一、概述

    随着科学技术的突飞猛进，人类有史以来第一次用上了辅助脑力劳动的工具——计算机，在其迅速扩大的应用中，计算机不单纯是一种高效的运算工具，而且已经成为人们进行产品设计的得力助手。在产品的造型设计领域，特别是逆向设计的模型重建方面，已经有比较多的CAD/CAM软件出现，如Solidworks、I-deas、GRADE、Pro-ENGINEER、UG、STRIM100等等。由法国达索（Dassault Systemes）公司推出的CATIA软件也是其中重要的一种，其功能覆盖了产品设计的各个方面：CAD、CAE、CAM等，广泛应用于航天航空、汽车、造船以及电子产品等领域。下面着重研究的是此软件在产品造型的逆向设计中，对测量得到的点云数据的处理过程——怎样由离散的空间点数据通过一系列的计算过程设计得到产品的外形模型。

二、CATIA点云处理方法

    在工业制造领域，CATIA软件是航空航天工业上市场占有率最高的CAD/CAM软件，现在也广泛应用于其他产业的产品设计制造过程中。针对本文的造型设计，则主要是应用了其中的数字曲面编辑器（Digitized Shape Editor）和自由造型（Freestyle）两个单元的功能。

    1．数字曲面编辑器

    此单元可以处理由测量仪器所取得的实体三维点数据（即点云数据），具有加载、编辑、重置点云、点云运算、绘制交线和曲线以及铺面和点云分析的功能，基本可以满足对点云的前期处理要求。

    具体的步骤和过程是：首先将点云数据加载到编辑器，利用重置和运算功能对点云数据依据对准球（测量点云数据时预设的基准点）进行拼接，将单个的点云数据合并成一个整体；然后利用此单元的删除和过滤功能，选取将要处理的点云部分，在不失真的前提下将庞大的点云数据选定范围和过滤，仅留下需要的部分数据点；随后，利用绘制交线和曲线的功能在处理后的点云数据上建立特征曲线网格，可以根据需要调整网格的划分方向和疏密程度，这里得到的特征曲线网格是建立拟合曲面的基础；铺面功能可以在点云数据上建立三角网格并依此铺设曲面，可以较为直观地了解结构的形状。