由于STL模型仅仅记录了物体表面的几何位置信息,没有任何表达几何体之间关系的拓扑信息,所以在重建实体模型中凭借位置信息重建拓扑信息是十分关键的步骤。另一方面,实际应用中的产品零件(结构件)大多数是由规则几何形体(如多面体、圆柱、过渡圆弧)经过拓扑运算得到,因此对于结构件模型的重构来讲拓扑关系重建显得尤为重要。实际上,目前CAD/CAM系统中常用的B-rep模型即是基于这种边界表示的基本几何体素布尔运算表达的。
因此STL模型重建的过程如下:先重建STL模型的三角形拓扑关系;其次从整体模型中分解出基本几何体素;重建规则几何体素;然后建立这些几何体素之间的拓扑关系;后重建整个模型。
目前常用的逆向软件有:ProE、UGNX、CATIA、Imageware、Geomagic Studio、CopyCAD、RapidForm等
1、引言
STL(Stereo lithographic)文件格式是美国3D SYSTEMS公司提出的三维实体造型系统的一个接口标准,其接口格式规范。采用三角形面片离散地近似表示三维模型,目前已被工业界认为是快速成形(rapid prototypi ng)领域的标准描述文件格式。在逆向工程、有限元分析、医学成像系统、文物保护等方面有广泛的应用。
STL文件的zui大特点也是其主要问题是,它是由一系列的三角形面片无序排列组合在一起的,没有反映三角形面片之间的拓扑关系。
2、STL文件格式的结构
STL文件是一种用许多空间小三角形面片逼近三维实体表面的数据模型,STL模型的数据通过给出组成三角形法向量的3个分量(用于确定三角面片的正反方向)及三角形的3个顶点坐标来实现,一个完整的STL文件记载了组成实体模型的所有三角形面片的法向量数据和顶点坐标数据信息。目前的STL文件格式包括二进制文件(BINARY)和文本文件(ASCII)两种。
2.1 STL的二进制格式
二进制STL文件用固定的字节数来给出三角面片的几何信息。文件起始的80个字节是文件头,用于存贮零件名;紧接着用4个字节的整数来描述模型的三角面片个数,后面逐个给出每个三角面片的几何信息。每个三角面片占用固定的50个字节,依次是3个4字节浮点数(角面片的法矢量),3个4字节浮点数(1个顶点的坐标),3个4字节浮点数(2个顶点的坐标),3个4字节浮点数(3个顶点的坐标),后2个字节用来描述三角面片的属性信息。一个完整二进制STL文件的大小为三角形面片数乘以50再加上84个字节,总共1 34个字节。