基于CSG方法的工程图三维形体重建

张 雪，赵德胜，李丽萍

（1.西安邮电大学 自动化学院，陕西 西安710121；2.西安邮电大学 理学院，陕西 西安710121）

计算机辅助设计技术已成为衡量制造业现代化水平的重要标志之一。工程图以二维视图表达三维形体，是工程技术人员相互交流的专业语言，广泛应用于机械、土木、化工等工程领域［1］。

利用计算机辅助设计和构造空间形体是建立产品三维数字模型的关键［2－3］。空间形体的三维模型具有完整的几何和拓扑信息，可方便提取成型特征，为下游的工艺分析、公差分析、有限元分析、干涉检查和数控编程等提供支持［4－5］。

基于二维视图的三维形体重建是计算机辅助设计与计算机图形学中一个重要的研究问题，目前现有的三维重建方法和策略，可以归纳为两类：（1）基于线框模型、表面模型和 B－rep（Boundary Representation也称边界表示法）模型的自底向上方法［6］；（2）基于构造实体几何（Constructive Solid Geometry，CSG）模型和特征模型的模型引导方法［6－7］。在基于CSG模型从工程图进行三维形体模型重建时，由于工程图中存在人为误差、各形体之间产生交线等各种因素的影响，在对视图特征进行匹配时，同一个基本形体的投影特征有时不能完全符合工程图的“长对正，高平齐，宽相等”基本规则［1］，即有不完全匹配的现象；另外，不同的基本形体的几个视图中经常存在一个或两个投影完全相同的情况，即重影现象。因此本文以从工程图重建三维形体为研究对象，提出一种重建方法。根据CSG重建算法的工作原理进行视图区划分和图元读取，对所给工程图进行自动重建，以期改善不完全匹配和重影对工程图重建三维形体的影响。……