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Arbigtec 3D CAD

企業(yè)應(yīng)用網(wǎng)格模型時(shí)常面臨兩大核心需求：一是跨企業(yè)協(xié)作中，為保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)需隱藏模型核心數(shù)據(jù)，僅對(duì)外展示外觀；二是營(yíng)銷部門制作素材時(shí)，完整網(wǎng)格模型會(huì)大幅增加視頻制作的時(shí)間與空間成本，需剔除內(nèi)部結(jié)構(gòu)、保留外觀。

本文將結(jié)合 「CAD 網(wǎng)格模型輕量化處理」實(shí)例，介紹安寶特 3DE CAD 轉(zhuǎn)換軟件的網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化模塊 ，該模塊核心功能為 “重網(wǎng)格化”，核心原理是通過不同的方式減少網(wǎng)格模型的三角面片的數(shù)量。

01 重網(wǎng)格化功能

Arbigtec

針對(duì)模型簡(jiǎn)化問題，實(shí)體模型可以通過**「一鍵簡(jiǎn)化」以及「表面收縮」功能**進(jìn)行簡(jiǎn)化。

對(duì)于CAD網(wǎng)格模型，安寶特3DE軟件開發(fā)了專門 針對(duì)網(wǎng)格模型****的簡(jiǎn)化功能 ， 「重網(wǎng)格化」 。

圖｜重網(wǎng)格化功能

在 CAD 設(shè)計(jì)與應(yīng)用中， 網(wǎng)格模型 （一種常見的三維模型類型，本質(zhì)是用大量細(xì)小的 “三角形面片” 像拼積木一樣組合而成，能呈現(xiàn)模型的外觀形態(tài)）是很多場(chǎng)景的常用載體 —— 小到零件展示，大到 3D 打印、營(yíng)銷素材制作，都離不開網(wǎng)格模型。

不過，這類模型的 “三角面片” 數(shù)量往往非常多 （如示例中原始網(wǎng)格模型的三角面片數(shù)就達(dá) 673166 個(gè)），當(dāng)面片數(shù)量過多時(shí)，不僅會(huì) 增加文件體積 ，還可能 影響后續(xù)協(xié)作或素材制作效率 ，這也正是需要對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化的核心原因。

圖｜設(shè)置簡(jiǎn)化所需參數(shù)

針對(duì)這個(gè)原理，安寶特3DE開發(fā)了不同的簡(jiǎn)化方式提供選擇：

基于sag簡(jiǎn)化

通過設(shè)定 “最大 sag 值” （簡(jiǎn)化后面片與原模型表面的最大允許偏差）控制擬合精度，sag 值越大偏差允許范圍越廣、面片減少越多，反之精度越高、面片保留越完整。

像給模型 “畫輪廓”，能接受外觀稍作簡(jiǎn)化就把 sag 值設(shè)大（快速 “瘦身”），需精準(zhǔn)還原就設(shè)?。ūＷC精度），適合平衡精度與文件大小的跨部門協(xié)作場(chǎng)景。

圖｜基于sag進(jìn)行簡(jiǎn)化

按目標(biāo)數(shù)量簡(jiǎn)化

直接 設(shè)定簡(jiǎn)化后需保留的三角面片目標(biāo)數(shù)量 ，軟件自動(dòng)刪除多余面片并優(yōu)先保留模型關(guān)鍵外觀特征，確保形態(tài)一致性。

圖｜按目標(biāo)數(shù)量進(jìn)行簡(jiǎn)化

Marching cube算法

基于體素（三維空間的最小單位）的表面重建算法，通過 計(jì)算體素與模型表面的相交關(guān)系生成平滑網(wǎng)格 ，修復(fù)凹凸不平并減少冗余面片。

像給模型 “磨皮拋光”，能撫平 3D 掃描等帶來的表面瑕疵，同時(shí)刪掉沒用的 “小面片”，讓模型又光滑又輕便，適合 3D 打印預(yù)處理、高精度營(yíng)銷展示場(chǎng)景

圖｜通過Marching cube算法進(jìn)行簡(jiǎn)化

運(yùn)行上述操作之后， 網(wǎng)格模型****三角面片的數(shù)量會(huì)明顯減少 ，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化目標(biāo)。

以Marching Cube算法簡(jiǎn)化為例：簡(jiǎn)化后， 待處理的三角形數(shù)量從 673166 大幅減少至 8596 ，在保留模型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征的前提下，極大精簡(jiǎn)了網(wǎng)格數(shù)據(jù)，顯著提升模型后續(xù)處理的效率與便利性。

圖｜網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比

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審核編輯 黃宇