第1章几何造型方法介绍和分类分解.ppt

Computer Aided Design 1.1 几何造型方法 优点：模型的数据结构简单，数据存储量小； 缺点：不能自动消隐，几何描述能力差； 不能进行诸如体积、面积、重量、惯性矩等几何特 性的计算； 三．实体造型 1.2 实体模型的表示 1. 体素构造法 体素构造法表示复杂形体非常简洁，其理论基础可以归纳为： 正则集 正则形体与非正则形体： 面是形体表面的一部分，不允许存在悬面； 不允许存在悬边； 边只有两个邻面； 点至少和三个面(或三条边)邻接，不允许存在孤立点。 3、几何运算的基础是对参与运算的元素进行分类。 4、体素分类是求两组元素的组合。 5、当集合运算的结果有二义性时，利用邻域进行测试。 6、对CSG表示采用分治（Divide-and-Conquer）算法。 2、 边界表示法 Boundary Representation，也称BR表示或BRep表示 最成熟、无二义性 物体的边界与物体一一对应 实体的边界是表面的并集 表面的边界是边的并集 3. 混合表示 1.3 典型的几何造型系统 1.4 产品数据交换标准 1、DXF 2、IGES The End Procedure ClassLine3D( L, S) if S is a primitive Then ClassLine3DwrtPrim( L, S) else CombineLine3D( ClassLine3D( L, Left_S), ClassLine3D( L, Right_S), Op_S) 1.2 实体模型的表示 1.2 实体模型的表示 几何信息 欧式空间中的位置和大小 拓扑信息 顶点、边、面的数目、类型 以及连通关系 1.2 实体模型的表示 边的有序连接。 线 面的角点。 顶点 一条空间曲线的有界部分。 边 用来存放一条边与相邻边以及与环的关系。在正常的实体中一条边严格为两个邻面所共有，这时共边成对出现，各与一个面环相关联。 共边 环是面边界的连通部分。从名称看，环应该封闭，实际上可以不封闭。 环 空间一张几何面的有界部分、它的边界由一个或多个环组成。球是封闭的面，但没有环。 面 壳或子壳的一个分割，系统通常用它来提高壳与壳相关性判断的效率。 子壳 正常情况下壳是一个完整物体的封闭边界。一个连通的物体有一个外壳和若干个可能的内壳，后者构成体内的边界。壳也可能是无边界的无限面或有部分边界的半无限面。板是壳的中性层表面，没有厚度，正反面都有效。 壳 体有扩大的含义，可以是一根或多根线，可以是不封闭的壳，称作板，也可以是若干个离散的体，合成一个处理。线可以是作图的辅助线，中心线或扫成曲面的母线，也可以退化成一个辅助点；也可以是未蒙皮的 线框模型。 体 1.2 实体模型的表示——ACIS ACIS数据结构表示的四面体模型 1.2 实体模型的表示——ACIS 边 界 表 示 拓 扑 图 BG Baumgart提出的翼边结构用来清楚说明多面体模型的面、边、顶点之间的拓扑关系。 1.2 实体模型的表示 体素构造模型 外部模型 边界表示模型 内部模型 1.2 实体模型的表示 1、 国外CAD软件 Pro/E（Pro/Engineer） I-DEAS UG（Unigraphics） 1.3 典型的几何造型系统 2、 国内CAD/CAM软件 CAXA电子图板与制造工程师 开目CAD 1.3 典型的几何造型系统 常用的面向产品数据模型及其文件格式的标准有DXF、IGES和STEP。 1.4 产品数据交换标准 DXF文件的总体结构由7个段和文件结尾组成，按顺序分别是：标题段、类段、表段、块段、实体段、对象段、预览段、文件结尾。DXF文件的最小组成单元是组（Group），一个DXF文件由若干组构成，每个组在文件中占两行，第一行称为组码（Group code），第二行称为组值（Group value）。组码说明了组值的数据类型，组值是数据的具体值，这两行组合起来才是一个完整的数据。外部应用程序通过组码得到组值的数据类型，从而可以方便地读取组值。 1.4 产品数据交换标准 基本图形交换规范 （Initial Graphics Exchange Specification，IGES）1980年由美国国家标准局主持开发，1982年成为ANSI标准。IGES虽然不是ISO标准，