基于二維dxf文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法。具體步驟如下：步驟1：讀取DXF文件格式中母線和軸線的數(shù)據(jù)；步驟2：利用步驟1中讀取的數(shù)據(jù)構(gòu)造旋轉(zhuǎn)曲面；步驟2.1：利用圓弧切割算法計(jì)算出圓弧的圓心坐標(biāo)：步驟2.2：利用旋轉(zhuǎn)成形算法計(jì)算旋轉(zhuǎn)曲面的坐標(biāo)：步驟2.2.1：對已知曲線進(jìn)行橫向切割；步驟2.2.2：對橫向切割所得的點(diǎn)進(jìn)行縱向切割：步驟3：利用法向矢量算法的進(jìn)行光照效果處理；步驟4：利用OpenGL功能函數(shù)對三維實(shí)體進(jìn)行顯示。最終實(shí)現(xiàn)零件三維真實(shí)感顯示。
【專利說明】基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯不方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)際工程零件的設(shè)計(jì)和制造中，經(jīng)車削和鏜削加工而成的回轉(zhuǎn)體類型零件占有很大的比重。在計(jì)算機(jī)輔助車削加工系統(tǒng)中，主要的工作均是圍繞這一類零件進(jìn)行的。這一類圖形常常是由AutoCAD繪制的二維圖形，我們不便于觀察其三維立體結(jié)構(gòu)。AutoCAD默認(rèn)的文件格式是DWG格式，這種格式AutoCAD公司對外是不公開的，我們無法對其進(jìn)行處理。
[0003]計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是近年來發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新興學(xué)科。它主要研究圖形輸入、表示、變換、真實(shí)感繪制技術(shù)、運(yùn)算和輸入圖形的原理、算法及系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的最新研究成果在機(jī)械CAD/CAM領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用。工程技術(shù)人員完成機(jī)械零件的設(shè)計(jì)后，往往希望馬上看到零件的立體效果圖，對其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直觀、感性的認(rèn)識，以利于評價(jià)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)是否合理。這就需要利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識進(jìn)行真實(shí)感圖形顯示。但在目前所廣泛使用的CAD/CAM系統(tǒng)軟件中，真實(shí)感圖形顯示功能僅被一些大型軟件作為功能模塊之一得以應(yīng)用，而能夠獨(dú)立運(yùn)行的實(shí)用真實(shí)感顯示軟件還較為少見。
[0004]真實(shí)感圖形顯示技術(shù)的產(chǎn)生可以追溯到60年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與圖形學(xué)的發(fā)展以及光柵顯示器的出現(xiàn)，加上包括顯示存儲器在內(nèi)的各種計(jì)算機(jī)硬件性能的大幅度提高，使得需要海量高速存儲器的真實(shí)感圖形的生成成為可能。目前，真實(shí)感圖形顯示技術(shù)已廣泛應(yīng)用于CAD/CAM、虛擬制造、模擬訓(xùn)練、數(shù)控仿真等領(lǐng)域中。
[0005]在實(shí)際工程零件的設(shè)計(jì)和制造中，經(jīng)車削和鏜削加工而成的回轉(zhuǎn)體類型零件占有很大的比重。在計(jì)算機(jī)輔助車削加工系統(tǒng)中，主要的工作均是圍繞這一類零件進(jìn)行的。這一類圖形常常是由AutoCAD繪制的二維圖形，我們不便于觀察其三維立體結(jié)構(gòu)。AutoCAD默認(rèn)的文件格式是DWG格式，這種格式AutoCAD公司對外是不公開的，我們無法對其進(jìn)行處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法。
[0007]本發(fā)明采取按如下步驟進(jìn)行:基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法，具體
[0008]步驟如下:
[0009]步驟1:讀取DXF文件格式中母線和軸線的數(shù)據(jù)；回轉(zhuǎn)體零件圖形構(gòu)造，實(shí)際上就是已
[0010]知軸線和母線，構(gòu)造相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)曲面。
[0011]步驟2:利用步驟I中讀取的數(shù)據(jù)構(gòu)造旋轉(zhuǎn)曲面；
[0012]步驟2.1:利用圓弧切割算法計(jì)算出圓弧的圓心坐標(biāo):[0013]步驟2.2:利用旋轉(zhuǎn)成形算法計(jì)算旋轉(zhuǎn)曲面的坐標(biāo):
[0014]步驟2.2.1:對已知曲線進(jìn)行橫向切割:
[0015]步驟2.2.2:對橫向切割所得的點(diǎn)進(jìn)行縱向切割:
[0016]步驟3:利用法向矢量算法的進(jìn)行光照效果處理；
[0017]步驟4:利用OpenGL功能函數(shù)對三維實(shí)體進(jìn)行顯示。
[0018]所述的步驟1中，用AutoCAD所提供的多義線來描述母線，同時(shí)通過設(shè)置線型來識別軸線，在實(shí)體節(jié)中，LINE和LWP0LYLINE中分別存有軸線和母線的信息，在讀取數(shù)據(jù)過程中，可以根據(jù)組碼O和組碼6的值來搜索線型為中心線的軸線，然后按照文件格式依次讀取軸線的起始點(diǎn)坐標(biāo)；對于多義線，首先根據(jù)子類標(biāo)記值搜索作為母線的多義線，然后按照文件格式依次讀取多義線所有頂點(diǎn)坐標(biāo)值。經(jīng)過以上分析和處理，可以將旋轉(zhuǎn)成形所需的數(shù)據(jù)讀入程序，以便于進(jìn)行下一步數(shù)據(jù)操作。
[0019]所述的步驟2.1的計(jì)算出圓弧的圓心坐標(biāo)(xo, yo)的具體過程如下:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法，其特征在于:具體步驟如下: 步驟1:讀取DXF文件格式中母線和軸線的數(shù)據(jù)； 步驟2:利用步驟I中讀取的數(shù)據(jù)構(gòu)造旋轉(zhuǎn)曲面； 步驟2.1:利用圓弧切割算法計(jì)算出圓弧的圓心坐標(biāo): 步驟2.2:利用旋轉(zhuǎn)成形算法計(jì)算旋轉(zhuǎn)曲面的坐標(biāo): 步驟2.2.1:對已知曲線進(jìn)行橫向切割: 步驟2.2.2:對橫向切割所得的點(diǎn)進(jìn)行縱向切割: 步驟3:利用法向矢量算法的進(jìn)行光照效果處理； 步驟4:利用OpenGL功能函數(shù)對三維實(shí)體進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法，其特征在于:所述的步驟I中，用AutoCAD所提供的多義線來描述母線，同時(shí)通過設(shè)置線型來識別軸線，在實(shí)體節(jié)中，LINE和LWP0LYLINE中分別存有軸線和母線的信息，在讀取數(shù)據(jù)過程中，可以根據(jù)組碼O和組碼6的值來搜索線型為中心線的軸線，然后按照文件格式依次讀取軸線的起始點(diǎn)坐標(biāo)；對于多義線，首先根據(jù)子類標(biāo)記值搜索作為母線的多義線，然后按照文件格式依次讀取多義線所有頂點(diǎn)坐標(biāo)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法，其特征在于:所述的步驟2.1的計(jì)算出圓弧的圓心坐標(biāo)(xo，yo)的具體過程如下: 令,
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法，其特征在于:所述的步驟2.2.1具體切割過程如下:在母線上逐段均勻地提取若干個(gè)點(diǎn)，并把它們的坐標(biāo)存入三個(gè)二維數(shù)組X [1，j]，y[l，j]，z[l, j] o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維DXF文件格式的零件三維真實(shí)感顯示方法，其特征在于:所述的步驟2.2.2具體切割過程如下:在橫向切割完成以后，對所得的點(diǎn)進(jìn)行三維旋轉(zhuǎn)，并對每一個(gè)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軌跡進(jìn)行插值點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算:由橫向切割操作可以得到曲線上的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)組x[l，j]，y[l，j]，z[l，j]，設(shè)縱向切割為繞X軸作360°的旋轉(zhuǎn)，為了求出曲線上的每一點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)軌跡上所形成的η個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，可設(shè)旋轉(zhuǎn)步長為t = 2 /n,旋轉(zhuǎn)變換矩陣為:
【文檔編號】G06T19/00GK103761376SQ201410013304
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】張瀅 申請人:沈陽航空航天大學(xué)