BRep 建模,即 Boundary Representation modeling,边界表示法建模,在 CAD 应用中是最常见的建模方法。BRep 是 3D 对象的数学精确表示,这种表示方法定义了实体和非实体之间的几何边界。

BRep 对象的形状和轮廓不是由多边形或顶点这样的可简化对象构建的。相反,一个BRep 对象由其表面(surface)之间的数学关系定义。

例如,注意看上图中的保险杠,这个保险杠不是用较小的组件(如多边形)定义的。相反,它作为独立离散对象存在。保险杠的形状由其表面在 3D 空间中的位置和曲线(相对于 XYZ 轴)进行定义。

创建保险杠这个几何体所需的数学公式如下:

  • 其中一个数学公式描述表面的旋转和它在Y轴上的大约呈S形的曲线。
  • 另一个数学公式描述了Z轴保险杠底部的肘状凸起。

组合多个精确的数学公式来描述对象在所有轴上的全部表面时,我们就得到了一个BRep对象。

BRep建模的优势

  • BRep 对象是数学精确的,使设计师和工程师能够构建其设计的完美表示
  • 与其他建模方法不同,BRep 允许你在不丢失分辨率的情况下放大。BRep 曲线将在放大的每一个级别上保持同样的曲率
  • BRep 的数学精度使其非常适合制造应用

BRep建模的缺点

  • BRep 文件格式是重量级的,它需要存储大量占用磁盘空间的元数据
  • 当需要可视化、渲染或动画时 ,BRep 模型需要额外的处理能力
  • 有机/自然物体很难用BRep的精确数学公式重现

总体而言,BRep 的功能使其成为工程师和设计师的理想格式,但在可视化或渲染方面存在严重限制。

混合建模过程

简言之,混合建模(Hybrid Modeling)是将 BRep、多边形、点云和基于体素(Voxel-based)的建模  — 3D 建模的四种主要类型 — 的优点组合成一个工作流。

一些软件开发套件(如Spatial的 CGM)允许 3D 开发人员将混合建模功能本地构建到其工具集中。这允许设计师和工程师在不同的建模类型之间无缝切换,而不会在这个过程中丢失任何数据。它允许工程师对其 BRep 文件进行仿真,并利用得到的洞察自动调整其模型。

强大的混合建模软件意味着可以缩短模型准备过程,并填补 3D 模型的典型空白,如在粒子基础上模拟工程模型的行为。


原文链接:The Main Benefits and Disadvantages of BRep Modeling

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