工程CAD中的快速绘制技术研究

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1、i{I摘要／工程cAD作为计算机辅助设计领域中的一个重要分支，它涉及石油、化工、建筑、纺织■桥梁、公路等众多领域，对国民经济发展起着举足轻重的作用。其中，流程工厂cAD包含的范围和应用的领域最为广泛，目前刚内外已经出现了许多工厂CAD系统。在工厂cAD系统中，真实感的模型显示能够使没计对象更加清晰直观，但由于工厂模型的规模通常很大，它的实时绘制一直是一个处于不断研究中的问题。＼】／、本文以自主开发的工厂CAD系统PDSOFTPiping为背景，对工厂模型的快速绘制技术进行了研究，主要工作有：1．设计了一种参数化的图形描述语言和工程图形摩。口程图

2、形库不仅要为工厂模型提供三维线框和实体的图形表示，还要提供磐种二维的图形以支持工程图纸的自动生成，以及以点线形式表达的构件拓扑结构。通过对一类具有几何相似性的图形进行参数化描述减少了图形库的数据冗余；通过多级索引结构管理，提高了图形库的访问效率。文Jr2．提出了一种视点相关的连壁垒盆进窭的工厂模型生成方法-刚用模型中体元的解析表达和表面网格的规则性，在最精细的前向面网格中快速地选取顶点，能构成指定分辨率的网格，它的计算量小，并且无需复杂的预处理和欧拉操作。吱3．提出了一种连续多分辨率模型的限时绘制算法。算法根据限定的绘制时间确定一个性价比阈值，

3、从而确定物体的分辨率，即性价比大于该阈值的最精细的分辨率。该算法的时间复杂度与细节层次的数量无关，并且利用帧连贯性能快速地确定满足限时要求的分辨率。心4．提出了一种像空间的可见性判断算法一HoD．圈算法。Il{oD图是一种同时记录象素深度信息和填充信息的层次结构，它是层次Z．Bu腩r和HOM图的有机结合。利用HoD图能快速地完成遮挡判断的两个步骤：覆盖测试和深度比较，并且能够进行近似的遮挡判断，忽略掉由于绝大部分被遮挡而在视觉上不重要的物体，进一步提高了绘制效率。另外还提出了保持投影和深度的模型简化方法，加快了建立HOD图的速度。孓关键词：工程

4、cADy工厂cAD，快速绘制，工程图形酵多分辨率表示，限时绘制可见性判断ResearchonFastRenderingirechniquesinEngineeringCADHuangXiaojian(ComputerApplicationT色chnology)DirectedByLiuShenquanand1抽gWeiqingEngineeringCADisoneofthemostimportantbranchesofComputerAidedDesign．Itisappliedinmanykeyneldssuchaspetroleum，che

5、lllistry，constn】ction，textile，bridgeandroadindustry，andplaysasignincantroleinnationaleconomydeVelopment．ProcessPlantCADistheonethathasthemostwideappIicationarea．NowalotofplantCADsystemshaVebeendeveloped，inwhichareaIisticmodelrepresentationcanmakethedesignedobjectsmoreclearan

6、dvisual．Butduetothelarge锄ountofgeometriesinplantmodel，itsreal-timerenderingisadimcultpmblemthathasbeenbeingresearched．做ingPDSOFTPiping，aplantCADsystemdeVelopedbyourselVes，asthebackground，thisdissertationstudiesthefastrenderingtechniquesinpIaIltmodel．Themaincontributionsare：1

7、．Apar锄etricgr印hicsdescriptiVeIanguageandanengineeringgraphiclibrarya化designed．TheengineeringgraphiclibrarypmVidesnotonlythe3Dwire行锄esaJlds01id，butalsothe2Dgr印hicstosupportmeautomaticgenerationofengineeringdra、vingsaIldthecomponemtopologyexpressedbylinesandpoims．TheredIlndall

8、cyoftheenginee“nggraphiclibraryisreducedbyparametricaIlydescribingaclassofg