逆向工程就是通過對某種產(chǎn)品的結構、功能、運作進行分析、分解、研究后，制作出功能相近，但又不完全一樣的產(chǎn)品過程。隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，逆向工程（ReverseEngineering），就是在現(xiàn)代產(chǎn)品設計制造理念的引導下，以現(xiàn)代設計理論、方法、技術為基礎，運用專業(yè)人員的工程設計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思想，根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構造產(chǎn)品或零件的工程設計模型通過：計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程（CAE）或其他軟件，構筑3D虛擬模型的重新設計方法。其主要任務是將原始物理模型轉化為工程設計概念或產(chǎn)品數(shù)字化模型。

一、數(shù)字化技術和建模技術需要應用的逆向工程軟件

在逆向工程實施的過程中，包含了兩項關鍵的技術：數(shù)據(jù)采集與處理（數(shù)字化技術）和曲面構造（建模技術）。

數(shù)字化技術和建模技術需要應用逆向工程軟件，逆向工程軟件品牌包括Surface（Imageware）、ICEM、CopyCAD、Alias等，這里主要介紹Alias。

Alias是一個同時具備Nurbs曲面和Bezier曲面建模功能的軟件。Nurbs曲面用于快速建模，而Bezier曲面主要用于高質量精準的曲面建模，它是A級曲面的基礎，其通過點逼近的方法，獲得B樣條插值的曲面數(shù)學表達式。Alias的造型原理就是根據(jù)這種數(shù)學表達式來描述空間曲面。

基于上述曲面造型原理，Alias具備豐富的曲面造型方法，如路徑掃描、旋轉成型、四邊面成型、填充成型、網(wǎng)格成型等。其中，有3個重要的造型方法使它能將曲面性和造型自由靈活度有效地結合在一起。面造型方法，如路徑掃描、旋轉成型、四邊面成型、填充成型、網(wǎng)格成型等。其中，有3個重要的造型方法使它能將曲面性和造型自由靈活度有效地結合在一起。

二、Alias軟件的逆向造型流程與點云處理

Alias逆向造型過程實際上是使用軟件所提供的各項工具，按照逆向建模的一般流程，即掃描數(shù)據(jù)-線-曲面進行的。同時，Alias又是一個A級曲面建模工具，因此，建模策略、曲面結構分析和逆向流程是緊密在一起的。下文將結合兒童汽車安全座椅的局部復雜曲面造型實例，闡述Alias逆向造型具體流程和方法。

逆向造型前處理工作主要包括點云的輸入和處理，如點云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、網(wǎng)格缺陷和漏洞的修補。在實際的逆向造型設計過程中，有下列2個重要的問題要經(jīng)常面對。

（一）逆向數(shù)據(jù)的失真

數(shù)據(jù)的失真除了因掃描儀器精度的差異外，還會受模型本身的影響。如油泥模型數(shù)據(jù)常會因模型在手工制作過程中精度難以保而出現(xiàn)失真。更常見的問題是，在制作對稱類型的產(chǎn)品時，手工難以對稱。Alias的點云前處理包括了豐富的網(wǎng)格修改、融合、裁剪、對稱的工具，可以很好地解決這一問題。

（二）逆向造型設計的過程中，設計師和會對現(xiàn)有逆向數(shù)據(jù)做出修改以形成新的設計方案

由于受產(chǎn)品開發(fā)時間和周期的影響，不太可能重新制作模型以獲得逆向數(shù)據(jù)。為解決這一問題，Alias提供hybridmodeling（混合建模）功能，用戶以網(wǎng)格曲面為基礎，去掉需要修改的部分，構建修改后的曲面，然后將曲面轉化為網(wǎng)格，并和已有的網(wǎng)格數(shù)據(jù)融合，就可以獲得新的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，這種方法使得單純的逆向復制和創(chuàng)新設計結合起來，極大地提高了設計效率。

三、結語

以上結合逆向工程工作流程：數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)的處理、曲面的劃分與重構、重建CAD模型的檢驗與修正，簡要論述了逆向工程技術的基本概念及要點，列舉了部分的逆向工程設備和軟件的應用。鑒于逆向工程是一門較新的高技術，無論是測量設備，還是應用軟件都還存在一些不很完善的方面，能夠熟練掌握、應用這門技術的技術人員還不是很多，希望本文的論述對逆向工程技術的普及有所幫助。可以預見到逆向工程技術在我國將會有巨大的發(fā)展前景。