什么是逆向设计？逆向设计的作用及流程详解

如上文所提，我们已经获取了实物样件的数字模型（STL、OBJ等格式），为什么还需要逆向设计？这个数字模型不可以直接使用或者直接转换成三维CAD模型？

这就需要从STL数据的底层数据格式来表述了。我们获取的STL犹如一座沙雕，由一粒粒单独的沙子构成。因此会有以下问题：

1、数据修改困难，尤其是调整工业零件的倒角、拔模角等简单操作，对比更明显。

如果我们有一个人像沙雕模型，要改变手的摆放位置，就需要一点点移动手部的每一粒沙子。这是一个相当费力的事情，尤其是如果需要改的细节比较多的时候。

逆向设计过程就是对数据的标准化定义：比如球体就只需要球心加半径，如果要移动或更改尺寸就会变得很简单。

2、数据表面粗糙，因为数据是由一个个点构成的，所以数据表面不平滑（物体本身也可能是粗糙，会放大粗糙程度）。但一些工业零件等需要平滑的表面（装配要求、设计要求），如果直接对数据处理，难度也较大。

利用逆向设计，可以直接用一些平滑的曲面代替。

综上所述，以下产品基本都需逆向设计：

工业件等；对尺寸有较严格要求（扫描数据存在误差，需要调整）；需要光滑的表面（外壳件等由简单曲面构成）；需要倒角、拔模等实体编辑操作。

如上图所示，一般有四种逆向设计流程，每种方式皆有各自特点，下面简单介绍一下。

方式1：

这种方式的适用范围最广，基本所有建模软件都可以使用这种方式来逆向。但缺点也比较明显。

1、需要借助第三方软件获取截面曲线（有些软件也自带该功能）；

2、对于结构复杂物体，要多次提取截面线，否则无法获取关于形状的关键曲线；

3、冗余的非必要曲线可能也会被同时获取到，干扰到形状判断。

方式2：

此种方式，并不是所有建模软件均有该功能。此方式类似方式1，但可以直接根据网格数据绘制出关键曲线，基本避免了方式1的主要缺点。

但带来的问题是，每次要处理的数据量，比导入曲线要大。如果数据过大，软件无法处理，甚至崩溃。

方式3：

该方式省略了构建曲线的功能，直接提取曲面，是目前逆向设计发展方向。主要问题和方式2相同。

方式4：

这是一种偏自动化的建模方式，操作简单，基本不需要任何建模步骤。但相对前面几种模式，缺点也比较明显。

由于曲面化过程中不判断曲面类型，即使该曲面为平面或球面等，也无法自动判断；且不同类型曲面间没有分割，导致后期修改半径等简单值时，操作也较复杂。

此建模方式，适合一些包装设计等；不需要精确调整尺寸；数据本身不需要过多修改等。