正向工程和逆向工程
第二章 ａ面工程的分類
在本文中將ａ面工程根據工作流程的不同分為正向和逆向兩大類，由於在比較大型的專案中逆向流程不可缺少，即使是以正向開始的專案最後還是會有逆向環節，同時在技術上逆向流程使用的技術同樣可以運用在正向流程中，所以本文主要的篇幅用來討論逆向流程。
１．１． 正向流程簡述
1．1．1．概述
所謂正向流程指的是以已知數位化邊界條件為依據，例如結構數模，效果圖等，直接在計算機中建構和完成ａ級曲面，其具體流程可以描述為下面的流程圖：
工程輸入
▼ 設計輸入
▼ ｃ面建構
▼ 設計評審
▼ 工程驗證
▼ ｃ面修改
▼ 設計評審
▼ 工程驗證
▼ ａ面建構
▼ 快速樣件
▼ 設計評審
▼ ａ面發布
▼ 設計凍結
1．1．2．正向流程的優勢與缺點
正向流程的優點是開發周期短，方案修改方便，開發成本低；缺點是風險具有不可預期性。
1．1．3．什麼專案適合採用正向流程
一種情況是當我們對最後的產品的效果比較有把握時，我們總是願意選擇正向流程。一種情況是我們需要做很多方向的嘗試，並且最終的表現形態是樣機，以此來試探市場的反應，比如概念車的開發，此時我們通常採用正向流程。還有一種情況是由於開發周期或者預算的限制使我們無法採用逆向流程時，那麼我們就選擇正向流程。
１．２． 逆向流程簡述
1．2．1．概述
以逆向流程進行的a面工程是整篇文章想要討論的核心內容，在本文中我們把以某乙個實際存在的模型作為建模依據和目的的工程稱為逆向工程，這個模型可以是某個實際的產品也可以是油泥模型和樣件。在本文中主要討論外表面的逆向工程，對於機械零件的逆向工程不作討論。逆向工程主要的目的有兩個，第一是盡可能的靠近模型，第二是完成的模型有盡可能高的曲面質量。
其具體流程可以描述為下面的流程圖：
點雲的輸入與處理
▼ 切斷麵線
▼ 構建基礎面
▼ 構建主要過渡曲面
▼ 構建過渡曲面
▼ 分件
▼ 曲面質量初步檢查
▼ 設計評審
▼ 工程驗證
▼ 修改
▼ 斷差，分縫，圓角
▼ 曲面質量檢查
▼ 資料評審
▼ a面發布
▼ 快速樣件驗證
▼ 評審
▼ 外表面資料凍結
1．2．2．逆向流程的優勢與缺點
逆向流程的優勢在於決策者能夠最真實直觀的看到產品最後的效果，從而將風險降到最低。逆向流程的缺點是開發周期相對較長，投入相對較大，在後期不容易作大的修改。
１．１．什麼專案適合採用逆向流程
一種情況是當我們希望生產的產品與某個既有產品幾乎完全一樣時，逆向流程是最佳的解決方案。例如某家汽車配件製造公司希望投產某一名車的前保險槓。
另一種情況是某些較複雜或者投入較大的產品，二唯的圖紙和計算機上虛擬的效果可能與真實的情況存在偏差，採用先製作油泥模型或者樣品以供決策，在決策確認開發繼續進行時，再將模型通過逆向工程轉化為資料模型作為開發繼續的基礎。例如在汽車開發中經常採用這一開發流程。
第三章逆向流程簡述
１．１．工作開始的必要條件
逆向流程ａ面工程開始的必要條件有以下三個主要方面：
第一是設計已經經過評審確認；
第二是工程已經完成基本檢查；
第三是模型掃瞄資料已經完成生成三角面，精簡和對位的工作。
a面工程部門需要對以上工作進行檢查和確認，在這些條件不具備的情況下如果開始進行a面的設計，那就需要有將來不斷反覆修改的準備，工作進度也將變的不可預期。
１．２．a面工程常用軟體
下面我來簡單的介紹一下我所知道的情況，由於各個大的廠家根據自己的產品特點採用了不同的ａ面標準和上下游環境的不同，於是採用不同的軟體來完成ａ面工程。例如大眾採用alias做設計，用icemsurf做a面，這幾乎可以代表歐洲各大著名汽車公司的模式，例如賓士、寶馬等等；而通用則直接用alias做設計和a面，義大利的一些設計公司也採用了這種模式；也有設計部門用ug公司的imageware做a面；catia的a面模組也被用來完成a面工程，在日本和南韓有些設計公司採用這一模式。以上只是我了解的比較常用的一些軟體，當然我相信還有許多是我不了解的，但是應該採用的流程和方法是大致相同的。
本文**的內容更加集中在ａ面工程的本身，並不侷限於某種軟體，在平時的工作中大家肯定會有自己最熟悉的軟體，那麼不要因為他有一兩個弱點就放棄，最熟悉的軟體往往能帶來最高的效率和最好的結果，要做的只是找到乙個通用的資料轉換平台，簡單的學幾招其他軟體的特長，取長補短就行了，在後面章節的介紹中我會和大家討論這些軟體的優勢和不足。
２、點雲的輸入與處理
２．１．點雲的輸入與檢查
比較通用的點雲格式是.stl格式，輸入後首先要對點雲資料進行檢查：
首先檢查生成的視覺化三角面與模型的誤差，細節特徵的損失程度是否在可接受範圍內
。 然後檢查資料是否已經經過合適的精簡，由於點雲資料將佔據比較大的資源，所以我們總是希望在保留必要的細節特徵的前提下將點雲精簡到最小。
最後確認資料是否已經對完位，根據特徵檢查資料的對稱情況。
２．２．點雲的處理
如果點雲資料太大，那麼我們可以根據需要將點雲分成幾個部分單獨存放在不同的層中，然後根據需要呼叫這些層，這樣可以減少機器的負擔。
３．切斷麵線
通常我們都會對點雲切出斷面線，最常用的切法是以ｘ，ｙ，ｚ平面根據產品的大小和特徵複雜情況按照一定的間距來切出一組斷面線，根據軟體的不同有些軟體是對點來切斷麵線，有些軟體是對三角面切斷麵線，效果有細微的不同，個人經驗對三角面切出的斷面線有更好的效果。有些軟體提供了更加自由的斷面線的切法，例如可以以一條曲線作為路徑來切斷麵線。
切斷麵線的作用是為了產生一組反映模型特徵的曲線，將我們建構的曲面按同樣的方式切出的斷面線與點雲上提取的斷面線比對就可以反映曲面與點雲的逼近程度。
４．構建基礎面
所有物體都可以看成是六面體的變形與加減，基礎面是指構成基本形體的大麵，其他特徵將堆積在這些基礎面上。
基礎面不太可能一次性準確到位，通常需要在後續的構建過程中進行調整，所以對構建基礎面的要求是快速和盡量完整，這與素描有點相似，我們總是完成大形才去深入細節，整體的工作進度要求均衡，如果在某個細節上扣的太細，那麼很可能在發現整體關係要調整時全部推翻以前的工作。
同時基礎面的質量又會影響到後續的面的質量，所以對於面的質量來說，基礎面有最高的質量要求，例如基礎面的連續性精度會影響構建其上的面的精度，並且這種誤差會被放大反映出來。所以無論在開始構建與後續的調整中，基礎面的質量都必須時刻得到保證，否則後續的工作都將只是嘗試性的，無法作為最後的資料發布。
５、構建主要過渡曲面
主要過渡曲面通常是指基礎面之間的過渡曲面，根據調整主要過渡曲面將可以基本上確定基礎面是否合適，同時主要過渡曲面又是後續過渡曲面的基礎。在主要過渡曲面的構建過程中我們需要完成大量的調整基礎面關係的工作，較高的連續性的要求也主要是在這個過程中，通常這個過程將佔據整個工作量的一半以上。
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