線框模型（wire frame model）是三維電子表示或者三維計算機圖形中的物體的可視化表示方法。
模型簡介
通常說來，線框模型是利用對象形體的棱邊和頂點來表示幾何形狀的一種模型，它只反映出二維實體的部分形狀信息，難以得到物體的剖面圖、消除隱藏線及畫出兩個面的交線或輪廓線等。
線框模型是可以生成、修改、處理二維和三維線框幾何體，可以生成點、直線、圓、二次曲線、樣條曲線等，又可以對這些基本線框元素進行修剪、延伸分段、連接等處理，生成更復雜的曲線，線框模型的另一種方法是通過三維曲面的處理來進行，即利用曲面與曲面的求交，曲面的等參數(shù)線，曲面邊界線，曲線在曲面上的投影，曲面在某一方向的分模線等方法來生成復雜曲線。實際上，線框功能是進一步構(gòu)造曲面和實體模型的基礎工具。在復雜的產(chǎn)品設計中，往往是先用線條勾劃出基本輪廓，即所謂“控制線”，然后逐步細化，在此基礎上構(gòu)造出曲面和實體模型。
線框模型的表示方法：一般說來，線框模型由一些基本的圖元來表示，這些圖元包括點、線段、圓、圓環(huán)、弧等。
模型應用
線框定義過程簡單，很多復雜的產(chǎn)品，先用幾條線勾劃出基本輪廓，然后逐步細化。線框的存儲量小，操作靈活，響應速度快。從它產(chǎn)生二維圖和工程圖也比較方便。另外，這種造型方法對硬件的要求不高，容易掌握，處理時間較短。線框結(jié)構(gòu)并不只適用與CAD/CAM的二維軟件幾何模型，三維軟件也有用武之地，比如現(xiàn)在的歐特克 3D STUDIO、微軟 SOFTIMAGE等所基于的模型就是線框結(jié)構(gòu)幾何模型，當然和二維軟件相比，他們對線框結(jié)構(gòu)做了進一步的改進，其三維模型的基礎是多
邊形，已經(jīng)不是線段、圓、弧這樣零碎的圖素。
使用線框模型可以看到三位模型的底層結(jié)構(gòu)設計。傳統(tǒng)的二維觀察或者繪制可以通過合適的物體旋轉(zhuǎn)以及選擇經(jīng)過切面的線消隱實現(xiàn)。由于線框渲染方法相對來說比較簡單并且計算速度很快，所以這種方法經(jīng)常用于高幀速的場合，如非常復雜的三維模型或者模擬外部現(xiàn)象的實時系統(tǒng)。當需要更加精細的效果時可以在完成線框繪制之后自動渲染表面紋理。這種方法允許設計人員及時審查改動以及將物體旋轉(zhuǎn)到新設計的場景，它沒有真實感渲染所常有的較長延時。
線框模型格式也非常適合于數(shù)控機床中的路徑編程，并且已經(jīng)在那個領域得到了廣泛應用。
模型局限性
但是，線框造型也有其局限性。一方面，線框造型的數(shù)據(jù)模型規(guī)定了各條邊的兩個頂點以及各個頂點的坐標，這對于由平面
構(gòu)成的物體來說，輪廊線與棱線一致，能夠比較清楚地反映物體的真實形狀，但是對于曲面體，僅能表示物體的棱邊就不夠準
確。例如表示圓柱的形狀，就必須添加母線。另一方面，線框模型所構(gòu)造的實體模型，只有離散的邊，而沒有邊與邊的關(guān)系，即沒有構(gòu)成面的信息，由于信息表達不完整，在許多情況下，會對物體形狀的判斷產(chǎn)生多義性。由于造型后產(chǎn)生的物體所有的邊都顯示在圖形中，而大多數(shù)的三維線框模型系統(tǒng)尚不具備自動消隱的功能，因此無法判斷哪些是不可見邊，哪些又是可見邊。對同一種基于線框模型的三維實體重構(gòu)問題的分析與研究線框模型，難以準確地確定實體的真實形狀，這不僅不能完整、準確、唯一的表達幾何實體，也給物體的幾何特性、物理特性的計算帶來困難。
參考資料 >