1.3　计算机辅助三维建模

计算机辅助建模是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。

1.3.1　线框建模

线框模型的表达只需包罗形体的顶点和边界，在计算机中存储顶点表和边表就可以建立形体的线框模型。线框模型数据结构简单、计算量小，但不能解决求交、消隐问题，不能计算物理参数（如重量和惯性矩等）。

线框造型是CAD技术发展过程中最早应用的三维模型，这种模型表示的是物体的棱边。线框模型由物体上的点、直线和曲线组成。在线框造型的过程中，首先根据设计的需要输入点的坐标值，计算机根据输入的坐标值实时地将点显示出来，然后将点用直线或曲线连接起来，即构成了三维线框模型。在汽车、飞机、船舶等新产品的设计中，大量采用线框模型来进行新产品的构思和初步结构设计，待设计方案确定后，再在线框模型基础上进行曲面或实体造型，完成最终的产品结构详细设计。

1.3.2　曲面建模

曲面造型（surface modeling）是计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项重要内容，它起源于汽车、飞机、船舶、叶轮等的外形放工艺。曲面造型当前已形成以有理B样条曲面参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值、拟合、逼近这三种方法为主要手段的几何理论体系。曲面建模包括直纹面、扫描曲面、蒙皮面、过渡曲面和边界曲面的建模等。

1.3.3　实体建模

实体模型在计算机内提供了对物体完整的几何和拓扑定义，可以直接进行三维设计，在一个完整的几何模型上实现零件的质量计算、有限元分析、数控加工编程和消隐立体图的生成等。随着实体模型领域内诸如特征、约束等概念的提出，几何实体造型的设计方法应用非常广泛。实体造型的表示方法主要有边界表示法（B-rep）、体素构造法（Constructive Solid Geometry，CSG）、八叉树表示法、欧拉操作法、射线表示法等。