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2014年6月18日 星期三

[Rhino]如何將網格格式(.stl)進行鋪面,並輸出成曲面格式(.igs)?


這個有趣的玩意想必不陌生吧,將欲呈現的手勢往針盤一放,立即在針盤上呈現對應的三維手勢圖案。若將每根針位置和突出長度的資訊紀錄起來,當針盤重新歸零後,借由位置和突出長度的資訊,仍可呈現出相同的三維手勢圖案。(OS: 類比轉數位的簡易例子~~)

逆向工程(Reverse Engineering)也具有相似的意義,其藉由三維掃描儀器將一件物品的外形輪廓和尺寸進行數位化,使該物品得以用標準圖面來描述。換句話說,未來若要量產該物品,只要依據該標準圖面和對應機器設備來進行即可。其應用的層面可以是,一雙由老師傅手工縫製而成的鞋子,抑或者是一件由藝術家敲敲打打而成的金屬雕塑品,甚至是同業競爭對手的相關產品。

然而,除了借由三維掃描儀器取得數位化資訊之外,後續尚有圖面修整和後製工作需要進行。其中一項是三維掃描儀初始取得的圖面檔案為stl格式,該格式是以三角網格來描述,一般需進一步轉成表面或實體的igs圖面格式(俗稱為"鋪面"),才得以接續圖面修整和後製的工作。

3D建模軟體Rhino提供一款插件模組 RhinoResurf for Rhino,可協助進行stl和igs之間的鋪面工作,正版需要購買,但可以先下載試用版來試試,下載連結如下:
RhinoResurf plug-in 試用版下載

RhinoResurf for Rhino安裝步驟:
a.下載RhinoResurf試用版檔案後,直接以RhinoResurf.exe進行安裝,其安裝路徑預設為C:\program files\...
b.開啟Rhino後,在指令欄中輸入options,並選擇"plug-ins"中的"install",接著到剛剛預設的安裝路徑將RhinoResurf.rhp安裝至Rhino中,如圖一和圖二所示。
c.當Rhino的頂端功能列表出現RhinoResurf的選項,即表示安裝成功。

圖一

圖二

將網格(.stl)轉成表面(.igs)的步驟:
a.在Rhino中開啟stl檔案,並選擇頂端列的RhinoResurf的Single surface from mesh(亦或者直接在指令列輸入RsMesh2Surf),並依照指令列的顯示訊息圈選欲轉成表面的範圍,如圖三所示。

圖三

b.接著出現一個小型對話視窗,如圖四所示。其中在參數設定上,可以參考安裝後的Help指令說明。
c.因以馬鞍形狀為例子,所以在shape的算法選擇4cornerplane,經運算後,結果表面如圖五所示,可以明顯看到有個小凸點是原圖檔不存在的部分,如圖五紅框所示,建議可以在.igs檔案中進行修改。

圖四

圖五

d.利用Save as,即可將stl檔案輸出成.igs檔案,開啟igs的檔案如圖六所示。

圖六

將網格(.stl)轉成表面(.igs)的工作不是那麼容易,除了電腦配備的硬體要有一定程度的規格,不同的圖面形狀也需要搭配不同的參數和演算法,足夠的經驗值將可有效率地進行該工作。(OS: 這部分吃了不少虧~~)

延伸閱讀: 如何把mesh格式的曲面模型转化成nurbs

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