目前,以技术为主题的产品设计正转向以技术为客体、面向特定顾客的个性化设计。传统的设计方法已经难以快速响应消费群体对产品的个性化需求。针对人们对个性化鞋的需求,本文在逆向工程的基础上,在鞋楦的设计过程中首次提出了一种基于特征和约束的新思路来进行脚模的制取,并侧重于脚模特征模型的建立、脚型数据的简化和脚模曲面的重建等内容的研究,开发了用于重建脚模曲面的原型系统。 本文首先采用基于逆向工程的特征和约束的方法来构建脚模曲面,建立脚模特征参数模型。在这个过程中,对曲面的表达形式进行了分析和讨论,选用B样条曲面来表达脚模曲面,还分析了脚模和鞋楦的关系,指出了它们的特征点,结合脚模的特殊形状,本文首次提出建立能够体现脚模变化趋势的参数,并提出对脚模曲面进行了自由曲面的特征划分,给出了曲面之间的拓扑关系和连续性条件,从而建立了脚模的特征模型;其次,采用ATOS系统获取原始脚型数据,抓住脚数据的特点,对脚数据特别是脚趾部分的点数据进行修补和简化处理。再次,在建立了脚模特征模型的基础上,进行了脚模曲面的重构和鞋楦的制作,主要研究了点云和曲面匹配技术、曲面的连续性条件的建立、点云的分块和参数化方法等相关理论和技术。开发了针对脚模的特征建模原型系统—FBFES。最后还介绍了从脚模到鞋楦的制作理论。