立體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與幾何造型(完整版)
【正文】 機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 三維幾何造型系統(tǒng)的三種模型 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 線框模型是在計算機圖形學和 CAD/CAM領(lǐng)域中最早用來表示形體的模型，并且至今仍在廣泛應(yīng)用，是表面模型和實體模型的基礎(chǔ)。 ? 參數(shù)技術(shù)公司（ Parametric Technology Corp.，PTC）適時而生， PTC推出的 Pro/E是世界上第一個采用參數(shù)化技術(shù)的 CAD軟件，它第一次實現(xiàn)了尺寸驅(qū)動的零件設(shè)計。采用 Coons曲面、 Bezier曲面、 B樣條曲面以及非均勻有理 B樣條曲面 (NURBS)等表示形式，這樣的模型被稱為表面模型。計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 第四章 三維實體造型技術(shù)與立體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 第一節(jié) 三維實體造型技術(shù)簡介 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 什么是實體造型 ? 實體造型是指一種技術(shù)，它能將物體的形狀及其屬性 (如顏色、紋理等 )存儲在計算機內(nèi)，形成該物體的三維幾何模型。 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 ? 實體造型主要研究如何通過簡單體素的拼合構(gòu)造復雜形體，這樣的模型稱為實體模型。 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 ? 參數(shù)化技術(shù)在 90年前后幾乎成為 CAD業(yè)界的標準，由于 CATIA、 CV、 UG、 EUCLID等都已經(jīng)在原來的非參數(shù)化模型基礎(chǔ)上開發(fā)或集成了很多其它應(yīng)用，開發(fā)了許多應(yīng)用模塊，因此這些公司采用的參數(shù)化系統(tǒng)基本上都是在原有模型技術(shù)的基礎(chǔ)上進行局部的、小規(guī)模的修補，被稱為采用了復合建模技術(shù)。線框模型是用頂點和鄰邊來表示形體的。 (3)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中缺少邊與面、面與體之間關(guān)系的信息，即所謂拓撲信息，因此不能構(gòu)成實體，無法識別面與體，更談不上區(qū)別體內(nèi)與體外。不能實行剖切，不能計算物性，不能檢查物體間碰撞和干涉。 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 掃描線表示法 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 邊界表示法（ Brep） ? 一個物體可以表達為它的有限數(shù)量的邊界表面的集合，表面可能是平面，也可能是曲面。 拓撲信息是幾何模型在變形的情況下所具有的空間不變性 。 ? 參數(shù)設(shè)計用一組參數(shù)來定義幾何圖形的尺寸數(shù)值，并構(gòu)造尺寸關(guān)系，然后提供給設(shè)計師進行幾何造型。 –空間點用三元組 {x， y， z} 或 {x(t)， y(t)， z(t)}表示。若一個面的外法線向外，此面為正向面，反之，為反向面。 –常見的體素如：長方體、圓柱、圓錐、圓球、圓環(huán)、楔形體等。 棱線表是一個一維數(shù)組，存儲構(gòu)成每個表面環(huán)的頂點 序號。 頂點表是一個二維數(shù)組，每一行存儲一個頂點的三個 坐標值。 立體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指立體在計算機中的存儲與描述結(jié)構(gòu) ， 為了使計算機能夠處理圖形 ， 需要對描述立體圖形的數(shù)據(jù)進行組織 ， 使之能夠為計算機所使用 ， 并且便于處理和存儲 。 –環(huán)有內(nèi)外之分，確定面的最大外邊界的環(huán)稱之為外環(huán)，通常其邊按逆時針方向排序。用計算機存儲、管理、輸出形體的實質(zhì)就是對點集及其連接關(guān)系的處理。 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 幾何約束的種類 (1)結(jié)構(gòu)約束 (也稱拓撲約束 )——指構(gòu)成圖形各幾何元素間的相對位置和連接方式，其屬性值在參數(shù)化設(shè)計過程中保持不變。 幾何信息與拓撲信息 計算機繪圖 石家莊鐵道學院工業(yè)設(shè)計系 計
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