• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    3D打印中STL模型常見的錯(cuò)誤及修復(fù)方法

    2017-04-12 03:59:05李倩兮
    關(guān)鍵詞:面片孔洞頂點(diǎn)

    李倩兮

    摘要:3D打印技術(shù)是信息技術(shù)與機(jī)械工程、材料科學(xué)相結(jié)合的一項(xiàng)熱門新技術(shù),已輻射滲透到當(dāng)今的各個(gè)領(lǐng)域。在 3D 打印技術(shù)的整個(gè)過程里面,建模起著主導(dǎo)作用,可以繪制3D 圖形的軟件有很多,關(guān)鍵要看是否能輸出或者轉(zhuǎn)換成STL 格式的文件。本文主要介紹STL文件的幾種常見錯(cuò)誤和修復(fù)方法。

    關(guān)鍵詞:3D打?。?建模; STL文件;修復(fù)

    TP391.41;TP391.73

    引言:

    STL(Stereo Lithography)文件是CAD系統(tǒng)和3D打印系統(tǒng)之間常用的數(shù)據(jù)交換文件。CAD實(shí)體模型一般是由多張曲面片剪切拼接組合而成,由于操作的不精確性,造型生成的CAD實(shí)體可能存在一些缺陷,這會(huì)影響后續(xù)的三角化過程,生成不正確的STL文件。而對(duì)于正確的CAD實(shí)體模型,由于系統(tǒng)精度差異和大曲率曲面三角化算法的不合理,也可能使生成的STL文件產(chǎn)生缺陷,使得STL文件無法進(jìn)行進(jìn)一步的切片處理,從而不能生成3D打印過程需要的路徑文件[1]。為了保證正確的分層切片,一般要在切片處理之前對(duì)STL文件進(jìn)行缺陷的檢測(cè)和修復(fù)。

    一、轉(zhuǎn)換成STL模型后常見的錯(cuò)誤類型

    在CAD模型轉(zhuǎn)換成STL模型的過程中可能會(huì)出現(xiàn)很多錯(cuò)誤,直接影響到后續(xù)的切片和數(shù)據(jù)處理工作,所以需要對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行錯(cuò)誤檢查,深究其原因并針對(duì)性的修復(fù)。

    1。逆向法向量。也就是三角形面片三條邊的轉(zhuǎn)向發(fā)生逆轉(zhuǎn),即違反了STL文件的右手規(guī)則。產(chǎn)生的原因主要是在生成STL文件時(shí),三角形面片的頂點(diǎn)記錄順序錯(cuò)誤。

    2??锥???锥词荢TL文件中最常見的錯(cuò)誤,它是因丟失三角形面片而造成的,特別是一些大曲率曲面組成的模型在進(jìn)行三角化處理時(shí),如果拼接該模型的三角形非常小或者數(shù)目非常多,就很容易丟失小三角形,導(dǎo)致孔洞錯(cuò)誤。

    3。裂縫。裂縫主要是在轉(zhuǎn)換中數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或取舍的誤差而導(dǎo)致的,孔洞和裂縫都是違反了STL文件的充滿規(guī)則。

    4。面片重疊。在三維空間中,三角網(wǎng)格模型中頂點(diǎn)的數(shù)值是以浮點(diǎn)數(shù)表示的。由于軟件的轉(zhuǎn)換精度太低,三角化算法中需要四舍五入對(duì)頂點(diǎn)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整而產(chǎn)生誤差,導(dǎo)致頂點(diǎn)的漂移。

    5。多邊共線。3個(gè)以上的邊共線,并且每一條邊只有一個(gè)鄰接三角形。這是一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)錯(cuò)誤,是由于不合理的三角化算法造成的。

    二、STL模型常見錯(cuò)誤的修復(fù)方法

    1.錯(cuò)誤檢查方法

    要修復(fù)STL文件,首先要檢查出STL文件的錯(cuò)誤,確定錯(cuò)誤的類型、分布和數(shù)量。STL文件是三角形面片的無序集合,沒有反應(yīng)三角形之間的關(guān)系,所以必須在這群無序的三角形面片中建立其鄰接關(guān)系,即拓?fù)湫畔?,拓?fù)潢P(guān)系不僅可以用于檢測(cè)修復(fù)錯(cuò)誤,也可用于后續(xù)的處理。拓?fù)湫畔⒌慕⑹菫榱藵M足三個(gè)條件:對(duì)任意一個(gè)三角形面片,都可以查找到其相鄰的三角形面片;對(duì)任意一條邊,都可以找出包含它的相鄰三角形面片;對(duì)任意一個(gè)頂點(diǎn),都可以找出所有共用這個(gè)頂點(diǎn)的三角形面片。

    根據(jù)建立的拓?fù)潢P(guān)系,即可對(duì)STL文件中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查,首先可以檢查出逆向法向量的錯(cuò)誤。而孔洞、裂縫、不共頂點(diǎn)的錯(cuò)誤都是由于出錯(cuò)位置上的邊被一個(gè)三角形面片引用。因此以邊的檢查作為模型錯(cuò)誤檢查的基礎(chǔ),正確的邊是應(yīng)當(dāng)滿足條件:該邊有且僅有兩個(gè)相鄰面片,并且在這兩個(gè)面片中該邊所對(duì)應(yīng)的方向相反。該邊有且僅有兩個(gè)相鄰面片,并且在這兩個(gè)面片中該邊所對(duì)應(yīng)的方向相反。檢查逆向法向量錯(cuò)誤的方法:根據(jù)三角形面片的三個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算出法向量N,,將結(jié)果與文件中的法向量N對(duì)比,若N與N,,的夾角大于90。,則記錄為錯(cuò)誤。檢查錯(cuò)誤邊的方法:依次取出模型的每一條邊,獲得這兩個(gè)頂點(diǎn)各自的鄰接的集合,找到這兩個(gè)面集合中的相同的面片。如果相同的面片的數(shù)目不等于2;或該邊在這兩個(gè)面片中的順序相同;如果該邊為錯(cuò)誤邊,則其所有的相鄰三角形面片錯(cuò)誤,同時(shí),該邊的兩個(gè)頂點(diǎn)也錯(cuò)誤。

    2。錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的修復(fù)步驟

    其一,建立描述錯(cuò)誤的圖。該圖應(yīng)由多個(gè)錯(cuò)誤連通區(qū)域組成,每個(gè)區(qū)域包括錯(cuò)誤的三角形面片、錯(cuò)誤的邊以及錯(cuò)誤的頂點(diǎn),每個(gè)連通區(qū)域是相互獨(dú)立的。在每一個(gè)連通區(qū)域里,錯(cuò)誤頂點(diǎn)都可以通過錯(cuò)誤邊遍歷到該區(qū)域的任意一個(gè)其他頂點(diǎn)。建立連通錯(cuò)誤區(qū)的方法為:從某一條錯(cuò)誤邊開始,獲取該邊的兩個(gè)頂點(diǎn),然后再通過這兩個(gè)頂點(diǎn)找到相應(yīng)的錯(cuò)誤邊,并加入到連通區(qū)域重新獲取新的錯(cuò)誤頂點(diǎn),直至沒有新的錯(cuò)誤頂點(diǎn),重復(fù)以上步驟直至遍歷完全部錯(cuò)誤邊。

    其二,合并頂點(diǎn)。一是要遍歷所有連通錯(cuò)誤區(qū)域,在每一個(gè)連通錯(cuò)誤區(qū)域遍歷所有錯(cuò)誤頂點(diǎn);二是計(jì)算該頂點(diǎn)到其它頂點(diǎn)的距離,若該距離小于應(yīng)合并頂點(diǎn)的距離,加入臨時(shí)頂點(diǎn)鏈表;三是合并臨時(shí)頂點(diǎn)鏈表中不屬于同一條邊的頂點(diǎn);四是合并頂點(diǎn)的相鄰關(guān)系;五是重復(fù)步驟一到四,直至遍歷結(jié)束。

    其三,修復(fù)孔洞。在孔洞中構(gòu)造三角形,順序遍歷孔洞的環(huán),每三條邊構(gòu)建成為一個(gè)三角形面片,然后在起始頂點(diǎn)和第三條邊的末頂點(diǎn)增加一條新邊,以此形成一個(gè)新的三角面片,同時(shí)在錯(cuò)誤連通區(qū)刪除己修復(fù)的錯(cuò)誤頂點(diǎn)和錯(cuò)誤邊,繼續(xù)遍歷孔洞的環(huán),重復(fù)修復(fù)過程直至沒有大于3的多邊形。

    其四,修復(fù)裂縫。修復(fù)裂縫可以通過合并頂點(diǎn)和修復(fù)孔洞的結(jié)合來完成。

    最后,修復(fù)其他錯(cuò)誤。以上步驟只能修復(fù)STL文件常見的錯(cuò)誤,對(duì)于其他未知和不易識(shí)別的錯(cuò)誤,可以借助工具或手動(dòng)添加的方法來修復(fù)。

    3.修復(fù)工具

    很多工具可以用于STL文件的檢查,如Materialise公司的Magics、Netfabb、3DSystem公司的Rapidform XOM。其中,Netfabb是一款專門用于編輯、修復(fù)和分析3D打印模型數(shù)據(jù)的工具,其主界面的右下角顯示了3D模型的基本信息,包括Length(長(zhǎng))、Width(寬)、Height(高)、Volume(體積)、Area(總面積)和Triangles(三角面片數(shù)目)。該工具還可以對(duì)3D模型進(jìn)行Move(平移)、Rotate(旋轉(zhuǎn))、Scale(縮放)、Analyze(分析)、Heal(修復(fù))、Measuring(測(cè)量)等操作。若在模型的右下角出現(xiàn)“!”圖標(biāo),則表示模型出錯(cuò)。

    通過“分析”工具可以檢查模型中的錯(cuò)誤。首先確認(rèn)具體的錯(cuò)誤情況,被標(biāo)志成紅色的區(qū)域是該軟件認(rèn)為這里是法線指向錯(cuò)誤,這會(huì)讓3D打印機(jī)無法識(shí)別是模型內(nèi)部還是外部。點(diǎn)擊“修復(fù)”(紅十字)按鈕,可以看到當(dāng)前模型的錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)信息,一般正確的可直接用于切片的STL模型應(yīng)滿足:零孔洞、零邊緣邊、零無效方向,如果是簡(jiǎn)單模型,殼的數(shù)目一般為l。對(duì)于錯(cuò)誤較多的模型可以采用“Automaticrepair(自動(dòng)修復(fù))”的功能,修復(fù)之后會(huì)顯示修復(fù)后的統(tǒng)計(jì)信息。

    小結(jié):本文從錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的檢查方法、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的修復(fù)步驟及修復(fù)工具等三方面對(duì)模型缺陷進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)。以期能較高效率的查找和修復(fù)STL文件的缺陷,提高3D打印過程中模型的成型質(zhì)量。

    參考文獻(xiàn):

    [1]、鄭少京,呂志強(qiáng).主導(dǎo) 3D 打印技術(shù)的關(guān)鍵 -3D 建模[J].科技教育,2015(07)

    猜你喜歡
    面片孔洞頂點(diǎn)
    過非等腰銳角三角形頂點(diǎn)和垂心的圓的性質(zhì)及應(yīng)用(下)
    一種面向孔洞修復(fù)的三角網(wǎng)格復(fù)雜孔洞分割方法
    初次來壓期間不同頂板對(duì)工作面片幫影響研究
    孔洞加工工藝的概述及鑒定要點(diǎn)簡(jiǎn)析
    收藏界(2019年3期)2019-10-10 03:16:22
    關(guān)于頂點(diǎn)染色的一個(gè)猜想
    玻璃漿料鍵合中的孔洞抑制和微復(fù)合調(diào)控
    甜面片里的人生
    幸福家庭(2016年3期)2016-04-05 03:47:08
    青海尕面片
    老伴逼我搟面片
    沖擊加載下孔洞形成微射流的最大侵徹深度
    沂源县| 溆浦县| 武功县| 锡林浩特市| 新邵县| 邵武市| 嘉禾县| 邢台市| 伽师县| 兴义市| 梓潼县| 会东县| 霞浦县| 西安市| 仁化县| 东光县| 哈尔滨市| 安庆市| 黄梅县| 康平县| 忻州市| 吉首市| 扎囊县| 丰都县| 敖汉旗| 德昌县| 石景山区| 鹰潭市| 申扎县| 彭水| 柘荣县| 鹿泉市| 类乌齐县| 九江市| 通化县| 江永县| 名山县| 无极县| 婺源县| 苏尼特左旗| 长寿区|