逆向工程相關(guān)操作軟件

Imageware

Imageware 由美國(guó) EDS 公司出品，是最著名的逆向工程軟件，正被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、航天、消費(fèi)家電、模具、計(jì)算機(jī)零部件等設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。該軟件擁有廣大的用戶(hù)群，國(guó)外有 BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota 等著名國(guó)際大公司，國(guó)內(nèi)則有上海大眾、上海交大、上海 DELPHI、成都飛機(jī)制造公司等大企業(yè)。

以前該軟件主要被應(yīng)用于航空航天和汽車(chē)工業(yè)，因?yàn)檫@兩個(gè)領(lǐng)域?qū)諝鈩?dòng)力學(xué)性能要求很高，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的開(kāi)始階段就要認(rèn)真考慮空氣動(dòng)力性。常規(guī)的設(shè)計(jì)流程首先根據(jù)工業(yè)造型需要設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)，制作出油泥模型之后將其送到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室去測(cè)量空氣動(dòng)力學(xué)性能，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行反復(fù)修改直到獲得滿(mǎn)意結(jié)果為止，如此所得到的最終油泥模型才是符合需要的模型。如何將油泥模型的外形精確地輸入計(jì)算機(jī)成為電子模型，這就需要采用逆向工程軟件。首先利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器測(cè)出模型表面點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，然后利用逆向工程軟件(例如：Imageware surfacer)進(jìn)行處理即可獲得 class 1 曲面。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和消費(fèi)水平的不斷提高，其它許多行業(yè)也開(kāi)始紛紛采用逆向工程軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。以微軟公司生產(chǎn)的鼠標(biāo)器為例，就其功能而言，只需要有三個(gè)按鍵就可以滿(mǎn)足使用需要，但是，怎樣才能讓鼠標(biāo)器的手感最好，而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用也不易產(chǎn)生疲勞感卻是生產(chǎn)廠商需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。因此微軟公司首先根據(jù)人體工程學(xué)制作了幾個(gè)模型并交給使用者評(píng)估，然后根據(jù)評(píng)估意見(jiàn)對(duì)模型直接進(jìn)行修改，直至修改到大家都滿(mǎn)意為止，最后再將模型數(shù)據(jù)利用逆向工程軟件 Imageware 生成 CAD 數(shù)據(jù)。當(dāng)產(chǎn)品推向市場(chǎng)后，由于外觀新穎、曲線流暢，再加上手感也很好，符合人體工程學(xué)原理，因而迅速獲得用戶(hù)的廣泛認(rèn)可，產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率大幅度上升。

Imageware 逆向工程軟件的主要產(chǎn)品有：

Surfacer——逆向工程工具和 class 1 曲面生成工具

Verdict——對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估

Build it——提供實(shí)時(shí)測(cè)量能力，驗(yàn)證產(chǎn)品的制造性

RPM——生成快速成型數(shù)據(jù)

View——功能與 Verdict 相似，主要用于提供三維報(bào)告

Imageware 采用 NURBS技術(shù)，軟件功能強(qiáng)大，易于應(yīng)用。Imageware 對(duì)硬件要求不高，可運(yùn)行于各種平臺(tái)：UNIX 工作站、PC 機(jī)均可，操作系統(tǒng)可以是 UNIX、NT、Windows95 及其它平臺(tái)。

Imageware 由于在逆向工程方面具有技術(shù)先進(jìn)性，產(chǎn)品一經(jīng)推出就占領(lǐng)了很大市場(chǎng)分額，軟件收益正以 47% 的年速率快速增長(zhǎng)。

Surfacer 是 Imageware 的主要產(chǎn)品，主要用來(lái)做逆向工程，它處理數(shù)據(jù)的流程遵循點(diǎn)——曲線——曲面原則，流程簡(jiǎn)單清晰，軟件易于使用。其流程如下：

一、點(diǎn)過(guò)程

讀入點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。

Surfacer 可以接收幾乎所有的三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)，此外還可以接收其它格式，例如：STL、VDA 等。

將分離的點(diǎn)陣對(duì)齊在一起(如果需要)。

有時(shí)候由于零件形狀復(fù)雜，一次掃描無(wú)法獲得全部的數(shù)據(jù)，或是零件較大無(wú)法一次掃描完成，這就需要移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)零件，這樣會(huì)得到很多單獨(dú)的點(diǎn)陣。Surfacer可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的點(diǎn)信息將點(diǎn)陣準(zhǔn)確對(duì)齊。

對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行判斷，去除噪音點(diǎn)(即測(cè)量誤差點(diǎn))。

由于受到測(cè)量工具及測(cè)量方式的限制，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些噪音點(diǎn)，Surfacer 有很多工具來(lái)對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行判斷并去掉噪音點(diǎn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過(guò)可視化點(diǎn)陣觀察和判斷，規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面。

一個(gè)零件，是由很多單獨(dú)的曲面構(gòu)成，對(duì)于每一個(gè)曲面，可根據(jù)特性判斷用用什么方式來(lái)構(gòu)成。例如，如果曲面可以直接由點(diǎn)的網(wǎng)格生成，就可以考慮直接采用這一片點(diǎn)陣；如果曲面需要采用多段曲線蒙皮，就可以考慮截取點(diǎn)的分段。提前作出規(guī)劃可以避免以后走彎路。

根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建點(diǎn)的網(wǎng)格或點(diǎn)的分段。

Surfacer 能提供很多種生成點(diǎn)的網(wǎng)格和點(diǎn)的分段工具，這些工具使用起來(lái)靈活方便，還可以一次生成多個(gè)點(diǎn)的分段。

二、曲線創(chuàng)建過(guò)程

判斷和決定生成哪種類(lèi)型的曲線。

曲線可以是精確通過(guò)點(diǎn)陣的、也可以是很光順的(捕捉點(diǎn)陣代表的曲線主要形狀)，或介于兩者之間。

創(chuàng)建曲線。

根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建曲線，可以改變控制點(diǎn)的數(shù)目來(lái)調(diào)整曲線?？刂泣c(diǎn)增多則形狀吻合度好，控制點(diǎn)減少則曲線較為光順。

診斷和修改曲線。

可以通過(guò)曲線的曲率來(lái)判斷曲線的光順性，可以檢查曲線與點(diǎn)陣的吻合性，還可以改變曲線與其它曲線的連續(xù)性(連接、相切、曲率連續(xù))。Surfacer 提供很多工具來(lái)調(diào)整和修改曲線。

三、曲面創(chuàng)建過(guò)程

決定生成那種曲面。

同曲線一樣，可以考慮生成更準(zhǔn)確的曲面、更光順的曲面(例如 class 1 曲面)，或兩者兼顧，可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要來(lái)決定。

創(chuàng)建曲面。

創(chuàng)建曲面的方法很多，可以用點(diǎn)陣直接生成曲面(Fit free form)，可以用曲線通過(guò)蒙皮、掃掠、四個(gè)邊界線等方法生成曲面，也可以結(jié)合點(diǎn)陣和曲線的信息來(lái)創(chuàng)建曲面。還可以通過(guò)其它例如圓角、過(guò)橋面等生成曲面。

診斷和修改曲面。

比較曲面與點(diǎn)陣的吻合程度，檢查曲面的光順性及與其它曲面的連續(xù)性，同時(shí)可以進(jìn)行修改，例如可以讓曲面與點(diǎn)陣對(duì)齊，可以調(diào)整曲面的控制點(diǎn)讓曲面更光順，或?qū)η孢M(jìn)行重構(gòu)等處理。

英國(guó) Triumph Motorcycles 有限公司的設(shè)計(jì)工程師 Chris Chatburn 說(shuō)：“利用 Surfacer 我們可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多的設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)，這樣可以讓我們減少 50% 的設(shè)計(jì)時(shí)間?！?

最新發(fā)布的 Surfacer 10.6 軟件將以下工作流程的高性能工具完整的集成到一起：

【彈性的曲面創(chuàng)建工具】：可以在一個(gè)彈性的設(shè)計(jì)環(huán)境里非常方便的直接從曲線、曲面、或測(cè)量數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲面，支持貝茨爾(Bezier)和非均勻有理 B 樣條(NURBS)曲面兩種方法。用戶(hù)可以選擇適合的曲面方法，通過(guò)結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)來(lái)獲益。

【動(dòng)態(tài)的曲面修改工具】：允許用戶(hù)在交互的方式下試探設(shè)計(jì)主題，立刻就可以看到是否美觀和思路是否符合工程觀念。設(shè)計(jì)、工程分析、制造的標(biāo)準(zhǔn)都通過(guò)精心的構(gòu)造過(guò)程考慮進(jìn)去，所以當(dāng)每次修改曲面時(shí)不需要再重新校核標(biāo)準(zhǔn)。

【實(shí)時(shí)的曲面診斷工具】：可以提供諸如任意截面的連續(xù)性、曲面反射線情況、高亮度線、光譜圖、曲率云圖和園柱型光源照射下的反光圖等多種方法，在設(shè)計(jì)的任何時(shí)候都可以查出曲面缺陷。

【有效的曲面連續(xù)性管理工具】：在復(fù)雜的曲面縫補(bǔ)等情況下，即使曲面進(jìn)行了移動(dòng)修改等操作，也能保證曲面同與之相連的曲面間的曲率連續(xù)，避免了乏味的手工再調(diào)整過(guò)程。

【強(qiáng)大的處理掃描數(shù)據(jù)能力】：根據(jù) Rainbow 圖法(相當(dāng)于假設(shè)雨水從上面落下，由于形狀差異導(dǎo)致雨水流速差異)、曲率大小變化云圖法(對(duì)于一個(gè)完全光順的 class 1 曲面，相當(dāng)于曲率大小變化為零，對(duì)于兩個(gè)不同曲面，此值會(huì)不同)將掃描數(shù)據(jù)分開(kāi)，這樣可以很快地捕捉產(chǎn)品的主要特征，并迅速建立各個(gè)相應(yīng)曲面，避免了費(fèi)事的分析和處理。

正是由于 Imageware 在計(jì)算機(jī)輔助曲面檢查、曲面造型及快速樣件等方面具有其它軟件無(wú)可匹敵的強(qiáng)大功能，使它當(dāng)之無(wú)愧的成為逆向工程領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

Geomagic Studio

由美國(guó) Raindrop (雨滴)公司出品的逆向工程和三維檢測(cè)軟件 Geomagic Studio 可輕易地從掃描所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為 NURBS 曲面。該軟件也是除了 Imageware 以外應(yīng)用最為廣泛的逆向工程軟件。

Geomagic Studio 主要包括 Qualify、Shape、Wrap、Decimate、Capture 五個(gè)模塊。主要功能包括：

自動(dòng)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形(Polygons)

快速減少多邊形數(shù)目(Decimate)

把多邊形轉(zhuǎn)換為 NURBS 曲面

曲面分析(公差分析等)

輸出與 CAD/CAM/CAE 匹配的文件格式(IGS、STL、DXF等)

1.從CAD數(shù)模得到的產(chǎn)品模型

2.將CAD模型讀入 Geomagic Studio

3.CAD 設(shè)計(jì)模型與從實(shí)際模型掃描所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)(不同坐標(biāo)系)

4.掃描數(shù)據(jù)與CAD模型的自動(dòng)對(duì)合

5.掃描數(shù)據(jù)與CAD模型的自動(dòng)對(duì)齊

6.誤差以彩色圖形直觀顯示

7.用戶(hù)可標(biāo)出任意點(diǎn)誤差

8. Qualify 的結(jié)果可以輸出為 HTML 格式

CopyCAD

CopyCAD 是由英國(guó) DELCAM 公司出品的功能強(qiáng)大的逆向工程系統(tǒng)軟件，它能允許從已存在的零件或?qū)嶓w模型中產(chǎn)生三維CAD模型。該軟件為來(lái)自數(shù)字化數(shù)據(jù)的 CAD 曲面的產(chǎn)生提供了復(fù)雜的工具。CopyCAD 能夠接受來(lái)自坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床的數(shù)據(jù)，同時(shí)跟蹤機(jī)床和激光掃描器。

CopyCAD 簡(jiǎn)單的用戶(hù)界面允許用戶(hù)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，并且能夠快速掌握其功能，即使對(duì)于初次使用者也能做到這點(diǎn)。使用 CopyCAD 的用戶(hù)將能夠快速編輯數(shù)字化數(shù)據(jù)，產(chǎn)生具有高質(zhì)量的復(fù)雜曲面。該軟件系統(tǒng)可以完全控制曲面邊界的選取，然后根據(jù)設(shè)定的公差能夠自動(dòng)產(chǎn)生光滑的多塊曲面，同時(shí)，CopyCAD 還能夠確保在連接曲面之間的正切的連續(xù)性。

該軟件的主要功能如下：

數(shù)字化點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入

DUCT 圖形和三角模型文件

CNC 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床

分隔的 ASCII 碼和 NC 文件

激光掃描器、三維掃描器和 SCANTRON

PC ArtCAM

Renishaw MOD 文件

點(diǎn)操作

能夠進(jìn)行相加、相減、刪除、移動(dòng)以及點(diǎn)的隱藏和標(biāo)記等點(diǎn)編輯

能夠?yàn)闇y(cè)量探針大小對(duì)模型的三維偏置進(jìn)行補(bǔ)償

能夠進(jìn)行模型的轉(zhuǎn)換、縮放、旋轉(zhuǎn)和鏡像等模型轉(zhuǎn)換

能夠?qū)ζ矫妗⒍噙呅位蚱渌Ｐ瓦M(jìn)行模型裁剪

三角測(cè)量

在用戶(hù)定義的公差和選項(xiàng)內(nèi)的數(shù)字化模型的三角測(cè)量，包括：

① 原始的——法線設(shè)置

② 尖銳——尖銳特征強(qiáng)化

③ 特征匹配——來(lái)自點(diǎn)法線數(shù)據(jù)的特征

④ 關(guān)閉三角測(cè)量——為了快速繪圖可以關(guān)閉模型

特征線的產(chǎn)生

邊界——轉(zhuǎn)換模型外邊緣為特征線

間斷——為找到簡(jiǎn)單的特征(如凸出和凹下)而探測(cè)數(shù)據(jù)里的尖銳邊緣

能夠轉(zhuǎn)換數(shù)字化掃描線為特征線

輸入的數(shù)據(jù)——能夠從點(diǎn)文件中摘錄多線條和樣條曲線

曲面構(gòu)造

通過(guò)在三角測(cè)量模型上跟蹤直線產(chǎn)生多樣化曲面

在連接的曲面之間，用已存在的曲面定義帶有選項(xiàng)的正切連續(xù)性的邊界

使用特征線指導(dǎo)和加快曲面定義

曲面錯(cuò)誤檢查

比較曲面與數(shù)字化點(diǎn)數(shù)據(jù)

報(bào)告最大限、中間值和標(biāo)準(zhǔn)值的錯(cuò)誤背離

錯(cuò)誤圖形形象地顯示變化

輸出

IGES、CADDS4X

STL ASCII 碼和二進(jìn)制

DUCT 圖形、三角模型和曲面

分隔的 ASCII 碼

RapidForm

RapidForm 是韓國(guó) INUS 公司出品的全球四大逆向工程軟件之一，RapidForm 提供了新一代運(yùn)算模式，可實(shí)時(shí)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)運(yùn)算出無(wú)接縫的多邊形曲面，使它成為 3D Scan 后處理之最佳化的接口。RapidForm 也將使您的工作效率提升，使 3D 掃描設(shè)備的運(yùn)用范圍擴(kuò)大，改善掃描品質(zhì)。

多點(diǎn)云數(shù)據(jù)管理介面

高級(jí)光學(xué) 3D 掃描儀會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)(可達(dá) 100,000 ～ 200,000點(diǎn))，由于數(shù)據(jù)非常龐大，因此需要昂貴的電腦硬件才可以運(yùn)算 RapidForm 提供記憶管理技術(shù)(使用更少的系統(tǒng)資源)可縮短您處理數(shù)據(jù)的時(shí)間。

多點(diǎn)云處理技術(shù)

可以迅速處理龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，不論是稀疏的點(diǎn)云還是跳點(diǎn)都可以輕易地轉(zhuǎn)換成非常好的點(diǎn)云， RapidForm 提供過(guò)濾點(diǎn)云工具以及分析表面偏差的技術(shù)來(lái)消除 3D 掃描儀所產(chǎn)生的不良點(diǎn)云。

快速點(diǎn)云轉(zhuǎn)換成多邊形曲面的計(jì)算法

在所有逆向工程軟件中，RapidForm 提供一個(gè)特別的計(jì)算技術(shù)，針對(duì) 3D 及 2D 處理是同類(lèi)型計(jì)算，軟件提供了一個(gè)最快最可靠的計(jì)算方法，可以將點(diǎn)云快速計(jì)算出多邊形曲面。RapidForm 能處理無(wú)順序排列的點(diǎn)數(shù)據(jù)以及有順序排列的點(diǎn)數(shù)據(jù)。

彩色點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

RapidForm 支持彩色 3D 掃描儀，可以生成最佳化的多邊形，并將顏色信息映像在多邊形模型中。在曲面設(shè)計(jì)過(guò)程中，顏色信息將完整保存，也可以運(yùn)用 RP 成型機(jī)制作出有顏色信息的模型。RapidForm 也提供上色功能，通過(guò)實(shí)時(shí)上色編輯工具，使用者可以直接對(duì)模型編輯自己喜歡的顏色。

點(diǎn)云合并功能

多個(gè)點(diǎn)掃描數(shù)據(jù)有可能經(jīng)手動(dòng)方式將特殊的點(diǎn)云加以合并，當(dāng)然，RapidForm 也提供一技術(shù)，使用者可以方便地對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行各種各樣的合并。

注：Roland 模具加工機(jī)隨機(jī)所附的 PixForm 軟件為 RapidForm 的 OEM 軟件。

軟件逆向工程有多種實(shí)現(xiàn)方法，主要有三：

1.分析通過(guò)信息交換所得的觀察。

最常用于協(xié)議逆向工程，涉及使用總線分析器和數(shù)據(jù)包嗅探器。在接入計(jì)算機(jī)總線或網(wǎng)絡(luò)的連接，并成功截取通信數(shù)據(jù)后，可以對(duì)總線或網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行分析，以制造出擁有相同行為的通信實(shí)現(xiàn)。此法特別適用于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的逆向工程。有時(shí)，由硬件制造商特意所做的工具，如JTAG端口或各種調(diào)試工具，也有助于嵌入式系統(tǒng)的逆向工程。對(duì)于微軟的Windows系統(tǒng)，受歡迎的底層調(diào)試器有SoftICE。

2.反匯編，即使用反匯編器，把程序的原始機(jī)器碼，翻譯成較便于閱讀理解的匯編代碼。這適用于任何的計(jì)算機(jī)程序，對(duì)不熟悉機(jī)器碼的人特別有用。流行的相關(guān)工具有OllyDebug和IDA。

3.反編譯，即使用反編譯器，嘗試從程序的機(jī)器碼或字節(jié)碼，重現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言形式的源代碼。

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的流行，逆向工程變成了一種能根據(jù)現(xiàn)有的物理部件通過(guò)CAD、CAM、CAE或其他軟件構(gòu)筑3D虛擬模型的方法。逆向工程的過(guò)程采用了通過(guò)丈量實(shí)際物體的尺寸并將其制作成3D模型的方法，真實(shí)的對(duì)象可以通過(guò)如CMMs，激光掃描儀，結(jié)構(gòu)光源轉(zhuǎn)換儀或者X射線斷層成像這些3D掃描技術(shù)進(jìn)行尺寸測(cè)量。這些測(cè)量數(shù)據(jù)通常被認(rèn)作是點(diǎn)集，缺乏拓?fù)湫畔⒉⑶彝瑫r(shí)通常會(huì)被制作成更有用格式，例如多邊形網(wǎng)格，NURBS曲線或者CAD模型。由于頂點(diǎn)云本身并不像3D軟件里的模型那樣直觀，所以如同3-matic、Imageware、PolyWorks、Rapidform或者Geomagic，這些軟件都提供了將頂點(diǎn)云變成能可視圖像或者被其他應(yīng)用軟件，如3D CAD、CAM、CAE識(shí)別的格式的功能。

逆向工程同時(shí)會(huì)被需要將真實(shí)的幾何體應(yīng)用在虛擬的數(shù)字開(kāi)發(fā)環(huán)境中的商業(yè)活動(dòng)中應(yīng)用，比如將自己產(chǎn)品或者競(jìng)爭(zhēng)者的三維數(shù)據(jù)數(shù)字化。通過(guò)這種手段可以分析出產(chǎn)品的運(yùn)作方式，部件構(gòu)成，估計(jì)預(yù)算和識(shí)別潛在的侵權(quán)行為等。

價(jià)值工程也是商業(yè)中應(yīng)用的類(lèi)似手段。不過(guò)價(jià)值工程的目的是通過(guò)反構(gòu)造和分析產(chǎn)品來(lái)找到節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)的辦法。

逆向工程被廣泛地應(yīng)用到新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品仿制、質(zhì)量分析檢測(cè)等領(lǐng)域，它的作用是：

1、縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)周期，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度；

2、降低企業(yè)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的成本與風(fēng)險(xiǎn)；

3、加快產(chǎn)品的造型和系列化的設(shè)計(jì)；

4、適合單件、小批量的零件制造，特別是模具的制造，可分為直接制模與間接制模法。直接制模法：基于RP技術(shù)的快速直接制模法是將模具CAD的結(jié)果由RP系統(tǒng)直接制造成型。該法既不需用RP系統(tǒng)制作樣件，也不依賴(lài)傳統(tǒng)的模具制造工藝，對(duì)金屬模具制造而言尤為快捷，是一種極具開(kāi)發(fā)前景的制模方法；間接制模法：間接制模法是利用RP技術(shù)制造產(chǎn)品零件原型，以原型作為母模、模芯或制模工具(研磨模)，再與傳統(tǒng)的制模工藝相結(jié)合，制造出所需模具。

需要逆向工程的原因如下：

●接口設(shè)計(jì)。由于互操作性，逆向工程被用來(lái)找出系統(tǒng)之間的協(xié)作協(xié)議。

●軍事或商業(yè)機(jī)密。竊取敵人或競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的最新研究或產(chǎn)品原型。

●改善文檔。當(dāng)原有的文檔有不充分處，又當(dāng)系統(tǒng)被更新而原設(shè)計(jì)人員不在時(shí)，逆向工程被用來(lái)獲取所需數(shù)據(jù)，以補(bǔ)充說(shuō)明或了解系統(tǒng)的最新?tīng)顟B(tài)。

●軟件升級(jí)或更新。出于功能、合規(guī)、安全等需求更改，逆向工程被用來(lái)了解現(xiàn)有或遺留軟件系統(tǒng)，以評(píng)估更新或移植系統(tǒng)所需的工作。

●制造沒(méi)有許可/未授權(quán)的副本。

●學(xué)術(shù)/學(xué)習(xí)目的。

●去除復(fù)制保護(hù)和偽裝的登錄權(quán)限。

●文件丟失：采取逆向工程的情況往往是在某一個(gè)特殊設(shè)備的文件已經(jīng)丟失了（或者根本就沒(méi)有），同時(shí)又找不到工程的負(fù)責(zé)人。完整的系統(tǒng)時(shí)常需要基于陳舊的系統(tǒng)上進(jìn)行再設(shè)計(jì)，這就意味著想要集成原有的功能進(jìn)行項(xiàng)目的唯一方法，便是采用逆向工程的方法，分析已有的碎片進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

●產(chǎn)品分析：用于調(diào)查產(chǎn)品的運(yùn)作方式，部件構(gòu)成，估計(jì)預(yù)算，識(shí)別潛在的侵權(quán)行為。

●制作游戲外掛：通過(guò)逆向工程了解游戲運(yùn)行機(jī)制，進(jìn)而繞過(guò)保護(hù)機(jī)制并通過(guò)修改內(nèi)存數(shù)值、修改內(nèi)存中的代碼、調(diào)用內(nèi)部函數(shù)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)外掛功能。

逆向工程能在擁有現(xiàn)有物理部件之上，利用激光掃描儀、結(jié)構(gòu)光源轉(zhuǎn)換儀或X射線斷層成像之類(lèi)3D掃描儀技術(shù)進(jìn)行尺寸測(cè)量，再通過(guò)CAD、CAM、CAE或其他軟件構(gòu)筑3D虛擬模型的方法。逆向工程經(jīng)常被用于軍事上，在二戰(zhàn)和冷戰(zhàn)中經(jīng)常被用到。

比較流行的逆向工程技術(shù)便是PCB抄板與芯片解密了。PCB抄板，又稱(chēng)為電路板抄板，電路板克隆、復(fù)制，PCB逆向設(shè)計(jì)或PCB反向研發(fā)，即在已經(jīng)有電子產(chǎn)品實(shí)物和電路板實(shí)物的前提下，利用反向研發(fā)技術(shù)手段對(duì)電路板進(jìn)行逆向解析，將原有產(chǎn)品的PCB文件、物料清單(BOM)文件、原理圖文件等技術(shù)文件以及PCB絲印生產(chǎn)文件進(jìn)行1：1的還原，然后再利用這些技術(shù)文件和生產(chǎn)文件進(jìn)行PCB制板、元器件焊接、飛針測(cè)試、電路板調(diào)試，完成原電路板樣板的完整復(fù)制。芯片解密，又稱(chēng)為IC解密，單片機(jī)解密，就是通過(guò)一定的設(shè)備和方法，直接得到加密單片機(jī)中的燒寫(xiě)文件，可以自己復(fù)制燒寫(xiě)芯片或反匯編后自己參考研究。單片機(jī)攻擊者借助專(zhuān)用設(shè)備或者自制設(shè)備，利用單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)上的漏洞或軟件缺陷，通過(guò)多種技術(shù)手段，從芯片中提取關(guān)鍵有用信息，獲取單片機(jī)內(nèi)程序，這就叫芯片解密。

逆向工程研究發(fā)展

研究

1980年始?xì)W美國(guó)家許多學(xué)校及工業(yè)界開(kāi)始注意逆向工程這塊領(lǐng)域。1990年初期包括臺(tái)灣在內(nèi)，各國(guó)學(xué)術(shù)界團(tuán)隊(duì)大量投入逆向工程的研究并發(fā)表成果。 逆向工程的硬件最早是運(yùn)用仿制加工設(shè)備，制作出來(lái)的成品品質(zhì)粗糙。后來(lái)有接觸式掃瞄設(shè)備，運(yùn)用探針接觸工件取得產(chǎn)品外型。再來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)非接觸式設(shè)備，運(yùn)用照相或激光技術(shù)，計(jì)算光線反射回來(lái)的時(shí)間取得距離。

逆向工程軟件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向軟件的演進(jìn)約略可區(qū)分為三個(gè)階段。十一年前在逆向工程上，只能運(yùn)用CATIA等CAD/CAM高階曲面系統(tǒng)。市場(chǎng)發(fā)展出兩套主流產(chǎn)品技術(shù)日漸成熟，廣為業(yè)界引用。發(fā)展出不同以往的逆向工程數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算，速度快。

發(fā)展

逆向工程在臺(tái)灣的發(fā)展軌跡持續(xù)在進(jìn)行，工研院曾寫(xiě)過(guò)一套逆向工程軟件，學(xué)術(shù)界不少研究團(tuán)隊(duì)也將逆向工程領(lǐng)域作為研究主題，開(kāi)發(fā)出具不同功能的系統(tǒng)軟件，但是最后這些軟件都沒(méi)有真正落實(shí)到產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用。工研院的團(tuán)隊(duì)后來(lái)也結(jié)束逆向工程研究，轉(zhuǎn)而開(kāi)發(fā)其它主題。原有的研發(fā)成果后繼無(wú)人，殊為可惜。

1998年，NEWPOWER啟動(dòng)了逆向工程的一些項(xiàng)目，要求是把客戶(hù)的現(xiàn)有源代碼轉(zhuǎn)變成設(shè)計(jì)， 如果需要的話(huà)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品需求規(guī)約。這恰恰與類(lèi)似于V模型的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)過(guò)程模型相逆。這樣一來(lái)，客戶(hù)就可以容易地維護(hù)他們的產(chǎn)品（需求，設(shè)計(jì)，源代碼等等），而不需要想以前那樣，每次改動(dòng)產(chǎn)品都需要直接修改源代碼。

是指從實(shí)物上采集大量的三維坐標(biāo)點(diǎn)，并由此建立該物體的幾何模型，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)。逆向工程與一般的設(shè)計(jì)制造過(guò)程相反，是先有實(shí)物后有模型。仿形加工就是一種典型的逆向工程應(yīng)用。逆向工程，逆向工程的應(yīng)用已從單純的技巧性手工操作，發(fā)展到采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及測(cè)量設(shè)備，進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、制造等活動(dòng)，如獲取修模后的模具形狀、分析實(shí)物模型、基于現(xiàn)有產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、快速仿形制造等。

通俗說(shuō)，從某種意義上說(shuō)，逆向工程就是仿造。這里的前提是默認(rèn)我們傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造為“正向工程（當(dāng)然，沒(méi)有這種說(shuō)法）”。

軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過(guò)程，逆向工程是設(shè)計(jì)的恢復(fù)過(guò)程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)信息。

逆向工程系統(tǒng)

研究或應(yīng)用中的系統(tǒng)可分以下幾類(lèi)：

(1)針對(duì)具體應(yīng)用開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一種針對(duì)機(jī)械零件識(shí)別的逆向工程系統(tǒng)，此系統(tǒng)只能識(shí)別由平面組成的零件。開(kāi)發(fā)了基于微機(jī)的逆向工程系統(tǒng)主要用于仿制空軍部門(mén)淘汰的零件。

(2)專(zhuān)用曲面擬合軟件系統(tǒng)曲面擬合是逆向工程的關(guān)鍵過(guò)程，開(kāi)發(fā)了擬合3D激光掃描數(shù)據(jù)的軟件包，數(shù)據(jù)點(diǎn)被交互的劃分區(qū)域，擬合曲面輸入通用CAD系統(tǒng)進(jìn)行相交、延伸、過(guò)渡、建立完整的CAD模型。此系統(tǒng)只處理標(biāo)準(zhǔn)的二次曲面。

(3)與商用CAD系統(tǒng)的結(jié)合有些系統(tǒng)直接把數(shù)字化系統(tǒng)與商用CAD系統(tǒng)結(jié)合，Kwok開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)將CMM與AutoCAD結(jié)合起來(lái)，每測(cè)一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為IGES格式，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)可視化功能。

(4)測(cè)量與擬合的集成

以上系統(tǒng)中數(shù)字化與曲面擬合是兩個(gè)分離的過(guò)程，為了提高測(cè)量精度，用擬合結(jié)果指導(dǎo)測(cè)量，減少測(cè)量數(shù)據(jù)，出現(xiàn)了測(cè)量與擬合的集成系統(tǒng)。Liang-Chia提出的集成系統(tǒng)，首先由用戶(hù)交互地劃分測(cè)量邊界，每個(gè)面片的測(cè)量中實(shí)時(shí)進(jìn)行B2樣條曲面擬合，用擬合結(jié)果進(jìn)行下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置預(yù)測(cè)，用實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的誤差控制測(cè)量精度和擬合精度。

(5)與快速原形制造的結(jié)合

縮短產(chǎn)品制造的周期是逆向工程的目的之一，出現(xiàn)了數(shù)字化系統(tǒng)直接用子制造的逆向工程與快速制造的集成系統(tǒng)，Jones C開(kāi)發(fā)了由激光掃描結(jié)果產(chǎn)生螺旋線數(shù)控加工路徑的系統(tǒng)。

逆向工程關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前使用的逆向工程系統(tǒng)存在以下不足之處：

(1)大多數(shù)系統(tǒng)是針對(duì)具體的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)處理往往針對(duì)特定的測(cè)量設(shè)備、測(cè)量對(duì)象，通用性差。

(2)曲面擬合系統(tǒng)大多是對(duì)于代數(shù)二次曲面，對(duì)自由曲面，特別是由大數(shù)據(jù)量散亂點(diǎn)擬合自由曲面，系統(tǒng)一般沒(méi)有此功能

(3)數(shù)據(jù)區(qū)域分割往往要交互操作，降低了CAD建模的速度，自動(dòng)化程度低；

(4)系統(tǒng)集成化程度低，有些系統(tǒng)只側(cè)重與曲面的擬合，有些系統(tǒng)只側(cè)重于與特定制造技術(shù)的結(jié)合，系統(tǒng)只包含簡(jiǎn)單幾何數(shù)據(jù)，不符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造的并行思想。

3.2發(fā)展方向及關(guān)鍵技術(shù)

幾何建模是逆向工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是影響逆向工程速度的瓶頸問(wèn)題，因此，提高逆向工程幾何建模的自動(dòng)化程度和通用性是逆向工程研究的一個(gè)重點(diǎn)方向。這是一種逆向工程幾何建模自動(dòng)化系統(tǒng)，具有體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的特征建模的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組織方式不限，輸出的B-rep模型與現(xiàn)有商用CAD系統(tǒng)完全兼容。系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于特征的自動(dòng)提取、組合自由曲面的光滑連接。

提高系統(tǒng)的集成性，有些情況CAD 模型并不是必需的，或者為了最快的制造產(chǎn)品，需要數(shù)字化系統(tǒng)與CMM 的直接結(jié)合；另外，有些產(chǎn)品(例如注塑模、注塑件的設(shè)計(jì))需要多次進(jìn)行CAE 分析，由數(shù)據(jù)點(diǎn)直接產(chǎn)生CAE 模型，可極大地提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析過(guò)程，在上一節(jié)已有一些集成系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，大多是根據(jù)具體情況的部分集成，邢淵提出了完整的逆向工程集成系統(tǒng)框架，具有CAD、CAE、CAM 多個(gè)數(shù)據(jù)接口，采用了面向?qū)ο蟮募煞椒?。關(guān)鍵技術(shù)是通用、開(kāi)放的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

三坐標(biāo)測(cè)量可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量?jī)纱箢?lèi)。接觸式測(cè)量方法通過(guò)傳感測(cè)量頭與樣件的接觸而記錄樣件表面的坐標(biāo)位置，可以細(xì)分為點(diǎn)觸發(fā)式和連續(xù)式數(shù)據(jù)采集方法。對(duì)于航空航天、汽車(chē)等行業(yè)，大型樣件的測(cè)量一般可以選用接觸式測(cè)量，以滿(mǎn)足精度要求。因?yàn)椋佑|式測(cè)量中的點(diǎn)觸發(fā)式測(cè)量可以通過(guò)人為規(guī)劃，使得在大曲率或曲率變化劇烈的區(qū)域獲得較多的測(cè)量點(diǎn)，而在相對(duì)平坦的區(qū)域則可以測(cè)量較少的點(diǎn)。結(jié)合造型方法，人工對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃，測(cè)量對(duì)物體形狀起關(guān)鍵作用的特征線和曲線網(wǎng)格，數(shù)據(jù)點(diǎn)可以根據(jù)需要組織成模型重建軟件所需要的形式，然后根據(jù)特征線及曲線網(wǎng)格重建物體的CAD模型，減少了數(shù)據(jù)處理的難度和工作量。其唯一的缺點(diǎn)是測(cè)量效率較低。

非接觸式測(cè)量方法主要是基于光學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)等領(lǐng)域中的基本原理，將一定的物理模擬量通過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴ㄞD(zhuǎn)化為樣件表面的坐標(biāo)點(diǎn)。例如：聲納測(cè)量?jī)x利用聲音遇到被測(cè)物體產(chǎn)生回聲的時(shí)間計(jì)算點(diǎn)與聲源間的距離；激光測(cè)距法是將激光束的飛行時(shí)間轉(zhuǎn)化為被測(cè)點(diǎn)與參考平面間的距離。非接觸式測(cè)量使測(cè)量效率得到了極大提高，某些光學(xué)測(cè)量機(jī)可以在數(shù)秒鐘內(nèi)得到幾十萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，因而在測(cè)量過(guò)程中可以大大減少人工測(cè)量規(guī)劃，在整個(gè)樣件表面快速采集大量的密集點(diǎn)集。由于操作簡(jiǎn)便，以激光測(cè)距法為代表的非接觸式測(cè)量技術(shù)近兩年來(lái)，發(fā)展迅速，應(yīng)用普及面越來(lái)越廣。不過(guò)，非接觸測(cè)量獲得的海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量非常龐大，常有幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)，甚至更多。必須配合較強(qiáng)功能的逆向軟件和高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備，才能順利使用。不過(guò)，根據(jù)摩爾定律，計(jì)算機(jī)硬件的性能迅速提高，軟件技術(shù)也今非昔比，基于光學(xué)的非接觸式測(cè)量方法和三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備在逆向工程中得到了更為廣泛的應(yīng)用。

逆向工程（又名反向工程，Reverse Engineering-RE）是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的一種描述。在2007年初，我國(guó)相關(guān)的法律為逆向工程正名，承認(rèn)了逆向技術(shù)用于學(xué)習(xí)研究的合法性。

在工程技術(shù)人員的一般概念中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的過(guò)程，即設(shè)計(jì)人員首先在大腦中構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能和大致的技術(shù)參數(shù)等，然后在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段完成各類(lèi)數(shù)據(jù)模型，最終將這個(gè)模型轉(zhuǎn)入到研發(fā)流程中，完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)研發(fā)周期。這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程我們稱(chēng)為“正向設(shè)計(jì)”過(guò)程。逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以認(rèn)為是一個(gè)從產(chǎn)品到設(shè)計(jì)的過(guò)程。簡(jiǎn)單地說(shuō)，逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括各類(lèi)設(shè)計(jì)圖或數(shù)據(jù)模型）的過(guò)程。從這個(gè)意義上說(shuō)，逆向工程在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)很久了。比如早期的船舶工業(yè)中常用的船體放樣設(shè)計(jì)就是逆向工程的很好實(shí)例。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于某個(gè)軟件，以反匯編閱讀源碼的方式去推斷其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)信息成為軟件逆向工程技術(shù)關(guān)注的主要對(duì)象。軟件逆向技術(shù)的目的是用來(lái)研究和學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，特別是當(dāng)手里沒(méi)有合適的文檔資料，而你又很需要實(shí)現(xiàn)某個(gè)軟件的功能的時(shí)候。也正因?yàn)檫@樣，很多軟件為了壟斷技術(shù)，在軟件安裝之前，要求用戶(hù)同意不去逆向研究。

逆向工程的實(shí)施過(guò)程是多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同過(guò)程。

在美國(guó)及其他許多國(guó)家，制品或制法都受商業(yè)秘密保護(hù)，只要合理地取得制品或制法就可以對(duì)其進(jìn)行逆向工程。專(zhuān)利需要把你的發(fā)明公開(kāi)發(fā)表，因此專(zhuān)利不需要逆向工程就可進(jìn)行研究。逆向工程的一種動(dòng)力就是確認(rèn)競(jìng)爭(zhēng)者的產(chǎn)品是否侵權(quán)專(zhuān)利或侵犯版權(quán)。

為了互用性（例如，支持未公開(kāi)的文件格式或硬件外圍），而對(duì)軟件或硬件系統(tǒng)進(jìn)行的逆向工程被認(rèn)為是合法的，雖然專(zhuān)利持有者經(jīng)常反對(duì)并試圖打壓以任何目的對(duì)他們產(chǎn)品進(jìn)行的逆向工程。

為了獲取一個(gè)有版權(quán)的計(jì)算機(jī)程序中隱含的思想和功能元素且有合法的理由要獲取，當(dāng)只有拆解這一種方法時(shí)，根據(jù)法律判定，拆解是對(duì)有版權(quán)作品的公平使用。

大腦逆向工程：在一個(gè)小房間的黑色帷幕后面，鈦藍(lán)寶石激光器瞄準(zhǔn)目標(biāo)：用外科手術(shù)植入到活老鼠頭骨中的一個(gè)半厘米大的玻璃窗口。當(dāng)這只老鼠在一個(gè)類(lèi)似跑步機(jī)的白色球狀體上奔跑，并看著一塊電腦屏幕時(shí)，激光器會(huì)發(fā)射千兆分之一秒鐘的激光。如果老鼠用到了某些腦細(xì)胞，特殊的染料會(huì)讓這些細(xì)胞發(fā)出綠光，它們的圖像會(huì)被足以偵測(cè)出單個(gè)光子的相機(jī)捕捉下來(lái)。老鼠頭骨中的那一小團(tuán)組織把來(lái)自老鼠眼部的神經(jīng)沖動(dòng)變成了一個(gè)相互作用。如果可以揭開(kāi)了這個(gè)過(guò)程的秘密，科學(xué)家們就能了解哺乳動(dòng)物的大腦是如何體驗(yàn)世界。

逆向工程（ Reverse Engineering ）是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的一種描述。在工程技術(shù)人員的一般概念中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，即設(shè)計(jì)人員首先在大腦中構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能和大致的技術(shù)參數(shù)等，然后通過(guò)繪制圖紙建立產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型，最終將這個(gè)模型轉(zhuǎn)入到制造流程中，完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)制造周期。這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程我們稱(chēng)為 “ 正向設(shè)計(jì) ” 過(guò)程。逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以認(rèn)為是一個(gè) “ 從有到無(wú) ” 的過(guò)程。簡(jiǎn)單地說(shuō)，逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括設(shè)計(jì)圖紙或數(shù)字模型）的過(guò)程。從這個(gè)意義上說(shuō)，逆向工程在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)很久了。早期的船舶工業(yè)中常用的船體放樣設(shè)計(jì)就是逆向工程的很好實(shí)例。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于測(cè)量數(shù)據(jù)的產(chǎn)品造型技術(shù)成為逆向工程技術(shù)關(guān)注的主要對(duì)象。通過(guò)數(shù)字化測(cè)量設(shè)備（如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光測(cè)量設(shè)備等）獲取的物體表面的空間數(shù)據(jù)，需要利用逆向工程技術(shù)建立產(chǎn)品的三維模型，進(jìn)而利用 CAM 系統(tǒng)完成產(chǎn)品的制造。因此，逆向工程技術(shù)可以認(rèn)為是將產(chǎn)品樣件轉(zhuǎn)化為三維模型的相關(guān)數(shù)字化技術(shù)和幾何建模技術(shù)的總稱(chēng)。逆向工程的實(shí)施過(guò)程是多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同過(guò)程。2100433B

在早上的文章提到了一個(gè)詞“逆向工程 ”，很多人在聽(tīng)到它時(shí)都會(huì)有點(diǎn)不知所云，只是根據(jù)原文猜測(cè)可能和復(fù)制有關(guān)的技術(shù)吧?，F(xiàn)在就讓我們來(lái)簡(jiǎn)單了解一下它吧。

長(zhǎng)久以來(lái)，工業(yè)產(chǎn)品的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式是從產(chǎn)品需求的構(gòu)思、功能與規(guī)格預(yù)期指標(biāo)的確定，到各個(gè)組件的設(shè)計(jì)、制造、組裝、性能測(cè)試等。每個(gè)組件都保留有原始的設(shè)計(jì)圖，此開(kāi)發(fā)模式稱(chēng)為“正向工程”(Forward Engineering)。

然而，隨著工業(yè)技術(shù)水平的提升以及生活水準(zhǔn)的提高，任何通用性產(chǎn)品在消費(fèi)者對(duì)于高品質(zhì)的要求下，功能上的需求已不再是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的唯一條件。所以新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的另一條重要路線就是樣件的反求。反求工程技術(shù)又稱(chēng)逆向工程技術(shù)（ Reverse Engineering, RE） 。

RapidForm

RapidForm 是韓國(guó) INUS 公司出品的全球四大逆向工程軟件之一，RapidForm 提供了新一代運(yùn)算模式，可實(shí)時(shí)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)運(yùn)算出無(wú)接縫的多邊形曲面，使它成為 3D Scan 后處理之最佳化的接口。RapidForm 也將使您的工作效率提升，使 3D 掃描設(shè)備的運(yùn)用范圍擴(kuò)大，改善掃描品質(zhì)。

多點(diǎn)云數(shù)據(jù)管理介面

高級(jí)光學(xué) 3D 掃描儀會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)(可達(dá) 100,000 ～ 200,000點(diǎn))，由于數(shù)據(jù)非常龐大，因此需要昂貴的電腦硬件才可以運(yùn)算，現(xiàn)在 RapidForm 提供記憶管理技術(shù)(使用更少的系統(tǒng)資源)可縮短您處理數(shù)據(jù)的時(shí)間。

多點(diǎn)云處理技術(shù)

可以迅速處理龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，不論是稀疏的點(diǎn)云還是跳點(diǎn)都可以輕易地轉(zhuǎn)換成非常好的點(diǎn)云， RapidForm 提供過(guò)濾點(diǎn)云工具以及分析表面偏差的技術(shù)來(lái)消除 3D 掃描儀所產(chǎn)生的不良點(diǎn)云。

快速點(diǎn)云轉(zhuǎn)換成多邊形曲面的計(jì)算法

在所有逆向工程軟件中，RapidForm 提供一個(gè)特別的計(jì)算技術(shù)，針對(duì) 3D 及 2D 處理是同類(lèi)型計(jì)算，軟件提供了一個(gè)最快最可靠的計(jì)算方法，可以將點(diǎn)云快速計(jì)算出多邊形曲面。RapidForm 能處理無(wú)順序排列的點(diǎn)數(shù)據(jù)以及有順序排列的點(diǎn)數(shù)據(jù)。

彩色點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

RapidForm 支持彩色 3D 掃描儀，可以生成最佳化的多邊形，并將顏色信息映像在多邊形模型中。在曲面設(shè)計(jì)過(guò)程中，顏色信息將完整保存，也可以運(yùn)用 RP 成型機(jī)制作出有顏色信息的模型。RapidForm 也提供上色功能，通過(guò)實(shí)時(shí)上色編輯工具，使用者可以直接對(duì)模型編輯自己喜歡的顏色。

點(diǎn)云合并功能

多個(gè)點(diǎn)掃描數(shù)據(jù)有可能經(jīng)手動(dòng)方式將特殊的點(diǎn)云加以合并，當(dāng)然，RapidForm 也提供一技術(shù)，使用者可以方便地對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行各種各樣的合并。

CopyCAD

CopyCAD 是由英國(guó) DELCAM 公司出品的功能強(qiáng)大的逆向工程系統(tǒng)軟件，它能允許從已存在的零件或?qū)嶓w模型中產(chǎn)生三維CAD模型。該軟件為來(lái)自數(shù)字化數(shù)據(jù)的 CAD 曲面的產(chǎn)生提供了復(fù)雜的工具。CopyCAD 能夠接受來(lái)自坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床的數(shù)據(jù)，同時(shí)跟蹤機(jī)床和激光掃描器。

CopyCAD 簡(jiǎn)單的用戶(hù)界面允許用戶(hù)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，并且能夠快速掌握其功能，即使對(duì)于初次使用者也能做到這點(diǎn)。使用 CopyCAD 的用戶(hù)將能夠快速編輯數(shù)字化數(shù)據(jù)，產(chǎn)生具有高質(zhì)量的復(fù)雜曲面。該軟件系統(tǒng)可以完全控制曲面邊界的選取，然后根據(jù)設(shè)定的公差能夠自動(dòng)產(chǎn)生光滑的多塊曲面，同時(shí)，CopyCAD 還能夠確保在連接曲面之間的正切的連續(xù)性。

該軟件的主要功能如下：

數(shù)字化點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入

DUCT 圖形和三角模型文件

CNC 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床

分隔的 ASCII 碼和 NC 文件

激光掃描器、三維掃描器和 SCANTRON

PC ArtCAM

點(diǎn)操作

能夠進(jìn)行相加、相減、刪除、移動(dòng)以及點(diǎn)的隱藏和標(biāo)記等點(diǎn)編輯

能夠?yàn)闇y(cè)量探針大小對(duì)模型的三維偏置進(jìn)行補(bǔ)償

能夠進(jìn)行模型的轉(zhuǎn)換、縮放、旋轉(zhuǎn)和鏡像等模型轉(zhuǎn)換

能夠?qū)ζ矫?、多邊形或其它模型進(jìn)行模型裁剪

三角測(cè)量

在用戶(hù)定義的公差和選項(xiàng)內(nèi)的數(shù)字化模型的三角測(cè)量，包括：

① 原始的--法線設(shè)置

② 尖銳--尖銳特征強(qiáng)化

③ 特征匹配--來(lái)自點(diǎn)法線數(shù)據(jù)的特征

④ 關(guān)閉三角測(cè)量--為了快速繪圖可以關(guān)閉模型

特征線的產(chǎn)生

邊界--轉(zhuǎn)換模型外邊緣為特征線

間斷--為找到簡(jiǎn)單的特征(如凸出和凹下)而探測(cè)數(shù)據(jù)里的尖銳邊緣

能夠轉(zhuǎn)換數(shù)字化掃描線為特征線

輸入的數(shù)據(jù)--能夠從點(diǎn)文件中摘錄多線條和樣條曲線

曲面構(gòu)造

通過(guò)在三角測(cè)量模型上跟蹤直線產(chǎn)生多樣化曲面

在連接的曲面之間，用已存在的曲面定義帶有選項(xiàng)的正切連續(xù)性的邊界

使用特征線指導(dǎo)和加快曲面定義

曲面錯(cuò)誤檢查

比較曲面與數(shù)字化點(diǎn)數(shù)據(jù)

報(bào)告最大限、中間值和標(biāo)準(zhǔn)值的錯(cuò)誤背離

錯(cuò)誤圖形形象地顯示變化

輸出

IGES、CADDS4X

STL ASCII 碼和二進(jìn)制

DUCT 圖形、三角模型和曲面

分隔的 ASCII 碼

Geomagic Studio

Geomagic Studio 可根據(jù)任何實(shí)物零部件自動(dòng)生成準(zhǔn)確的數(shù)字模型。作為全球首選的自動(dòng)化逆向工程軟件，Geomagic Studio 還為新興應(yīng)用提供了理想的選擇，如定制設(shè)備大批量生產(chǎn)、即定即造的生產(chǎn)模式以及原始零部件的自動(dòng)重造。只有 Geomagic Studio 具有下述所有特點(diǎn)：確保完美無(wú)缺的多邊形和 NURBS 模型處理復(fù)雜形狀或自由曲面形狀時(shí)，生產(chǎn)率比傳統(tǒng) CAD 軟件提高十倍自動(dòng)化特征和簡(jiǎn)化的工作流程可縮短培訓(xùn)時(shí)間，并使用戶(hù)可以免于執(zhí)行單調(diào)乏味、勞動(dòng)強(qiáng)度大的任務(wù)可與所有主要的三維掃描設(shè)備和 CAD/CAM 軟件進(jìn)行集成能夠作為一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用程序運(yùn)用于快速制造，或者作為對(duì) CAD 軟件的補(bǔ)充這就難怪世界各地有 3,000 人以上的專(zhuān)業(yè)人士使用 Geomagic 技術(shù)定制產(chǎn)品、 促使流程自動(dòng)化以及提高生產(chǎn)能力。

Imageware

Imageware產(chǎn)品提供了獨(dú)特、綜合的自由曲面構(gòu)造及檢測(cè)工具，這樣的三維工具應(yīng)用范圍從早期的概念開(kāi)發(fā)直到產(chǎn)品及制造的檢測(cè)。產(chǎn)品將向模塊化發(fā)展并專(zhuān)注四項(xiàng)關(guān)鍵的核心競(jìng)爭(zhēng)力：三維檢測(cè)、高級(jí)曲面、多邊形造型及逆向工程。

下面一些關(guān)鍵技術(shù)將是逆向工程主要發(fā)展方面：

(1)數(shù)據(jù)測(cè)量方面：發(fā)展面向逆向工程的專(zhuān)用測(cè)量設(shè)備，能夠高速、高精度的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品幾何形狀的三維數(shù)字化，并能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量和規(guī)劃路徑；

(2)數(shù)據(jù)的頂處理方面：針對(duì)不同種類(lèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)研究一種通用的數(shù)據(jù)處理軟件，完善改進(jìn)目前的數(shù)據(jù)處理算法；

(3)曲面擬合：能夠控制曲面的光順性和能夠進(jìn)行光滑拼接；

(4)集成技術(shù)：發(fā)展包括測(cè)量技術(shù)、模型重建技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造技術(shù)等的逆向工程技術(shù)。2100433B