Математическое и программное обеспечение восстановления и визуализации 3D-моделей в составе интегрированных СУБД

• Автор: Сафронов, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Анализ современных методов и алгоритмов сопряжения графических систем и решений.

1.1. Сравнительный анализ систем визуализации ЗБграфических данных

1.2. Анализ алгоритмов и методов сопряжения графических систем.

1.2.1 Использование коннекторов

1.2.2 Использование конверторов данных.

1.2.3 Использование файлов визуализации

1.2.4 Трансляция данных

1.3. Сравнительный анализ в области промежуточных форматов графических данных.

1.3.1 I формат данных

1.3.2 Форматы данных системы .
1.3.3 Xформат данных
1.3.4 формат данных.
1.4. Исследование и анализ существующего математического обеспечения восстановления графической ЗИмодели.
1.4.1 Алгоритм дискретного подхода.
1.4.2 Алгоритм марширующих кубиков.
1.4.3 Визуализация объемных изображений
1.4.4 Показ с удалением невидимых точек
1.4.5 Алгебраические методы восстановления изображений.
1.5. Цель работы и задачи исследования.
ГЛАВА 2. Разработка математической и алгоритмической основы системы
восстановления и визуализации ЗОмодели графических данных.
2.1. Формирование модели дизайнисследования восстановления и визуализации пространственной модели.
2.2. Особенности построения параметрической модели.
2.3. Разработка математического обеспечения формирования параметрической модели объекта и модели конструкции
2.4. Разработка математического обеспечения контроля целостности
пространственной модели6В
2.5. Разработка математического обеспечения реконфигурации
пространственных элементов ЗЭмодели конструкции.
2.6. Разработка математического обеспечения коррекции ЗОмодели
конструкции
Выводы.
ГЛАВА 3. Разработка интерактивной программной системы восстановления и визуализации графических данных
3.1. Разработка структуры универсальной программной системы
восстановления и визуализации ЗОмодели.
3.2. Разработка модульной структуры программного обеспечения
восстановления и визуализации ЗЭмоделей.
3.3. Синтез структуры интегрированной базы данных системы восстановления и визуализации объмных графических моделей
3.4. Разработка алгоритмов модулей системы ЗОвосстановления и визуализации.
3.4.1 Переход от геометрической модели к параметрической.
3.4.2 Разработка алгоритма программного формирования параметрической модели.
3.4.3 Разработка алгоритма функционирования системы управления графическими базами данных.
3.4.4 Разработка алгоритма функционирования конвертора форматов данных .
3.4.5 Алгоритмическая структура модулей контроля и коррекции входных данных.
3.4.6 Разработка алгоритма функционирования Универсальной справочной системы
3.4.7 Разработка алгоритма функционирования подсистемы Интеграции проектов
3.5. Модификация 4уровневой архитектуры РЬМсистемы.
3.6. Реализация процесса применения информационной системы восстановления и визуализации в рамках интегрированных компьютерных
технологий.
Выводы.
ГЛАВА 4. Программная реализация системы восстановления и визуализации графических данных в РЬМсистеме.
4.1. Разработка графического интерфейса программного обеспечения на основе функциональной схемы взаимодействия подсистем
4.2. Разработка графического интерфейса универсальной справочной системы восстановления и визуализации ЗИмодели
4.3. Разработка графического интерфейса системы верификации и коррекции ЗОмодели
4.4. Разработка графического интерфейса системы формирования параметрических моделей
4.5.Апробация расчтных значений.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список литературы


Во второй главе рассмотрены вопросы построения математического обеспечения восстановления и визуализации пространственных моделей. Приведено описание формирования оценочных характеристик ЗЭмоделей элемента и конструкции. В третьей главе приведена структурная модель универсального программного комплекса, отличающегося наличием модуля взаимодействия с графическими системами и РЬМрешениями, содержащей алгоритмы восстановления и визуализации пространственных моделей. Дана уникальная реализация модульной структуры универсального программного комплекса. Приведена структура системы верификации и коррекции моделей. Дана структура графической базы данных. РЬМрешений при внедрении программной системы. В четвртой главе описана программная реализация универсального программного комплекса восстановления и визуализации ЗЭмоделей графических систем. Дано описание графических форм справочной системы и модуля верификации и коррекции. В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационного исследования. ГЛАВА 1. Современные графические системы, ориентированные на работу с трехмерными моделями условно разделяются на три категории. Легкий класс систем это решения, применяющиеся для черчения и двумерного или трехмерного геометрического каркасного проектирования. Они не имеют в свом составе дополнительных функциональных возможностей, а также не поддерживают средства управления инженерными данными. Этот класс не имеет сопрягаемых средств оптимизации, реализуемых созданием вспомогательных модулей, расширяющих функциональные возможности системы. Средний класс надежные и многофункциональные продукты, содержащие ряд модулей со схожим функционалом с тяжелыми графическими системами, за исключением средств моделирования сложных поверхностей, подсистем инженерного анализа и технологической подготовки производства. Эти системы в отличие от легких поддерживают самописные модули, расширяющие их функционал. Тяжелый класс полнофункциональные решения автоматизации проектноконструкторской и технологической подготовки производства, они имеют функционал для черчения, двумерного и трехмерного геометрического, твердотельного и поверхностного моделирования поэлементного проектирования и проектирования с комплексной привязкой параметров. Включают в состав подсистемы инженерного анализа, подготовки программ для станков с ЧПУ. Поддерживают интеграцию с подсистемой управления инженерными данными, охватывающей всю структуру предприятия, и работу с данными других систем, входящих в состав РЬМпакета. В настоящее время большинство графических систем ГС среднего и тяжелого класса поддерживают параметрическое моделирование моделей. Параметрическое моделирование параметризация проектирование с использованием параметров элементов модели и соотношений между этими параметрами. Параметризация позволяет за короткое время сформировать с помощью изменения параметров или геометрических отношений различные конструктивные схемы и избежать принципиальных ошибок. Параметрическое моделирование существенно отличается от обычного двухмерного черчения или трхмерного моделирования. В случае параметрического проектирования создатся математическая модель объектов с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке и т. Двухмерное параметрическое проектирование и моделирование обычно доступны в ГС среднего и тяжлого классов. Однако упор в этих системах сделан на трхмерную технологию проектирования, и возможности параметризации двухмерных чертежей практически не используются. Параметрические ГС, ориентированные на двухмерное черчение лгкий класс, зачастую являются урезанными версиями более продвинутых систем. X 2 урезанный вариант X 3 российской компании Топ Системы. Позволяет создавать полностью параметризованные чертежи. Имеется функция автоматической параметризации. Программа полностью бесплатна, в том числе для коммерческого применения. ПО начиная с версии , в появилась возможность создавать параметрические чертежи.