專利名稱：虛擬油泥造型方法
技術領域：
本發明涉及一種虛擬油泥造型方法，特別是汽車虛擬油泥造型方法。
背景技術：
汽車車形設計方法可分為油泥模型制作方法和計算機輔助式樣設計方法(ComputerAided Styling以下簡稱CAS)。
油泥模型制作方法是由專業造型人員根據二維設計草圖構造出三維的汽車模型，造型人員使用油泥刮刀、刮片、測量儀器、模板、金屬膜等工具構造出立體的汽車油泥模型，通過三維數控測量并經數據處理生成汽車三維數字模型，供后續的計算、仿真等使用。傳統的汽車油泥模型制作過程周期長、費用高，獲得的三維實體油泥模型只能通過數控測量進入后續的產品設計過程，形成了產品開發過程中的信息流斷點。
CAS主要功能基于樣條曲面造型和圖形顯示技術。其產品外形通過曲面和曲線的特征控制頂點控制，設計人員通過調整曲線、曲面的特征控制頂點進行三維汽車模型設計。其主要缺點是隨著造型過程的進行，曲面模型表示形式越來越復雜，而且操作工具為鼠標、鍵盤、菜單，通過曲線、曲面特征控制頂點控制模型形狀，操作復雜、操作人員必須具備一定的數學基礎知識。
發明內容
為了克服現有技術曲面模型表示形式復雜，操作復雜的不足，本發明提供一種虛擬油泥造型方法，通過操作虛擬油泥刮刀、刮片、模板等工具在計算機虛擬環境中完成汽車車形的建模過程。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種虛擬油泥造型方法，其特征在于下述方法步驟1)在系統初始化階段，根據汽車概念模型確定設計空間大小，通過比例變換確定相應虛擬空間大小，并建立初始虛擬油泥模型；2)利用造型工具編輯器設計各種虛擬油泥操作工具，生成虛擬油泥操作工具庫；3)根據該汽車二維設計草圖設計相應比例的檢測模板；4)利用各種虛擬操作工具對虛擬油泥模型進行刮、削、掃等操作，初步完成汽車外形設計；5)將步驟3)中的檢測模板在虛擬空間定位，由檢測模板檢驗汽車虛擬油泥模型，根據需要修改虛擬油泥模型；6)利用High-Light功能進行汽車虛擬油泥模型表面分析，如果虛擬油泥模型不符合設計要求，重復修改虛擬油泥模型，直至符合設計要求為止；7)輸出汽車虛擬油泥模型表面模型。
本發明相比現有技術的優點在于，由于采用壓縮形式的體素模型表示汽車虛擬油泥模型，各個體素之間屬離散關系，數據結構簡單，建模過程中虛擬油泥模型表示復雜度不變；在虛擬油泥造型方法中，利用虛擬油泥刮刀、刮片、模板等工具對模型進行操作，操作、學習簡單，對操作人員的數學功底要求不高。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
附圖是本發明實施例的流程圖具體實施方式
以某型汽車車身虛擬油泥造型為例說明本發明。
該型汽車車身虛擬油泥造型在虛擬油泥造型系統中完成。系統由C++語言編寫，并使用OpenGL、Inventor圖形功能，用戶界面由Viewkit生成。該系統安裝于SGI Onxy系統，使用三維鼠標進行操作，系統流程圖如附圖所示。
本實施例中原始虛擬油泥模型為600mm*300mm*300mm的立方體，某型汽車車身虛擬油泥造型過程如下1、原始虛擬油泥模型建模在系統初始化階段根據汽車概念模型確定設計空間為6000mm*3000mm*3000mm，通過比例變換確定虛擬設計空間為600mm*300mm*300mm，并建立初始虛擬油泥模型，其大小為600mm*300mm*300mm；2、虛擬油泥操作工具設計根據該汽車二維設計草圖，利用造型工具編輯器設計各種虛擬油泥操作工具，如各種虛擬油泥刮刀、刮片等，生成虛擬油泥操作工具庫ToolLib；3、檢測用虛擬二維模板設計根據該汽車二維設計草圖設計相應比例的模板，供外形檢測使用；4、汽車虛擬油泥模型建模利用各種操作工具對虛擬油泥模型進行刮、削、掃等操作，初步完成汽車外形設計；5、外形檢測根據汽車二維設計草圖相關參數確定檢測模板在虛擬空間的位置，并將外形檢測模板定位，由檢測模板檢驗汽車虛擬油泥模型如果虛擬油泥模型不符合設計要求，重復修改虛擬油泥模型，直至符合設計要求為止；6、計算機輔助形狀分析利用High-Light功能進行汽車虛擬油泥模型表面分析，并對汽車虛擬油泥模型進行表面優化造型；7、快速原型模型生成輸出STL數據，利用快速原型技術生成小比例汽車模型，材料為聚碳酸酯；輸出汽車虛擬油泥模型表面三角網格模型，供仿真、計算使用。
權利要求
1.一種虛擬油泥造型方法，其特征在于下述方法步驟1)在系統初始化階段，根據汽車概念模型確定設計空間大小，通過比例變換確定相應虛擬空間大小，并建立初始虛擬油泥模型；2)利用造型工具編輯器設計各種虛擬油泥操作工具，生成虛擬油泥操作工具庫；3)根據該汽車二維設計草圖設計相應比例的檢測模板；4)利用各種虛擬操作工具對虛擬油泥模型進行刮、削、掃等操作，初步完成汽車外形設計；5)將步驟3)中的檢測模板在虛擬空間定位，由檢測模板檢驗汽車虛擬油泥模型，根據需要修改虛擬油泥模型；6)利用High-Light功能進行汽車虛擬油泥模型表面分析，如果虛擬油泥模型不符合設計要求，重復修改虛擬油泥模型，直至符合設計要求為止；7)輸出汽車虛擬油泥模型表面模型。
全文摘要
本發明公開了一種虛擬油泥造型方法，主要應用于汽車虛擬油泥建模過程。本發明利用壓縮形式的體素模型表示汽車虛擬油泥模型，利用虛擬刮刀、刮片、模板等工具對虛擬油泥模型進行操作，建模過程與真正的汽車油泥建模相一致。并應用計算機輔助形狀分析技術進行虛擬油泥模型表面分析，保證建模質量；和傳統的汽車油泥建模過程相比，該方法省去傳統汽車油泥建模中的實物模型制作及數控測量過程，汽車虛擬油泥模型可直接進入后續的汽車設計過程，供仿真和計算使用，克服了傳統汽車車型開發過程中的信息流斷點，開發過程費用低、周期短；和目前的CAS系統相比，該方法操作、學習簡單，充分支持設計師的造型能力和創意設計能力的發揮。
文檔編號B29C67/00GK1940997SQ200510118989
公開日2007年4月4日 申請日期2005年11月15日 優先權日2005年11月15日
發明者侯增選, 克勞舍 申請人:西北工業大學