三維曲面構(gòu)造及編輯技術(shù)的研究與軟件開發(fā).pdf

1、隨著產(chǎn)品幾何外形的復(fù)雜化，產(chǎn)品中所包含的復(fù)雜曲面越來越多，使曲面造型模塊在CAD/CAM系統(tǒng)中的地位越來越高。JHSolid是利用國外造型內(nèi)核Parasolid開發(fā)的具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的三維CAD造型系統(tǒng)，它在實(shí)體造型方面體現(xiàn)出了簡單易用的風(fēng)格，但目前還不具備曲面造型的能力。本課題旨在彌補(bǔ)JHSolid在曲面造型方面的不足，對一些當(dāng)今流行的曲面造型功能進(jìn)行了試探性開發(fā)，為后期的軟件升級做準(zhǔn)備。 曲面造型在三維CAD領(lǐng)域是一個(gè)難

2、點(diǎn)，涉及的知識領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)輔助幾何的數(shù)學(xué)理論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件開發(fā)方法等。前期的準(zhǔn)備工作包括相關(guān)理論以及軟件開方法的學(xué)習(xí)，Parasolid造型內(nèi)核、OpenGL圖形工具的使用以及對JHSolid系統(tǒng)框架的熟悉。在完成了這些前期準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方面的曲面造型功能：自由曲砸造型、掃描與放樣和曲面編輯。 自由曲面造型部分采用了B-樣條曲面表達(dá)法，B-樣條曲面的很多優(yōu)良特性使得它到現(xiàn)在仍然是自由曲面造型的主要工具。本課

3、題實(shí)現(xiàn)了B-樣條曲面的構(gòu)建、曲面變形以及相關(guān)的節(jié)點(diǎn)增加等技術(shù)，重點(diǎn)解決了操作點(diǎn)陣的輸入問題。掃描與放樣部分實(shí)現(xiàn)的功能有拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描與放樣，提出了一種放樣的節(jié)點(diǎn)匹配算法。該部分還探討了掃描與放樣的理論背景，并且對Parasolid中掃描與放樣的結(jié)果進(jìn)行了歸納。曲面編輯部分實(shí)現(xiàn)的功能有曲面裁剪、曲面連接、曲面偏移、曲面延伸、曲面剖切等，其中曲面連接部分實(shí)現(xiàn)了曲面的縫合、拼接與混合，曲面編輯部分不僅實(shí)現(xiàn)了曲面的編輯，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了曲面對實(shí)體