專利名稱：相對于給定對稱操作對稱的參數(shù)曲面的創(chuàng)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機輔助設(shè)計領(lǐng)域，更具體而言，涉及參數(shù)曲面，
尤其是相對于給定對稱操作(given symmetry operation)對稱的參數(shù) 曲面的計算機輔助創(chuàng)建。
背景技術(shù)：
市面上有很多用于零件或者零件組裝件設(shè)計的系統(tǒng)和程序，例如 由本申請人提供的商標(biāo)為CATIA的產(chǎn)品。這些所謂的計算機輔助設(shè) 計(CAD)系統(tǒng)允許用戶構(gòu)建和操縱零件或零件組裝件的復(fù)雜三維 (3D)模型。
3D計算機圖形的創(chuàng)建涉及各種各樣的步驟，包括建模和處理步 驟(基礎(chǔ)網(wǎng)格的細(xì)分、向參數(shù)曲面的轉(zhuǎn)換、繪制等)。
可以采用很多種不同的建模技術(shù)創(chuàng)建組裝件的模型。這些技術(shù)包 括實體建模、線框建模和曲面建模。實體建模技術(shù)是為拓?fù)鋵W(xué)3D模 型提供的，其中，例如，所述3D模型是互連的邊和面的集合。從幾 何的角度而言，3D實體模型是界定閉合表層的己修整或劃界曲面的 集合。所述修整曲面對應(yīng)于由邊界定的拓?fù)涿?。所述閉合表層(closed skin)界定了由零件的材料填充的3D空間的有界域。另一方面，可 以采用線框建模技術(shù)表示作為簡單的3D線的集合的模型，而曲面建 模則可用來表示作為外表面的集合的模型。CAD系統(tǒng)可以將這些以 及其他建模技術(shù)(例如參數(shù)建模技術(shù))結(jié)合起來。因而，CAD系統(tǒng) 提供了采用邊或線，以及在某些情況下采用面對模擬對象的表達。模 擬對象包括很多線或邊；可以通過很多種方式對這些線或邊進行表 達，例如，非均勻有理B樣條(NURBS)、貝塞爾曲線或描述曲線的 其他算法。
就處理步驟而言，CAD程序通常在對對象的建模過程中利用基 礎(chǔ)網(wǎng)格(basemesh)。基礎(chǔ)網(wǎng)格是互連的基本多邊形(例如三角形或 四邊形)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
用戶在設(shè)計過程中對基礎(chǔ)網(wǎng)格進行修改，以獲得所需的模型，之 后，將其轉(zhuǎn)化為多個參數(shù)曲面，例如NURBS或B樣條
所涉及的模擬產(chǎn)品通常以平滑的流線型為特征的現(xiàn)代消費品， 其復(fù)雜性超出了簡單的分析曲面，例如平面、盒面和柱面的適用性。 相反，通常采用樣條曲線和曲面等來模擬這樣的產(chǎn)品。在設(shè)計產(chǎn)品時， 對象表面的平滑性是主要關(guān)注點。因此，3D建模者通常要運用各種 工具來創(chuàng)建平滑曲面。
在下文中，將采用幾何術(shù)語"曲率"表示曲線或曲面偏離理想直
線或平面的程度。通常將曲率作為局部密切半徑的倒數(shù)來測量。因此，
當(dāng)曲線只是稍微彎曲時其曲率低，半徑大，如果其彎曲得厲害，那么 其曲率高，半徑小。圓弧、圓環(huán)或以其為基礎(chǔ)的曲面的曲率是常數(shù)，
諸如樣條的更為復(fù)雜的曲線(以及以其為基礎(chǔ)的曲面)的曲率則沿所 述曲線的長度而不斷變化。
此外，采用術(shù)語"連續(xù)性"來描述沿曲線或位于曲面上的點之間 以及鄰接曲線或曲面之間的偏移(或關(guān)系)。這樣的關(guān)系可以落在不 同的連續(xù)性級別內(nèi)，所述連續(xù)性級別通常為c0、 c1和c2。 c0只表 示位置連續(xù)性(如就鄰接曲線/曲面而言)。在這種情況下，曲線在 CO點表現(xiàn)為一個扭結(jié)。類似地，曲面沿CO接縫具有銳利的皺折。鄰 接曲線和曲面相互接觸，但是它們不具有曲率相似性。Cl表示增加 了正切連續(xù)性的連續(xù)性級別，c2增加了曲率連續(xù)性。當(dāng)在曲線的某 一點兩側(cè)曲率相等的情況下，該曲線為無縫(seamless)曲線。
在本文中實際上將參考go、 Gl和g2 "幾何"連續(xù)性，其在數(shù) 學(xué)的角度略有不同，這是本領(lǐng)域公知的。例如，兩個交接(joining) 曲線段中相應(yīng)曲線的n階導(dǎo)數(shù)在交點處具有"相同的方向"(由某些 矩陣定義的比例性(proportionality)就足夠了，不要求等同性)，那 么所述的兩個交接的曲線段具有Gii連續(xù)性。結(jié)果，Cn隱含Gn，但 倒推未必成立。
在曲面建模的核心技術(shù)中，有一種技術(shù)通常利用分段低階代數(shù)曲
面或內(nèi)隱曲面片(implicitpatch)。曲面片是通過控制點網(wǎng)格控制由此 可以使其變形的基本曲面。采用曲面片的一個重要的問題在于，必須 使曲面片充分接合，以確保沿曲面片邊界的幾何連續(xù)性。典型地，對 曲面片單元進行遞歸細(xì)分，從而有可能使局部曲率滿足指定的連續(xù)性 要求。
在很多應(yīng)用(例如計算機圖形)中，采用細(xì)分曲面，例如， Catmull-Clark近似表示由基礎(chǔ)網(wǎng)格導(dǎo)出的曲面。具體而言，現(xiàn)在 Catmull-Clark細(xì)分曲面已經(jīng)成為了平滑的自由形狀曲面建模的標(biāo)準(zhǔn)。 采用細(xì)分曲面從任意網(wǎng)格，即采用任意拓?fù)浣⑵交妗⑵涠x 為無限細(xì)化過程的極限。 一個核心概念為細(xì)化(refinement):通過反 復(fù)細(xì)化初始多邊形網(wǎng)格，生成收斂為所得的細(xì)分曲面的網(wǎng)格序列。每 一新的細(xì)分步驟生成新的、具有更多多邊形元素并且更為平滑的網(wǎng) 格。具體而言，可以將Catmull-Clark細(xì)分曲面看作是雙三次均勻B
樣條的推廣。重要的一點在于，所生成的網(wǎng)格將主要由四邊形構(gòu)成， 因而正常頂點的預(yù)期價(或配位數(shù))為四。
在CAD領(lǐng)域，細(xì)分曲面并不能被普遍接受，因為它們并非是參 數(shù)性的。因此，CAD系統(tǒng)提供了將細(xì)分曲面轉(zhuǎn)化為由一組曲面片(例 如NURBS曲面片)構(gòu)成的參數(shù)曲面的轉(zhuǎn)換算法。
然而，所得的參數(shù)曲面將帶來連續(xù)性質(zhì)量不夠的問題。的確，所 創(chuàng)建的表面并非隨處都是系統(tǒng)地曲率連續(xù)的。
尤其是在試圖根據(jù)對稱操作使初始細(xì)分曲面對稱，以獲得相對于 所述操作對稱的最終曲面時，可能發(fā)生這一問題，在下文中將對其予 以舉例說明。的確，在這種情況下，現(xiàn)有的解決方案將導(dǎo)致曲面在初 始細(xì)分曲面和與其對稱的對等體的交接處曲率不連續(xù)。
因此，需要一種創(chuàng)建相對于給定對稱操作對稱的參數(shù)曲面的方 法，其能夠滿足給定的幾何連續(xù)性Gi (例如G1或G2)要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提出了一種用于創(chuàng)建相對于給定對稱操作對稱的參
數(shù)曲面的方法，其包括的步驟有 -確認(rèn)網(wǎng)格圖案；
-根據(jù)所述對稱操作由所述網(wǎng)格圖案創(chuàng)建基礎(chǔ)網(wǎng)格，所述基礎(chǔ)網(wǎng) 格相對于所述對稱操作對稱；
-以給定的次序(at a given order)將所述基礎(chǔ)網(wǎng)格細(xì)分為定義基 本面的細(xì)分網(wǎng)格；以及
-根據(jù)所述面形成所述參數(shù)曲面。
在其他實施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括一個或多個下述特
征
-所述網(wǎng)格圖案具有多個頂點，所述創(chuàng)建步驟還包括根據(jù)所述 對稱操作修改所述網(wǎng)格圖案的某些頂點；以及根據(jù)所述對稱操作和所 述網(wǎng)格圖案的未經(jīng)修改的頂點獲得所述基礎(chǔ)網(wǎng)格，以形成所述基礎(chǔ)網(wǎng) 格；
-在所述修改步驟中舍棄頂點；
-在所述修改步驟中，舍棄部分頂點，對部分頂點進行位置調(diào)整；
-所述對稱操作是相對于平面的反射對稱；所述圖案頂點通過定 義圖案面的邊連接，所述平面與某些所述圖案面相交(intersect);
-所述未修改的頂點屬于完全位于所述平面的一側(cè)的圖案面；所 述舍棄的頂點屬于完全位于所述平面的另一側(cè)的圖案面；
-所述細(xì)分網(wǎng)格具有多個通過定義面的邊連接的頂點，并且在所 述形成步驟中，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括如下步驟將所述細(xì)分網(wǎng)格 的面轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的基本參數(shù)曲面，所述基本參數(shù)曲面形成了所述參數(shù) 曲面；
-將所述參數(shù)曲面形成為具有所需的幾何連續(xù)性Gi;
-所述基礎(chǔ)網(wǎng)格是根據(jù)Catmull-Clark細(xì)分規(guī)則細(xì)分的；
-根據(jù)本發(fā)明的方法還包括提供圖形用戶界面的步驟，所述圖形
用戶界面適于顯示所述網(wǎng)格圖案、所述對稱操作的表示和所述參數(shù)曲
面；
-所述網(wǎng)格圖案、所述對稱操作的表示和所述參數(shù)曲面以3D方 式被顯示；
-在確認(rèn)所述網(wǎng)格圖案之前，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括如下步
驟接受用戶對所述網(wǎng)格圖案或所述對稱操作的修改，其中，實時執(zhí) 行所述創(chuàng)建、細(xì)分和形成步驟；
本發(fā)明還提出了一種計算機程序產(chǎn)品，其包括被設(shè)計為實施根據(jù) 本發(fā)明的方法的步驟的代碼模塊(code means);此外還提出了一種 計算機系統(tǒng)，其包括被設(shè)計為實施根據(jù)所述方法的步驟的模塊。
此外，盡管盡本發(fā)明人所知給出了通常與參數(shù)曲面的創(chuàng)建相關(guān)的 某些特征和變化，但是現(xiàn)有技術(shù)沒有公開過文中所討論的本發(fā)明的一 些高度有利的特征。


現(xiàn)在將參考附圖，通過非限定性的例子描述實施本發(fā)明的系統(tǒng)，
其中
圖1示出了網(wǎng)格和相應(yīng)的細(xì)分曲面；
圖2提供了將要使其根據(jù)平面對稱操作而對稱化的半個形狀的 參數(shù)曲面的例子。
圖3-5對可能導(dǎo)致曲率不連續(xù)性的參數(shù)曲面(對稱化之前)的情
況進行舉例說明。
圖6對在細(xì)分表面的對稱化之后發(fā)生的曲率不連續(xù)性進行了舉
例說明。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明獲得的曲率連續(xù)性，其是從與圖6所示的
類似的基礎(chǔ)網(wǎng)格圖案開始的。
圖8-9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的網(wǎng)格圖案對稱化。
圖9示出了在涉及修整曲面片的連^^處產(chǎn)生的曲率連續(xù)性。
圖10-11對在對稱化之前修改初始網(wǎng)格圖案的某些頂點的步驟進
行了舉例說明。
圖12示出了在圖10-11所示的修改之后對基礎(chǔ)網(wǎng)格圖案的對稱 化操作；以及
圖13示出了所得的細(xì)分表面，其滿足了 G2連續(xù)性要求。
具體實施例方式
在涉及本發(fā)明的細(xì)節(jié)之前，將參考圖l-6對一些原理和上文討論 的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷進行舉例說明。
圖1中示出了網(wǎng)格15和所得的細(xì)分曲面16的例子。所述網(wǎng)格包
括
-諸如頂點11的頂點(因而，頂點是指網(wǎng)格的點)，
-諸如邊12的邊(邊是連接兩個頂點的線)，以及
-諸如面13的面，其是由至少三條邊或更多的邊構(gòu)成的環(huán)形成的。
在CAD中，很多3D對象是沿至少一個方向?qū)ΨQ的，即相對于 軸或平面對稱。因此，必須在CAD軟件中提供允許進行對稱管理的 功能。
對象的對稱性是其特征要素。如果向?qū)ο笫┘蛹榷ú僮鲿r，并沒 有使對象發(fā)生改變，那么稱所述對象相對于所述操作對稱。如果假設(shè) 通過給定操作從子系統(tǒng)b獲得了子系統(tǒng)a，反之亦然，那么子系統(tǒng)a 和b相對于所述操作相互對稱。例如，可以采用所述對稱操作從初始 對象a開始獲得由a對象和b對象的每者構(gòu)成的最終對象ab。因而， 最終對象的設(shè)計只需要設(shè)計a，這樣顯著降低了用戶所需的時間。
例如，本領(lǐng)域中采用的常用對稱操作為反射對稱(也稱為鏡面對 稱或鏡面圖像對稱)，其涉及相對于反射的對稱。反射對稱是最為常 用的對稱類型之一。例如，在2D中存在對稱軸，而在3D中則存在 對稱平面。之后，將對象的變換的圖像稱為是鏡面對稱的。
由(例如，由點或頂點構(gòu)成的)初始對象獲得變換(transformed) 對象是沿用已久的數(shù)學(xué)過程，例如，其可能涉及變換矩陣。
在下文中，將主要參考相對于平面的3D反射對稱。但是，應(yīng)當(dāng) 記住，本發(fā)明適用于各種類型的變換，例如相對于2D或3D對稱軸 的反射。對稱算子可能還涉及平移、旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)反射(rotoreflection)。
圖2給出了參數(shù)曲面24 (由細(xì)分得到的)的例子。在網(wǎng)格15a 內(nèi)，可以在形狀24上看到曲面片或基本參數(shù)曲面29。半個形狀24 是有待根據(jù)對應(yīng)于(本例當(dāng)中的)對稱面20的對稱操作對稱化的形 狀。典型地，用戶執(zhí)行對半個形狀(例如，包括所有的曲面片29的
半個形狀24)的設(shè)計。完成或修改所述設(shè)計將觸發(fā)細(xì)分。之后，調(diào) 用對稱算子以獲得作為曲面24相對于平面20的對稱體的互補曲面 26。如上所述，采用細(xì)分建立半個形狀24，之后利用對稱性將生成 在通過對稱面交接的位置處具有不連續(xù)性25的形狀28。產(chǎn)生這樣的 不連續(xù)性的原因在于細(xì)分技術(shù)的固有定義。
的確，假設(shè)通過網(wǎng)格15a定義形狀28,那么圍繞對稱面20如何 定位網(wǎng)格頂點11對于獲得既定幾何連續(xù)性是至關(guān)重要的。
例如，來看圖3-4，其中示出了半個形狀24 (與圖2相比，相對 于軸y發(fā)生了旋轉(zhuǎn))。
在某些情況下(圖3)，頂點的布置導(dǎo)致了處于與平面20相切的 端面處的切線方向32不與所述平面20正交，即，不與法向向量34' 共線，由此導(dǎo)致了不連續(xù)性。
但是，也存在能夠獲得相切連續(xù)性的狀態(tài)(參考圖4):在圖4 中，將頂點位置設(shè)置為使切線方向34與平面20正交。
但是，不可能在所有的情況下都達到完全的相切連續(xù)性，其取決 于網(wǎng)格的復(fù)雜性。例如，圖5示出了網(wǎng)格15a的例子，網(wǎng)格15a盡管 看起來非常簡單，但是其不允許獲得相切連續(xù)性。
因此，采用細(xì)分建立半個形狀充其量只能建立具有相切連續(xù)性的 形狀28，而無法實現(xiàn)曲率連續(xù)性。如圖6所示，其導(dǎo)致了曲率曲線 60在對稱面處不連續(xù)61，這樣無法滿足工業(yè)要求。
要想克服這樣的缺點，本發(fā)明提出在單個細(xì)分中對初始對象和變 換對象二者進行管理(managements這樣做能夠?qū)崿F(xiàn)(例如)對稱 面處的固有相切連續(xù)性和曲率連續(xù)性，如圖7所示。
更具體而言，本發(fā)明提出首先確認(rèn)網(wǎng)格圖案15a ("a"是指不對 稱)。所述網(wǎng)格圖案15a尚未受到細(xì)分，其對應(yīng)于有待對稱化的初始 輸入對象(例如圖8-9所示的形狀24)。之后，根據(jù)所述對稱操作20， 由所述網(wǎng)格圖案建立基礎(chǔ)網(wǎng)格15s ("s"表示對稱)。變換基礎(chǔ)網(wǎng)格 15s，使之相對于所述對稱操作20對稱。 一旦獲得了所需的對稱性， 就己給定次序?qū)⒒A(chǔ)網(wǎng)格劃分為細(xì)分網(wǎng)格(為了清晰起見，沒有示出 經(jīng)細(xì)分的基礎(chǔ)網(wǎng)格)。最后，由基礎(chǔ)網(wǎng)格的基本面(elementaryface)
構(gòu)建參數(shù)曲面16，這是本領(lǐng)域已知的。由于細(xì)分特性的原因，上述 方案確保了連續(xù)性的保持，之所以能夠提供所述連續(xù)性往往得益于細(xì) 分算法。在圖7或圖8-9所示的例子中，采用單次細(xì)分建立對稱形狀 28在對稱面處提供了曲率連續(xù)性71，該連續(xù)性級別是細(xì)分算法所固 有的。因此，在(例如)對稱化之后，不需要通過用戶干預(yù)來校正不 連續(xù)性。注意，由于通常的網(wǎng)格復(fù)雜性，無論如何都難以通過人工的 方式建立對稱的細(xì)分網(wǎng)格。
現(xiàn)在將參考圖8-13對根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟進行更詳細(xì)地舉 例說明。
參考圖8，例如，算子(operator)的輸入為
-對初始網(wǎng)格圖案的頂點(通過邊連接)的定位；
-指定對稱性算子(這里為對稱面20);以及
-有待對稱化的網(wǎng)格的一側(cè)(這里對應(yīng)于半個形狀24)。所述算 法優(yōu)選要求輸入的網(wǎng)格全部或部分地與對稱面20相交或者至少接觸 對稱面20 (如圖8所示的情況)。實際上不要求平面20理想地匹配 到初始形狀24的端面上(如圖8的情況所示)。
在用戶對輸入進行確認(rèn)之后，將可能根據(jù)用戶可編輯的參數(shù)自動 生成輸出。優(yōu)選實時生成所述輸出，從而實現(xiàn)對結(jié)果的即時顯示。此 外，可以使上一次的對稱化結(jié)果仍然顯示在圖形用戶界面上。因此， 不會因缺少對最終形狀的繪制而損害對半個細(xì)分網(wǎng)格的管理的簡便 性。
參考圖9，對稱化算子的第一輸出為對稱化的基礎(chǔ)網(wǎng)格，其后進 行參數(shù)曲面的細(xì)分和創(chuàng)建。
在一實施例中，所述算子實際上可以通過兩個步驟進行
-首先，其分析半個形狀24的初始網(wǎng)格圖案15a，并在必要的情 況下稍微修改網(wǎng)格圖案15a (將在下文中對其予以說明)；
-之后，其繼續(xù)至對所述半個網(wǎng)格圖案15a對稱化，并接合兩側(cè)， 以生成單個網(wǎng)格15s。 一旦獲得了對稱化的基礎(chǔ)網(wǎng)格15s，將繼續(xù)將 其細(xì)分為細(xì)分網(wǎng)格。
現(xiàn)在將參考圖10-11解釋該算法是如何修改初始網(wǎng)格圖案中的某些頂點的。
參考圖10:假設(shè)如上所述用戶已經(jīng)確認(rèn)了輸入。這里，用戶已
經(jīng)對初始網(wǎng)格圖案15a的頂點進行了定位，并指定了對應(yīng)于平面20 的對稱性算子和所要對稱化的一側(cè)121。
平面20與輸入的網(wǎng)格15a相交。因此，某些頂點(例如，包含 在為了清晰起見示出的區(qū)域123內(nèi)的)明顯屬于有待對稱化的一側(cè) 121，而其余的頂點11A和11R則不屬于。因此，優(yōu)選實施對其余頂 點的適當(dāng)管理。
出于這一目的，在分析初始網(wǎng)格圖案15a時，所述算子可以(根 據(jù)用戶如何指定所述對稱操作20)認(rèn)識到必須對某些輸入頂點IIA、 IIR進行修改。因而，對輸入網(wǎng)格的對稱化操作將只一依靠未修改的 頂點123。
事實上，對某些頂點進行修改似乎有利于防止在最終形狀中產(chǎn)生 不想要的特征。在當(dāng)前情況下，優(yōu)選去除頂點IIR，保留其余非對稱 特征。如果通過該算子使這一頂點對稱化，將導(dǎo)致鏡面頂點的產(chǎn)生(在 側(cè)121上)，其將略微改變預(yù)期形狀。因此，優(yōu)選舍棄或去除某些頂 占。
此外，可以優(yōu)選調(diào)整某些輸入頂點11A的位置，例如，調(diào)整那些 靠近平面20的頂點的位置，這樣也能夠防止產(chǎn)生不想要的特征，同 時獲得在精神上(inspirit)接近實際的用戶愿望的對稱網(wǎng)格。
在一實施例中，可以采用下述方案，其提供了選擇所要舍棄或調(diào) 整的頂點的實際方式。
-所要保留的頂點123是那些屬于完全位于所要對稱化的側(cè)121 上的面的頂點；
-所要去除的頂點是
-屬于完全位于對稱面20的另一側(cè)的面的頂點(這里未示
出)；以及
-屬于只有一個頂點位于所要對稱化的側(cè)121上的面的頂 點。注意，可以根據(jù)預(yù)期的繪制(rendering)實施其他方案；以及 -所要調(diào)整的頂點11A是屬于和對稱面20相交的面的保留頂點。參考圖11，重新計算所要調(diào)整的頂點，例如使之位于對稱面20 上。為了實現(xiàn)這一目的， 一種簡單的方法是將所述頂點投影到對稱面 20上。例如，可以采用接合邊(joining edge)的方向。
注意，就軸對稱而言，可以建立類似的規(guī)則，例如，可以將頂點 投影到軸上，就其他對稱操作的情況而言亦類似。
因而獲得了準(zhǔn)備好進行對稱化操作的網(wǎng)格?；趯ΨQ化，可以分 兩個步驟完成最后的主操作，所述兩個步驟為
-經(jīng)調(diào)整的網(wǎng)格的對稱化(參考圖12);以及
-對所得的對稱化網(wǎng)格的細(xì)分(參考圖13)。
就經(jīng)調(diào)整的網(wǎng)格的對稱化而言(參考圖12):對經(jīng)調(diào)整的網(wǎng)格的 每一頂點P1 (除了被定位到對稱面上的頂點)，采用基本變換矩陣計 算鏡像頂點PI'。由此獲得了對稱網(wǎng)格15s。
之后(參考圖13)，采用對稱化單個網(wǎng)格15s計算對應(yīng)的細(xì)分網(wǎng) 格和細(xì)分曲面16s。根據(jù)定義，所述曲面16s具有通過細(xì)分算法提供 的幾何連續(xù)性(例如，對稱面處的G2連續(xù)性)。
優(yōu)選將細(xì)分網(wǎng)格的面轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的基本參數(shù)曲面或曲面片。這樣 的方案滿足Catmull-Clark算法，并保持了對稱化網(wǎng)格的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
所述基本參數(shù)曲面形成了具有所需的對稱性的參數(shù)曲面。
可以結(jié)合CAD軟件在合適的圖形用戶界面(GUI)內(nèi)實現(xiàn)上述 方法和變型。所述軟件和GUI很可能實現(xiàn)對可能經(jīng)過細(xì)分的基礎(chǔ)網(wǎng) 格以及基本參數(shù)曲面進行3D顯示。
可以為合適的類似CAD的界面提供標(biāo)準(zhǔn)菜單欄以及底部和側(cè)面 工具欄。例如，這樣的菜單欄和工具欄可以含有一組用戶可選擇的圖 符，每一圖符與一項或多項操作或功能相關(guān)，這是本領(lǐng)域已知的。
例如，這些圖符中的一些可以與適于對模擬產(chǎn)品或產(chǎn)品零件進行 編輯和/或處理的軟件工具相關(guān)?？梢詫⑺懻摰能浖ぞ邉潥w到工 作臺中。否則，使每一工作臺包括不同的軟件工具子集。具體而言， 其中之一可以是編輯工作臺，其適于編輯模擬產(chǎn)品的幾何特征。在操 作過程中，設(shè)計者可以，例如，預(yù)先選擇產(chǎn)品的部分，之后通過選擇 適當(dāng)?shù)膱D符啟動操作(例如，改變尺寸、顏色等)。例如，典型的CAD
操作是對顯示在屏幕上的3D模擬對象的沖壓和折疊進行建模。
例如，GUI可以顯示與所顯示的產(chǎn)品相關(guān)的、作為"特征樹"的 數(shù)據(jù)以及其3D表示。此外，所述GUI還可以顯示各種類型的圖形工 具，例如，用于輔助對對象的3D定向的、用于觸發(fā)對經(jīng)編輯的產(chǎn)品 的操作的模擬的工具，或者可以描繪所顯示的產(chǎn)品的各種特性。
作為實施例的例子，通過包括用戶計算機以及一個或多個產(chǎn)品數(shù) 據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)本發(fā)明的方法。所述用戶計 算機與PDM系統(tǒng)通信。例如，所述PDM系統(tǒng)可以位于網(wǎng)絡(luò)的主干 上。所述PDM系統(tǒng)允許對很多可能以分級方式相關(guān)的文件、關(guān)系和 數(shù)據(jù)進行管理。這樣的PDM系統(tǒng)設(shè)有產(chǎn)品壽命數(shù)據(jù)庫，其具有設(shè)計 者有可能加以編輯的、與模擬產(chǎn)品、組裝件和產(chǎn)品零件相關(guān)的數(shù)據(jù)。 因此，多個用戶可以通過合作的方式處理不同的零件/產(chǎn)品/組裝件。
權(quán)利要求
1、一種用于創(chuàng)建相對于給定對稱操作(20)對稱的參數(shù)曲面的方法，其包括的步驟有-確定步驟，確定網(wǎng)格圖案(15a)；-創(chuàng)建步驟，根據(jù)所述對稱操作由所述網(wǎng)格圖案創(chuàng)建基礎(chǔ)網(wǎng)格(15s)，所述基礎(chǔ)網(wǎng)格相對于所述對稱操作對稱；-細(xì)分步驟，以給定的次序?qū)⑺龌A(chǔ)網(wǎng)格細(xì)分為定義基本面的細(xì)分網(wǎng)格；以及-形成步驟，根據(jù)所述面形成所述參數(shù)曲面(16s)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述網(wǎng)格圖案具有多個 頂點，所述創(chuàng)建步驟還包括-修改步驟，根據(jù)所述對稱操作修改所述網(wǎng)格圖案的某些頂點 (IIA、 11R);以及-根據(jù)所述對稱操作和所述網(wǎng)格圖案的未修改頂點獲得所述基 礎(chǔ)網(wǎng)格(15s)，從而形成所述基礎(chǔ)網(wǎng)格。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述修改步驟中，舍 棄頂點。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述修改步驟中，舍 棄部分頂點(IIR)，對部分頂點(11A)進行位置調(diào)節(jié)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中-所述對稱操作是相對于平面(20)的反射對稱；并且 -通過定義圖案面的邊來連接所述圖案頂點，所述平面與所述圖 案面中的一些相交。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中 -所述未經(jīng)修改的頂點屬于完全位于所述平面的一側(cè)的圖案面 (123);并且-所述舍棄的頂點(11R)屬于完全位于所述平面的另一側(cè)的圖 案面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任何一項所述的方法，其中，所述細(xì) 分網(wǎng)格具有多個通過定義面的邊連接的頂點，在所述形成步驟中，所述方法還包括以下步驟-將所述細(xì)分網(wǎng)格的面轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的基本參數(shù)曲面，所述基本參數(shù)曲面形成了所述參數(shù)曲面(16s)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，將所述參數(shù)曲面形成為 具有所需的幾何連續(xù)性Gi。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述基礎(chǔ)網(wǎng)格是根據(jù) CatmuU-Clark細(xì)分規(guī)則細(xì)分的。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l-9中的任何一項所述的方法，還包括提供圖 形用戶界面的步驟，所述圖形用戶界面適于-顯示所述網(wǎng)格圖案、所述對稱操作的表示和所述參數(shù)曲面。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述網(wǎng)格圖案、所述 對稱操作的表示和所述參數(shù)曲面以3D方式顯示。
12、 根據(jù)權(quán)利要求-11中的任何一項所述的方法，在確認(rèn)所述 網(wǎng)格圖案之前，其還包括如下步驟--接受用戶對所述網(wǎng)格圖案或所述對稱操作的修改， 其中實時執(zhí)行所述創(chuàng)建、細(xì)分和形成步驟。
13、 一種計算機程序產(chǎn)品，其包括被設(shè)計為實施根據(jù)權(quán)利要求 1-12中的任何一項所述的步驟的代碼模塊。
14、 一種計算機系統(tǒng)，其包括被設(shè)計為實施根據(jù)權(quán)利要求1-12 中的任何一項所述的步驟的模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于創(chuàng)建相對于給定對稱操作(20)對稱的參數(shù)曲面的方法，其包括的步驟有確定網(wǎng)格圖案(15a)；根據(jù)所述對稱操作由所述網(wǎng)格圖案創(chuàng)建基礎(chǔ)網(wǎng)格(15s)，所述基礎(chǔ)網(wǎng)格相對于所述對稱操作對稱；以給定的次序?qū)⑺龌A(chǔ)網(wǎng)格細(xì)分為定義基本面的細(xì)分網(wǎng)格；以及根據(jù)所述面形成所述參數(shù)曲面(16s)。本發(fā)明還涉及實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的計算機程序產(chǎn)品和系統(tǒng)。
文檔編號G06T17/40GK101114386SQ20071013705
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者C·迪福, J-M·肖韋, S·羅澤爾, Y·瓦爾涅 申請人:達索系統(tǒng)公司