逆向工程学

从广义讲，逆向工程可分以下三类：

(1)实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。

(2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向有三类：既有实物，又有全套技术软件；只有实物而无技术软件；没有实物，仅有全套或部分技术软件。

(3)影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。

目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的CAD，称为“实物逆向工程”。

RapidForm

RapidForm 是韩国 INUS 公司出品的全球四大逆向工程软件之一，RapidForm 提供了新一代运算模式，可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面，使它成为 3D Scan 后处理之最佳化的接口。RapidForm 也将使您的工作效率提升，使 3D 扫描设备的运用范围扩大，改善扫描品质。

多点云数据管理介面

高级光学 3D 扫描仪会产生大量的数据(可达 100,000 ～ 200,000点)，由于数据非常庞大，因此需要昂贵的电脑硬件才可以运算，现在 RapidForm 提供记忆管理技术(使用更少的系统资源)可缩短您处理数据的时间。

多点云处理技术

可以迅速处理庞大的点云数据，不论是稀疏的点云还是跳点都可以轻易地转换成非常好的点云， RapidForm 提供过滤点云工具以及分析表面偏差的技术来消除 3D 扫描仪所产生的不良点云。

快速点云转换成多边形曲面的计算法

在所有逆向工程软件中，RapidForm 提供一个特别的计算技术，针对 3D 及 2D 处理是同类型计算，软件提供了一个最快最可靠的计算方法，可以将点云快速计算出多边形曲面。RapidForm 能处理无顺序排列的点数据以及有顺序排列的点数据。

彩色点云数据处理

RapidForm 支持彩色 3D 扫描仪，可以生成最佳化的多边形，并将颜色信息映像在多边形模型中。在曲面设计过程中，颜色信息将完整保存，也可以运用 RP 成型机制作出有颜色信息的模型。RapidForm 也提供上色功能，通过实时上色编辑工具，使用者可以直接对模型编辑自己喜欢的颜色。

点云合并功能

多个点扫描数据有可能经手动方式将特殊的点云加以合并，当然，RapidForm 也提供一技术，使用者可以方便地对点云数据进行各种各样的合并。

CopyCAD

CopyCAD 是由英国 DELCAM 公司出品的功能强大的逆向工程系统软件，它能允许从已存在的零件或实体模型中产生三维CAD模型。该软件为来自数字化数据的 CAD 曲面的产生提供了复杂的工具。CopyCAD 能够接受来自坐标测量机床的数据，同时跟踪机床和激光扫描器。

CopyCAD 简单的用户界面允许用户在尽可能短的时间内进行生产，并且能够快速掌握其功能，即使对于初次使用者也能做到这点。使用 CopyCAD 的用户将能够快速编辑数字化数据，产生具有高质量的复杂曲面。该软件系统可以完全控制曲面边界的选取，然后根据设定的公差能够自动产生光滑的多块曲面，同时，CopyCAD 还能够确保在连接曲面之间的正切的连续性。

该软件的主要功能如下：

数字化点数据输入

DUCT 图形和三角模型文件

CNC 坐标测量机床

分隔的 ASCII 码和 NC 文件

激光扫描器、三维扫描器和 SCANTRON

PC ArtCAM

点操作

能够进行相加、相减、删除、移动以及点的隐藏和标记等点编辑

能够为测量探针大小对模型的三维偏置进行补偿

能够进行模型的转换、缩放、旋转和镜像等模型转换

能够对平面、多边形或其它模型进行模型裁剪

三角测量

在用户定义的公差和选项内的数字化模型的三角测量，包括：

① 原始的--法线设置

② 尖锐--尖锐特征强化

③ 特征匹配--来自点法线数据的特征

④ 关闭三角测量--为了快速绘图可以关闭模型

特征线的产生

边界--转换模型外边缘为特征线

间断--为找到简单的特征(如凸出和凹下)而探测数据里的尖锐边缘

能够转换数字化扫描线为特征线

输入的数据--能够从点文件中摘录多线条和样条曲线

曲面构造

通过在三角测量模型上跟踪直线产生多样化曲面

在连接的曲面之间，用已存在的曲面定义带有选项的正切连续性的边界

使用特征线指导和加快曲面定义

曲面错误检查

比较曲面与数字化点数据

报告最大限、中间值和标准值的错误背离

错误图形形象地显示变化

输出

IGES、CADDS4X

STL ASCII 码和二进制

DUCT 图形、三角模型和曲面

分隔的 ASCII 码

Geomagic Studio

Geomagic Studio 可根据任何实物零部件自动生成准确的数字模型。作为全球首选的自动化逆向工程软件，Geomagic Studio 还为新兴应用提供了理想的选择，如定制设备大批量生产、即定即造的生产模式以及原始零部件的自动重造。只有 Geomagic Studio 具有下述所有特点：确保完美无缺的多边形和 NURBS 模型处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统 CAD 软件提高十倍自动化特征和简化的工作流程可缩短培训时间，并使用户可以免于执行单调乏味、劳动强度大的任务可与所有主要的三维扫描设备和 CAD/CAM 软件进行集成能够作为一个独立的应用程序运用于快速制造，或者作为对 CAD 软件的补充这就难怪世界各地有 3,000 人以上的专业人士使用 Geomagic 技术定制产品、 促使流程自动化以及提高生产能力。

Imageware

Imageware产品提供了独特、综合的自由曲面构造及检测工具，这样的三维工具应用范围从早期的概念开发直到产品及制造的检测。产品将向模块化发展并专注四项关键的核心竞争力：三维检测、高级曲面、多边形造型及逆向工程。

下面一些关键技术将是逆向工程主要发展方面：

(1)数据测量方面：发展面向逆向工程的专用测量设备，能够高速、高精度的实现产品几何形状的三维数字化，并能进行自动测量和规划路径；

(2)数据的顶处理方面：针对不同种类的测量数据，开发研究一种通用的数据处理软件，完善改进目前的数据处理算法；

(3)曲面拟合：能够控制曲面的光顺性和能够进行光滑拼接；

(4)集成技术：发展包括测量技术、模型重建技术、基于网络的协同设计和数字化制造技术等的逆向工程技术。2100433B

在早上的文章提到了一个词“逆向工程 ”，很多人在听到它时都会有点不知所云，只是根据原文猜测可能和复制有关的技术吧。现在就让我们来简单了解一下它吧。

长久以来，工业产品的传统开发方式是从产品需求的构思、功能与规格预期指标的确定，到各个组件的设计、制造、组装、性能测试等。每个组件都保留有原始的设计图，此开发模式称为“正向工程”(Forward Engineering)。

然而，随着工业技术水平的提升以及生活水准的提高，任何通用性产品在消费者对于高品质的要求下，功能上的需求已不再是赢得市场竞争力的唯一条件。所以新产品开发过程中的另一条重要路线就是样件的反求。反求工程技术又称逆向工程技术（ Reverse Engineering, RE） 。

逆向工程（又名反向工程，Reverse Engineering-RE）是对产品设计过程的一种描述。在2007年初，我国相关的法律为逆向工程正名，承认了逆向技术用于学习研究的合法性。

在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从设计到产品的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后在详细设计阶段完成各类数据模型，最终将这个模型转入到研发流程中，完成产品的整个设计研发周期。这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个从产品到设计的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品，反向推出产品设计数据（包括各类设计图或数据模型）的过程。从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。比如早期的船舶工业中常用的船体放样设计就是逆向工程的很好实例。

随着计算机技术在各个领域的广泛应用，特别是软件开发技术的迅猛发展，基于某个软件，以反汇编阅读源码的方式去推断其数据结构、体系结构和程序设计信息成为软件逆向工程技术关注的主要对象。软件逆向技术的目的是用来研究和学习先进的技术，特别是当手里没有合适的文档资料，而你又很需要实现某个软件的功能的时候。也正因为这样，很多软件为了垄断技术，在软件安装之前，要求用户同意不去逆向研究。

逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。

逆向工程RE（Reverse Engineering）俗称三维激光扫描抄数。就是利用三维激光扫描仪或者三坐标测量仪对物体表面进行三维扫描或测量，获得物体的三维点数据，再利用逆向工程软件对获得的三维扫描数据进行整理、编辑、获取所需的三维特征曲线，最终通过三维曲面表达出物体的外形，为后续的设计或是加工做准备。