在產(chǎn)品的研發(fā)過程中，利用數(shù)字樣機進行評審、仿真和分析已成為工業(yè)制造領(lǐng)域的主流趨勢。然而，隨著機械產(chǎn)品的復(fù)雜性不斷增加，數(shù)據(jù)體量也呈現(xiàn)快速增長，數(shù)字樣機的渲染效率問題日益凸顯。因此，為了滿足不同研發(fā)階段的應(yīng)用需求，需要對數(shù)字樣機進行輕量化處理。例如，在造型評審階段只需要數(shù)字樣機的造型表面數(shù)據(jù)，而在虛擬裝配仿真驗證階段，則需要保留產(chǎn)品的所有零部件。

傳統(tǒng)的模型輕量化方法需要工程師手動刪除對評審無用的零件與結(jié)構(gòu)，這一過程耗時、繁瑣，且影響工作效率。在處理用于造型評審的數(shù)字樣機時，工程師需要通過結(jié)構(gòu)樹或目視化篩選，逐個刪除產(chǎn)品內(nèi)部的電器件、支架、緊固件、線束等零部件，僅保留外形數(shù)據(jù)。這項工作通常需要工程師1-2天的時間才能完成。而對用于虛擬裝配的復(fù)雜零部件處理則更為繁瑣，工程師需要逐一刪除每個零部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，或者直接對外形進行重拓撲，每一個零部件的處理都極為耗時，一個完整的數(shù)字樣機往往需要一周以上的時間。這使得工程師在工作效率和渲染效率之間難以兼顧，不得不做出取舍。

MakeReal3D虛擬現(xiàn)實輔助工程平臺的包殼簡化功能為上述問題提供了有效的解決方案。包殼簡化功能可以對選中機構(gòu)的外表面進行檢索，進而刪除或隱藏被封閉表面包裹的零部件。在進行數(shù)字樣機造型評審準(zhǔn)備時，只需選中待優(yōu)化的數(shù)字樣機，啟用包殼簡化功能，便可一鍵刪除冗余零部件，快速提高渲染效率。圖2與圖3分別展示了利用包殼簡化功能對商務(wù)車進行輕量化前后的表現(xiàn)。圖2中的商務(wù)車模型包含整車全部零件，渲染幀率為75幀左右。如圖3所示，通過包殼簡化功能優(yōu)化后，商務(wù)車內(nèi)部的所有模型數(shù)據(jù)均被刪除，僅保留外飾，快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輕量化，渲染幀率提升到了120幀，極大地提高了渲染效率。

在處理外表面不封閉的復(fù)雜零件機構(gòu)時，MakeReal3D的包殼簡化功能也能夠有效剔除內(nèi)部無用結(jié)構(gòu)。比如在進行整車虛擬裝配時，發(fā)動機、變速箱等機構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無需展示，可以進行優(yōu)化處理。然而，由于發(fā)動機、變速箱殼體表面存在孔洞，無法形成封閉表面，這時調(diào)整包殼簡化功能中的最大間隙直徑參數(shù)，以忽略殼體表面的孔洞，并形成封閉表面，進而完成對內(nèi)部零件的剔除處理。如下圖所示，左側(cè)為優(yōu)化前的發(fā)動機，零件數(shù)量為2232，面數(shù)為2,047,796；右側(cè)為簡化后的發(fā)動機，零件數(shù)量為612，面數(shù)為1,218,507，優(yōu)化了40%面數(shù)。

在處理發(fā)動機、變速箱等具備復(fù)雜內(nèi)構(gòu)的機構(gòu)時，僅刪除其內(nèi)部零件并不能獲得最理想的優(yōu)化效果，此時，調(diào)整優(yōu)化模式為面片模式，即可針對數(shù)據(jù)進行面片層級的處理，將所有無需被觀測的表面刪除。如圖5所示，右側(cè)為再次優(yōu)化后的發(fā)動機，零件數(shù)量依然為612，面數(shù)降到了925,646，相比包殼前的發(fā)動機優(yōu)化了55%，內(nèi)部面片全部刪除?？梢娫趦?yōu)化一些具備復(fù)雜內(nèi)構(gòu)的機械零部件時，使用面片層級的處理方式可以獲得更為出色的效果。

利用MakeReal3D的包殼簡化功能，可以快速刪除冗余零件。針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件也可進行快速優(yōu)化，并可調(diào)整優(yōu)化的范圍，無需工程師手工處理，顯著地提高了渲染效率與工作效率。