在工程和產品設計意義上講,如果把傳統的從「構思→設計→產品」這個過程稱為「正向工程」,那麼從「產品→數位元模型→電腦輔助製造或快速原型件」這個過程就是「逆向工程」。 也有稱之為「反向工程」或「還原工程」。
但是實際上,逆向工程源於商業及軍事領域中的軟硬體分析。其主要目的是,在無法輕易獲得必要的生產資訊下,直接從成品的分析,推導產品的設計原理。逆向工程非常廣義,在科技領域中幾乎無所不在。比如軟體的逆向工程(Decoding);積體電路和智慧卡的逆向工程;逆向工程在軍事上的應用都有非常驚人的例子。更有甚者,基因工程不就是浩瀚的逆向工程嗎?
本書涉及的僅為逆向工程一個部分:對3D實體模型進行掃描取得點雲資料,然後利用電腦軟體進行前置處理與曲面重建,進而得到精確的數位元模型。此項技術在工業產品開發與改進、醫療、考古等眾多領域有著非常廣泛的應用。
隨著科學技術的飛速發展,應用於逆向掃描的硬體設備日新月異,但是要對點雲資料進行精準及美觀的曲面重建則是需要非常多的手段及技巧。
初學者對於使用逆向工程軟體進行3D模型編輯及曲面重建時,往往有不同程度的望而生畏感。而筆者具有近十八年逆向工程教學和運用經驗,因此在教學中提綱攜挈領,應材施教,僅利用一個學期的18週54學時(包括考試)就能夠使學生基本上融會貫通,運用自如,效果顯著。
根據多年教學經驗,本書圖文並茂,儘量省略不十分必要的長篇累述;並將各項指令的具體介紹融入實作範例之中,以達到事倍功半之效果。本書在實際軟體操作部分儘量詳細,使讀者逐漸體驗到能夠「無師自通」的感受。此外在主要操作步驟的敘述部分還加入了英語翻譯,可供本籍或外籍讀者參考。
前言Preface
在工程和產品設計意義上講,如果把傳統的從「構思—設計—產品」這個過程稱為「正向工程」,那麼從「產品—數位模型—電腦輔助製造或快速原型件」這個過程就是「逆向工程」。 因之也有稱之為「還原工程」或「反向工程」。
但是實際上,逆向工程源於商業及軍事領域中的軟硬體分析。其主要目的是,在無法輕易獲得必要的生產資訊下,直接從成品的分析,推導產品的設計原理。
逆向工程非常廣義,在科技領域中幾乎無所不在。比如軟體的逆向工程(Decoding)、積體電路和智慧卡的逆向工程,逆向工程在軍事上的應用都有非常驚人的例子。還有,基因工程不就是巨大的逆向工程嗎?
也許比較嚴格和廣義的逆向工程定義:透過對某種產品的結構、功能、運作進行分析、分解、研究後,製作出功能相近,但又不完全一樣的產品過程。
雖然逆向工程的日益發展和所謂「山寨、侵權、盜版」的質疑同時存在,但是這項技術對於科學技術的進步和普及的貢獻是無可爭議的。逆向工程可能會被誤認為是對智慧財產權的嚴重侵害,但是在實際應用上,反而可能會保護智慧財產權所有者。例如在積體電路領域,如果懷疑某公司侵犯智慧財產權,則可以用逆向工程技術來尋找證據。
本書涉及的逆向工程僅僅是浩瀚海洋中的一個部分:對3D模型掃描得到的點雲資料進行前置處理與曲面重建,來達到還原幾何形狀的逆向工程。隨著電腦技術的飛速發展,應用於逆向掃描的硬體設備日新月異, 但是要將掃描得到的點雲資料轉換成一般CAD軟體可以進行編輯並進行再設計的3D電腦模型,至少目前來說還得靠熟練的工程師運用逆向工程軟體對點雲資料進行修補,並利用三角網格及曲線轉換成曲面或實體模型。
和初學者或有意願者談起使用逆向工程軟體對掃描的檔案進行3D模型編輯及曲面重建時,往往會察覺到不同程度的望而生畏感。而筆者具有近十八年逆向工程教學和運用經驗,因此在教學中提綱挈領、因材施教,僅利用一個學期的18週54學時(包括考試)就能夠使學生基本上融會貫通、運用自如,取得了很好的效果。故當五南出版社王主編來邀稿時便能夠欣然接受,因為這樣可以和大家分享這項非常實用的技術以及自己多年的心得,為提高臺灣的產業水準貢獻微薄之力。
根據多年教學經驗,本書在編寫中會盡量圖文並茂為主,省略不十分必要的長篇敘述文字。並將各項指令的具體介紹融入實作範例之中,以達到事倍功半的效果。本書在實際軟體操作部分盡量詳細,試圖使讀者體驗到「無師自通」的感受。此外在主要操作步驟的敘述部分還加入了英語翻譯,亦可供外籍讀者參考。
特別感謝達康科技股份有限公司允許本書運用Autodesk PowerShape作為主要軟體工具進行介紹和講解,並提供學習版軟體給讀者進行練習。