaries命令，使得Panel内部结构由三角片转换为四边形, Features转换为Feature Lines。

或执行Boundraries>Convert to Boundaries命令，将Object内部结构为四边形(即Panel)的Features直接转换为Feature Lines。

Feature Lines即为Patch Boundaries4.执行Boundraries>Feature Lines to Courves…命令,将Feature Lines转换为Courves, 并以*.igs格式输出曲线。

5.执行Boundraries> Shuffle>Panels…命令，将Panels内的四边形调整为对称型的四边形结构。

6.执行Grids>Construct Grids…命令，在NURBS表面构建网格。

7.执行NURBS>Fit Surface命令，使在NURBS表面构建的网格拟合成NURBS曲面, 并以*.igs格式输出曲面。

8.执行NURBS>Spline Boundaries to Courves命令,将Feature Lines及Patch 内部的四边形边线转换为Courves, 并以*.igs格式输出曲线。

第五阶段，即CAD Phase此阶段较为独特，Open一个IGES格式的NURBS曲面文件进入Geomagic的CAD 比较工具Geomagic Qualify，即CAD Phase。

在此阶段，可Import一个Scan Date文件与IGES文件进行比较，并出具比较报告。

Geomagic应用讲义（二）各阶段间的相互转换1.Point Phase→Wrap Phase执行Points>Wrap...命令。

2.Wrap Phase→Polygon Phase执行Edit>Phase> Polygon Phase命令。

3.Polygon Phase→Shape Phase执行Edit>Phase> Shape Phase命令(有必要先执行Polygons>MakeManifold>Closed或Open命令)。

4.Shape P hase→ Polygon Phase4.1执行Edit>Phase> Polygon Phase命令。

4.2执行Grids>Grids to Polygons... 命令。

4.3执行Grids>Create Mapped Model... 命令。

5. 其它Phase→Point Phase执行Edit>Modify Current Points命令。

6.CAD Phase→ Polygon Phase执行CAD>To Polygons... 命令。

选择命令选择命令的作用是在Object上选择特定的区域，为后续命令如删除、光顺等提供操作的对象。

选择命令有两种选择设置方式Select Visible Only和Select Through。

Edit>Select Visible Only设置仅对可见部分选择有效。

Edit>SelectThrough设置对未见部分选择同样有效。

Points Phase始终处于Select Through 状态。

（一）常规选择方法1.Edit>Selection Tools命令分别设定方框(Rectangle)、椭圆(Ellipse)、线(Line)、毛刷(Paintbrush)和套圈(Lasso)选择工具。

拖曳LMB（鼠标左键）将以被选择工具的外观形态的尺寸变化确定选择的区域大小。

Ctrl+LMB取消拖曳范围内的已有选择2.执行Edit>Select>Custom Region...命令，在Object上依次点击LMB构建一个封闭的边界，此封闭区域被选中。

3.执行Edit>Select All命令，选取所有的Object.4.执行Edit>Clear All命令，取消所有选择。

5.执行Edit>Reverse Selection命令,对已存在的选择作反向选择。

（二）特征选择方法1．按三角片的特征选择（不适用于Points Phase）Edit>Select>By Angle 所有法向角度小于90℃减去设定值的构成Object的三角片被选中。

Edit>Select>By Edge Length所有边长大于设定值的构成Object的三角片被选中。

Edit>Select>By Area所有表面小于设定值的与Object主体分离的孤立部分被选中。

2．选取孤点/体（仅适用于Points Phase）Edit>Select>Outliers...命令将由Sensitivity设定的区域外的孤点选中。

Sensitivity取值范围为0～100，数值愈小表明所选取的孤点愈远离主体。

Edit>Select>Disconnected Component...命令根据Separation与Size的设定值，选取与主体分离的孤体。

Separation有三个选项，Low、Medium和High分别表示孤体与主体间的位置远近关系，Size表示孤体的尺寸大小。

3．选取边缘（仅适用于Points Phase）执行Edit>Select>Boundaries...命令，用LMB点击欲选择的点云区域的边缘或用LMB点击Computer All命令选项选取所有的点云边缘，用LMB点击Expand 命令选项可扩展所选的边缘，此命令可重复执行。

4．选取Open Surface的Polygons执行Edit>Select>Open Triangle命令选取Open Surface的Polygons。

（三）延伸选择方法1.在Polygon Object上选择一区域，执行Edit>Select>Full Components命令后，与此选择区域相连的其它部分亦被选中2.在Polygon Object上选择一区域，执行Edit>Select>Manifold Components 命令后，与此选择区域相连的Manifold部分被选中3.将Primitives Manager中的Edge和Marked Edge选项选中，执行Tools>Mark>Edge...命令，设置若干组封闭的Marked Edges，则这些Marked Edges及Object Boundaries将Polygon Object分割成若干区域，当Polygon Object上已存在一选中的三角片时，执行Edit>Select>Bounded Components命令后，则此三角片所在的区域被选中。