基于三维重构的车身曲面设计方法研究

在 进 行 汽 车 车 身 曲 面 设 计 时 ，由 于 车身 曲 面
外 形 的 高 度 复 杂 性 ，设 计 人 员很 难 用 二 维 图 纸 来 清 晰 地 表 达 和 反 映 曲面 的 形 状 。 车 身外 形 曲面 为 Ｃ ＡＳ 曲面 ，光 顺 质 量 要 求 较 高 。在 保 证 车 身 Ｌ ＳＡ 外 观设 计 美 观 的 前 提 下 ，要达 到 车 身 表 面 曲 面 光
ｌ 甸 似 注
基于三维重构 的车身 曲面设计方法研 究
Ｂａｓ ｅｄ ｈｅ ｈｒ ｏｎ ｔ ｔ ｅｅ ｍ ｅｎｓｉ ｄｉ ｏｎａｌｒ ｅｃｏｎｓ ｒ ｔ ｕｃｔｏｎ ｔ ｉ ｅｃｈｎ ｏｇｙ ｏｆｔ ｏｌ ｈｅ ａｕｔ ｏｍ ｏｔｖ ｂｏｄｙ ｉ ｅ ｓ ｆ ｕｒ ａｃｅ ｄｅｓｉ ｅｔ ｇｎ ｍ ｈ０ｄ ｒ ｅｓｅａｒ ｃｈ
设 计造型 图图片资料 或工程图 ， 过Ｐ ｏ Ｅ 通 ｒ ／ 曲面造型技 术以及造型模 块中功能 ，将 二维迅速 转化 为高 品质 的三维数字 模型 ， 到复杂的 车身空间 自由曲面。 同时对重建过程中 的关键技 得 术进 行了分析 研究。 关键词 ： 车身 曲面 ；建 模 ；三维重构 ；Ｐ ｏ Ｅ ｒ／ 中图分类号 ：Ｔ ２７ Ｂ ３ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１０－ １４２１）（ － ｌ９ ０ ９ ０３ （０ ２３下） Ｏ３— ３ ０
顺 、各 曲面 连 接 过 渡处 也 必 须 达 到 平 滑 、过 渡 光
二 维信 息的 三维形 体 ，实现 三维 形体 的重建 。
基 于 图像 技 术三 维 重建 理论 的车身 曲面重 构 ，
常 应 用 于 车 身 的 自主 开 发 设 计 和 改型 设 计 中 口。 】 车 身 曲面 重 构 是基 于工 业 设 计 师 设 计 效 果 图 或工
等 都 在 计 算机 上 完 成 。在 引 进 国外 先 进 技 术 的 同 时 ， 国 内汽 车 行 业 注 重 对 先 进 生 产技 术 的消 化 和
吸 收 ，努 力 进 行 自主 的 创 新 设 计 研 究 ，根 据 二 维 信 息 重 建 的三 维 数 学 模 型 的 设 计 方法 也 正 在 使 用 和 研 究 中 。虽 然 三 维 建 模软 件 在 目前 得 到 大 范 围
Ｄ ｉ１ ．９ ９ ＪＩｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ） ４ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ －０ ．０ ３ 下 ．４ Ｏ ｓ ３ ２
０ 引言
汽车 车身设 计 工作量 大且 复 杂 ，周期长 ，设计
过 程 中集 合 了当今 各类高 新技 术 。现 代 车身造 型设 计 开 发时 ，如何 将概 念设计 阶 段的二 维 效果 图迅速 转 化为 高 品质 的三维数 字模 型 ，是车 身造 型设 计阶 段 的关 键技 术 。三维数 模 可准确 反映 设计 师 的设计
顺 要 求 ， 同时 车 身 必 须满 足 空 气 动 力 学 要 求 ，最
大 程 度减 少空 气 阻力 。
收稿日期：２ １－ ２ ０ ０２ ０－ ６
程 图纸 进 行 分 析 ，掌握 车 身 曲面 的构 成 机 理 。分
析之后 ，从建立好 的车身外形图三面投影体 系上
基金项 目：湖北省教 育厅 自 然科学类科 研项 目 （ ２１２０ ）；襄樊学院科学研究项 目 （０９ Ｂ ２ ） Ｂ ００６３ ２０ Ｙ ０ １ 作者简介：李和 （９ ７ １７ 一），女 ，讲 师 ，主要从事工程制 图、计算机 图形学及工业设计方面的研究工作。
使 用相 关建 模软 件对 车身 三维模 型进 行重 构 。
汽 车 厂 家 都 致 力 于 增 强 车 身 设 计 队伍 力 量 ，努 力
改进 车身 的设 计 方法 。
２ 车身复杂 曲面重构思想
重 构 三 维 模 型 就 是 从 二 维 图 形 中提 取 三 维信
息 ，通 过 信 息 的 分 析 、处 理 ，重 新构 造 出 对 应于
伴 随 着 计 算 机 辅 助 造 型 （ ＡＳ 技 术 成 熟 和 发 Ｃ ）
展 ， 国 内外 车 身 设 计 开 发 的 方 法 早 巳 经发 生 了 巨
大 的 变 化 。 目前 车 身 设 计 从 设 计 草 图 生成 到 三 维 建 模 、修 改 、三 维 渲 染 ， 以及 车 身 曲面 质 量 评 价
李
和
Ｌｌ Ｈｅ
（ 襄樊学院 机械 与汽 车工程学院 。襄樊 ４ １５ ） ４ ０ ３ 摘 要 ：本 文探 讨 了Ｃ Ｓ 术在 车身 曲面 设计中 的应 用 ，车身曲 面重建 思想 ，以 及车身 曲面重 建技 Ａ 技 术。对基 于车身二维信 息进行 车身曲面 三维 数模重建 的方法进行 了讨论 ，即根 据二维的车身
然 很 广 泛 ，以 前 的 车 身设 计 使 用 的就 是 二 维 设 计 图 纸 ， 为 了提 高 车 身 设 计 进 度 ，缩 短 设 计 周期 ，
１ ＣＳ Ａ 技术在车身曲面设计中的应用
在 新 车 设 计 和 换 型 设 计 中 ，底 盘 和 发 动 机 等 可 加 以 改进 ，而 车 身 须 重 新 设 计 。 汽 车 产 品的 更 新 很 大 程 度 上 取 决 于 车 身 设 计 ，可 以 说 整 车 生 产
能 力 的 发 展 取 决 于 车 身 的生 产 能 力 ，因 此 世 界 各
新 型 车 的车 身 的 设 计 或 者 换 型设 计 可 在 以 前 的 设
计 资料 图纸 做 修 改 ，也 可基 于二 维 图形 重 建 三 维 形 体 ，如 基 于原 有 车身 产 品 图片 资料 和 工程 图纸 ，
意图 ，且 能 更好 的展 示车身 的外 部造 型 和效果 ，便
于 使生 产商 快
建 模技 术可 缩短 车身 的开 发周期 时 间 ，适 应车 身个 性 化设计 需 求 ，便 于开 展后期 的产 品并 行设 计 。
的使 用 ，但 二 维 工 程 图 纸在 工程 设 计 领 域 应 用 仍