基于OpenGL和MFC的IGES解释器的研究.pdf

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1、基于OpenGL和MFC的IGES解释器的研究口陈满意口夏仁兵武汉理工大学机电工程学院武汉430070摘要：基于非均匀有理B样条(简称NURBS)曲面造型的显著优势，NURBS数据传输成为产品设计、加工、检测等模块集成的关键技术之一。以VC++6．0为平台，开发出IGES解释器，对通用CAD系统生成的IGES格式文件进行解析，提取相应数据并进行统一NURBS建模，最后使用OpenGL，完成NURBS模型再现。关键词：NURBS曲面IGES解释器NURBS建模OpenGL中图分类号：TH166文献标志码：A文章编号：1000—4998f2016103—0031—05目前国外在线检测技术

2、比较成熟，例如英国表1IGES文件组成及功能Renishaw公司的在线检测(OMV)系统、美国External-段名标识符功能ArraySoftware公司的RationalDMIS系统等，都成功地标志符B／C指明文件的记录格式解决了IGES文件解析和NURBS模型交互操作，并且开始段S记录文件的来源．可省略都已经商用化E1-23。国内对在线检测技术的研究还处于全局参数段G生成文件的属性信息实验阶段，对IGES文件解析后的数据，采用以结构体目录条目段D实体索引信息为节点的链表进行存储，并且多采用多边形网格完成参数数据段P定义实体数据模型重构．虽然很好地解决了几何数据的分类存储及结束段

3、T结束标识快速、稳定的读取。但存在精度低、存储数据量大等问条目段和参数数据段中的映射关系如图1所示。题[1-3]，计算机辅助制造使自由曲面加工技术得到飞快通过定义存储数据结构体并将IGES文件文本信发展．然而自由曲面在线检测技术始终制约着精度的息读入缓冲区中，然后进行逐行读取并析取几何实体进一步提高，自主研发的CAD／CAM系统越来越多，对的完整属性，其读取流程如图2所示。IGES接口进行了重复性开发，不利于其稳定性[4]。笔2NURBS统一模型建立者首先对IGES文件进行解析，得到相应的几何数据。并以实体为单元．存储在结构体数组中；然后采用数学由于NuRBS曲面不仅具有较高的表达精

4、度、计算法对初等曲线面进行统一NURBS表示，并存储在算稳定且速度快、数据量小等一系列优点．而且具有几NURBS结构体数组中；最后利用OpenGL技术，完成何解释功能．能够进行节点插入、细分、消去、升阶以及NURBS曲面绘制和裁剪，以及NURBS模型交互操作。分裂等曲面的二次处理。NURBS采用的是参数控制方在此基础上．以VC++6．0MFC为平台，完成IGES文法，理论上空间任何曲线、自由曲面都可以采用件解释器的开发。NURBS表示，IGES格式文件中自由曲线(126)、自由曲面(128)是直接采用NURBS表示，为了编程的统一1lGES文件解析性，仍需将初等解析曲线、曲面采用NU

5、RBS方法表IGES作为通用的中性CAD数据模型信息载体，示，建立基于NURBS统一的几何模型，如图3所示。产品数据信息包括点、线、面、体等几何实体信息和实2．1初等解析曲线NURBS表示体结构、颜色、标注等非几何实体信息，其文件的组成NURBS曲线的表示方法采用参数控制曲线形状，和功能见表1。一个几何实体的属性信息和定义该控制NURBS曲线参数包括控制顶点、节点矢量、实体的数据分布于目录条目段及参数数据段中，研究权因子(sO，其有理分式描述如下：对象从载体过渡到实体，对信息的分类也从属性为依n∞，(“)据转到以实体为分类单元。而以实体为单位的属性信P()=生——一(1)息和定义该实

6、体数据是通过指针相联系的，其在目录∑，()i=0收稿日期：2015年8月机械制造54卷第619期21116／3国式中：Ni．(n)为k次规范B样条基函数，由节点矢量始点Pl(，Y，。)、终止点尸2(，Y，Z2)，直线为特殊的一=[。，M⋯u+]按德布尔一考克斯递推公式推出的，次曲线，所以一次NURBS曲线的次数k=1，节点矢如式(2)所示。对于k次曲线，通常将两端节点的重复量[0，0，1，1]，控制顶点d=P1，d=P2。度值取为k+l，然而在实际应用中，两个端点值分别取(2)圆弧100。圆弧实体在IGES文件存储的信息，为0和1，即o=1=⋯，0，=+2一一+1=1，因此包括、Y平

7、面上的圆弧平行于zT的位移量(zT)、圆曲线定义域为r上∈[u，]=[0，1]。弧的中心坐标(。，Y)、起点的坐标(，Y2)、终点的坐标If1，若≤≤“1(3，Y3)。圆弧可根据其角度的大小，采用二次或者高于I，。()={l二次的NURBS曲线表示，高次的NURBS曲面表达0，其它精度更高，但要求更多的控制顶点与相应的权因子作1Ni．()：Ni。(“)+(u)(2)为定义数据项．在实际应用中需要平衡选取合理的次ELi+k-labiE+1一Ui+l数。【规定