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《siemens plm sortware征文：ug openflight數(shù)據(jù)交換輸出接口開發(fā)技術(shù)研究_產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化(plm)_pdm-plm_803》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、SiemensPLMSortware征文：UGOpenFlight數(shù)據(jù)交換輸出接口開發(fā)技術(shù)研究_產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化(PLM)_PDM/PLM???1前言??????Unigraphics（UG）軟件是高端CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，目前在汽車、航空航天、機械制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。OpenFlight格式是MultiGen-Paradigm公司設(shè)計開發(fā)的視景仿真數(shù)據(jù)格式，目前廣泛應(yīng)用于視景仿真、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)領(lǐng)域，它是Vega、VegaPrime等視景仿真開發(fā)平臺的專用數(shù)據(jù)格式，多數(shù)虛擬現(xiàn)實開發(fā)環(huán)境都與之兼容。??????截至到目前，UG不提供OpenFlight數(shù)據(jù)交換接口，無法直
2、接把UG模型文件轉(zhuǎn)換為OpenFlight數(shù)據(jù)文件。然而在場景漫游、虛擬裝配/拆卸、虛擬培訓(xùn)、虛擬樣機等眾多領(lǐng)域，常常需要把UG模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OpenFlight數(shù)據(jù)格式文件。目前較為常用的技術(shù)途徑是把UG文件轉(zhuǎn)換為某種中性格式（如VRML、STL、PLY等），然后通過某個商用轉(zhuǎn)換軟件把中性文件轉(zhuǎn)換為OpenFlight數(shù)據(jù)文件，這種方式經(jīng)過多次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，缺陷較大，比較突出的問題是模型的拓撲結(jié)構(gòu)和裝配層次在轉(zhuǎn)換過程中的丟失以及轉(zhuǎn)換后生成的多邊形數(shù)量難以控制。??????為解決上述問題，必須開發(fā)UG到OpenFlight的數(shù)據(jù)交換接口。??????2文件描述及組織方式分析???
3、???UG和OpenFlight之間的模型轉(zhuǎn)換問題源于視景仿真環(huán)境與CAD環(huán)境中對形體描述方法的差異，UG采用參數(shù)曲面來描述三維幾何形體并保留了模型的建模過程，OpenFlight則采用多邊形描述任意幾何，并通過多邊形數(shù)量的增減、紋理映射實現(xiàn)對物體的細節(jié)描述。??????UG幾何建模核心Parasolid的模型結(jié)構(gòu)(圖1)包括拓撲、幾何和相關(guān)數(shù)據(jù)三個部分。其中裝配件是一個對其它裝配件或體的指針的集合；每一個指針被稱為一個實例；變換表示幾何操作，包括平移、旋轉(zhuǎn)等，主要依附于實例。???OpenFlight是典型的層次型數(shù)據(jù)存儲格式，各個層次數(shù)據(jù)之間通過樹狀結(jié)構(gòu)描述各類節(jié)點之間的
4、聯(lián)系，它通過幾何體（Geometry）、層次（hierarchy）和屬性（attributes）三種元素定義三維物體。其中幾何體把三維模型看作一系列有序坐標點的集合，包含多邊形、邊和頂點，可以構(gòu)造平面，并通過一系列平面逼近任意三維形體；幾何體通過層次關(guān)系組織在一起；屬性用來提供節(jié)點的附加特性，包括顏色、紋理、材質(zhì)等屬性，從而獲得需要的三維可視效果。一個典型的OpenFlight場景結(jié)構(gòu)如圖2所示。???可以看出，UG和OpenFlight之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵在于把參數(shù)曲面轉(zhuǎn)換為某種近似程度的多邊形網(wǎng)格模型，并按照規(guī)定的層次和結(jié)構(gòu)進行多邊形網(wǎng)格存儲。???3?UGOpenFli
5、ght輸出接口開發(fā)技術(shù)??????3.1總體技術(shù)方案??????圖3是UGOpenFlight輸出接口開發(fā)技術(shù)方案流程圖，該方案分為UG模型相關(guān)信息獲取和OpenFlight文件寫入兩個階段，第一階段通過UG提供的二次開發(fā)接口NXOpenC和NXOpenC++遍歷需要轉(zhuǎn)換的UGCAD模型，通過開發(fā)實現(xiàn)參數(shù)曲面離散及多邊形網(wǎng)格剖分算法、裝配層次和拓撲結(jié)構(gòu)自動提取等算法，把得到的裝配層次信息、零部件方位矩陣、相關(guān)屬性信息、模型拓撲結(jié)構(gòu)和模型多邊形網(wǎng)格信息等保存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。第二階段通過OpenFlightAPI把保存的相關(guān)信息通過裝配層次關(guān)系重構(gòu)、模型拓撲結(jié)構(gòu)重構(gòu)等算法保存
6、為需要的OpenFlight格式文件。??????由于該方案在內(nèi)部封裝實現(xiàn)了參數(shù)曲面離散和多邊形網(wǎng)格剖分算法，因此可以通過調(diào)整相關(guān)參數(shù)快速方便的得到一系列不同層次細節(jié)的多邊形網(wǎng)格模型。??????3.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計??????設(shè)計結(jié)構(gòu)的設(shè)計要同時考慮UG和OpenFlight的文件組織和場景描述，對于UGCAD模型而言，分為裝配模型和零件模型兩類，UG中的裝配以樹狀結(jié)構(gòu)組織裝配中的組件和零件，一個部件文件只能有一個根節(jié)點，UG裝配文件指向下屬部件的幾何體及特征，只包含對零件模型的虛擬引用而不包含具體的模型幾何，當模型文件修改以后，UG裝配中的相關(guān)數(shù)據(jù)會自動更新。設(shè)計了類似如下
7、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：???structPoint3d{?floatx;?floaty;?floatz;}?//代表三維空間中的一個點坐標。???structPtNorm{floatx_norm;floaty_norm;floatz_norm;}//代表某個點的法向量。???structTriIndex?//代表一個三角形網(wǎng)格???{longpt1_idx;longpt2_idx;longpt3_idx;//代表一個三角形的三個頂點的索引值???longpt1_NormIdx;longpt2_NormIdx;lon
