计算机图形学(孙家广.第三版)-第3章(4).ppt

Parasolid的模型结构 模型实体包括三种：拓扑、几何和相关数据 1．拓扑实体 （1）体（Body）：Parasolid模型通常包括一个或多个体（Bodies） （2）壳（Shell）：壳是实体（Solid）和空气之间封闭的边界 （3）面（Face）、边（Edge）和顶点（Vetex） （4）翼（Fin）：翼（Fins）表示一条边的一侧每一条边有一个左翼和一个右翼 （5）环（Loop）：由一个面上封闭的翼组成。 （7）装配件（Assembly）和实例（Instance）：一个装配件是一个对其它装配件或体的指针的集合。每一个指针被称为一个实例。 （8）世界（World）：世界是一个独特的实体（Entity），它包含模型中的所有的体（Bodies）和装配件（Assemblies）。 2．几何实体（Entities） 点。主要依附于顶点，它们也依附于体和装配件作为构造几何。 曲线。主要依附于面，但也依附于体和装配件作为构造几何。 曲面。主要依附于模型的边或翼，但也依附于体和装配件作为构造几何。 变换。变换表示几何操作：平移、修剪等，主要依附于实例。 3．相关的数据实体 （1）特征（feature）：是实体的集合，依附于体和装配件。 （2）表（List）：提供了结构化数据的方法，它们一般独立使用，也可依附于体和装配件。表有三种：整数表（Integer）、实数表（Real）和标志表（Tag）。 （3）属性（Attribute）：是用于附着信息到实体的数据结构。 Parasolid的界面 Parasolid有两个界面。 一个在造型器顶部，称为核心界面（KI），通过KI，用户可以造型、操作对象和控制造型器。 另一个在造型器下部，它包括三个部分：Frustrum、GO（Graphics Output）和FG（Foreign Geometry）。 Frustrum：Frustrum是用户写的函数集，当数据被存储、提取，或进行内存分配时，它们被核心调用。 图形输出（GO）：图形输出（GO）函数也是被用户写的。从这些函数输出的通是要求核心（Kernel）绘图的指令。 外部几何（FG）：Parasolid通过FG模块界面访问用户定义的曲线、曲面，使得用户可以使用Parasolid造型出的曲线、曲面及标准的Parasolid曲线、曲面类型。 3.8.2 ACIS系统 ACIS是由美国Spatial Technology于1990年首次推出。 ACIS的重要特点是支持线框、曲面、实体统一表示的非正则形体造型技术，能够处理非流形形体。 ACIS产品采用了组件技术，其核心是几何造型器（Geometric Modeler），还包括一些可与核心集成的组件，称为外壳（Husk）。 ACIS的结构 核心只提供一些基本的几何造型功能，其它高级功能在外壳中提供。 外壳可以是Spatial Technology公司提供的，如高级渲染（Advanced Rendering）外壳、三维工具箱（3D Toolkit）外壳等，也可以是用户开发的。 ACIS的模型表示 ACIS模型表示由各种属性（Attributes）、几何（Geometries）和拓扑（Topologies）成。 几何是指模型的物理描述，如点、曲线、曲面、直线、椭圆等； 拓扑是指各种几何实体在空间的关联，如体、壳、面、环、边和顶点等； 属性依附于模型实体。 ACIS是用C++开发的，C++类的层次如图所示。 ACIS的几何总线 ACIS核心提供了一个几何总线，以连接其它的外壳与应用程序 ACIS的界面 1．API函数 API（Application Procedural Interface）函数是一个函数集，应用程序通过调用这些函数可以操作模型。 2．属性 ACIS属性（Attributes）机制向开发者提供了具体的应用程序数据到ACIS几何或拓扑实体（ENTITY）的方法。属性与模型数据一起存储或恢复。 3．类 类（Classes）界面是定义ACIS几何和拓扑模型及其它ACIS特征的C++类的集合，开发者可以直接利用这些类和方法，为特定的用途导出新的类和方法。 4. 宏 预处理器宏（Macros）用于简化通常的编码任务。 3.7归类求交 几何造型中，通常利用集合运算（并、交、差运算）实现复杂形体的构造。集合运算需要大量的求交运算。 如何提高求交的实用性、稳定性、速度、精度等，对几何造型系统至关重要。 历史上的观念变化:简单体素的精确求交， － NURBS统一求交 - 归类求交 3.7.1 求交分类简介 多面体模型 这种模型的求交计算主要是线段和平面的求交，求交问题的解决相对简单。 多面体模型的缺点是明显的。它只能近似表示形体，同时，复杂形体表面的离散会带来巨大的数据量。 CSG模型 在这种模