仿生學是研究模擬生物系統或使人造技術系統具有類似于生物系統功能的科學，即學習生物系統.進行技術創造。信鴿是一種擅長飛行的鳥類，一只普通的信鴿常常能以80km/h的速度飛行，這個速度大約相當于每秒鐘75倍鴿子的體長。生物表面的幾何構型有特定的功能適應，具有存在的合理性，必然存在定量的規律性。認識這種量化規律，需要實現生物表面的定最測量，獲取空間表面數據，以實現生物體曲面的建模和定量分析，進而進行仿生技術探索。逆向工程技術可以實現生物體三維表面數字化測最及其實體模型重構。以信鴿體表作為仿生對象，進行仿生減阻研究，首先要獲取量化的仿生表面信息。3D曲面模型能夠反映信鴿表面的非光滑形態，能夠反映表面的許多幾何特征，可以從模型中獲取許多量化的幾何信息。

　　1表面模型的建立

　　1.1樣品制作

　　從信鴿的胸部和背部上分別取下帶羽毛的表皮，立即將其展平，并固定于某一平面上。盡量保持表皮上的羽毛完整無損，并保持羽毛搭接的自然狀態，翅膀整個取下，保持自然形貌。樣品在常溫下，自然晾干。這里主要研究靜態情況下信鴿表面的自然的非光滑形貌，所以。排除風等外界因素的影響。

　　1.2點群數據采集與處理

　　信鴿表面羽毛柔軟。受力容易變形.這里主要采用非接觸式測量方法，使用特制的3D SCANNER激光掃描儀.其掃描精度為0.2mm，機臺的掃描范周是80mmx70mm，景深為30mm。主要選擇乳了白色的信鴿作為掃描樣本，其他顏色的掃描樣本在掃描之前進行了噴涂處理。掃描了胸部、背部和翅膀的多個樣品，根據精度要求，X軸和Y軸的間隔分別設為0.05mm，0.1mm及0.2mm.掃描長度分別設為8mm.10mm和12mm.點群數據文件存儲為.ASCII文件形式。

　　從激光掃描儀上經過掃描獲得的每一個點群數據中，都含有噪聲數據。為了精確合理地建立信鴿表面形貌的模型。采用誤差點處理，數據平滑和數據精簡等方法對點群數據進行了預處理。首先，手工刪除掃描數據中的無關點。將點云放大、旋轉，多角度觀察，手工刪除不屬于信鴿體表的數據點云.如實驗臺底架、生物體固定裝置等數據點。其次，剔除失真點。受信鴿體表光線的散射，測量環境的突然變化及測量設備分辨率等因素影響，在信鴿體表的尖角、凹邊及信鴿體表邊界附近的測最數據容易產生誤差較大的“跳點”。直接將點云局部放大、旋轉，將篩選出的與數據點云偏離較大的異常點直接刪除。CopyCAD軟件中提供了四種精簡點群數據的方法，采用了抽樣方法。數據平滑處理可以消除噪聲影響，得到較光順的重建模型，但前后兩組數據的偏差不能過大。分別采用高斯模式、平均模式和中值模式濾波器對數據進行平滑處理。

　　1.3表面模型的建立

　　使用CopyCAD軟件.建立了信鴿胸部、背部及翅膀表面的的模型。主要經過四步實現：1)輸入數字化點數據，利用import輸入已經存好的.asc點云數據;2)產生掃描結構線.公差處理模型;3)經過偏置和三角化，產生三角模型;4)生成曲面模型。白翅膀在體視顯微鏡下的照片及用CopyCAD建盤的表面模型如圖l(b)所示。根據建立的體表的3D模型，獲取了許多有價值的幾何信息，并進行了特征曲線和特征曲面的幾何特性分析。

　　圖1表面及模型

　　2結束語

　　信鴿的體表凸凹較明顯，呈較規則的宏觀柔性非光滑表面結構。利用逆向工程軟件CopyCAD進行數據點云的平滑處理、精簡處理，通過點云數據網格化的造型方法，建立了體表非光滑表面的3D模型，獲取了需要的幾何信息，為下一步以信鴿體表為仿生對象，進行仿生減阻研究奠定了基礎。