CN103092837A - 量测图形文件解析系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种量测图形文件解析系统及方法，应用于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备。该方法包括步骤：预先定义所需量测图形的图元关键字以及图元解析模式；从存储设备中读取量测图形文件，从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串；根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据，从曲面图元数据中提取量测图形的曲面图元关键字；将曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面；采用识别标志标示量测图形的曲面边界线。本发明能够对STEP文件进行快速解析、绘制出完整的量测图形，并对绘制出的量测图形进行标示区分，以便使用者更容易找到量测对象所对应的量测图形。

Description

量测图形文件解析系统及方法

技术领域

本发明涉及一种图形文件处理系统及方法，特别是关于一种STEP量测图形文件解析系统及方法。

背景技术

STEP文件是图形处理CAD系统中经常使用的文件，如果CAD系统不能导入STEP文件重绘产品模型很不方便，则也不能CAD系统中进行文件的交换。在独立设计的CAD系统中，不能对STEP文件进行导入重绘产品模型，不能导入重绘复杂的产品模型。市面上已发行的CAD软件中：由于不能对STEP文件进行导入重绘，需要购买其它软件把STEP文件进行转换，增加成本开支。其次，CAD软件仅能导入重绘简单的产品模型，例如球体、长方体等，而不能对导入重绘复杂的产品模型。此外，STEP文件导入重绘速度慢，重绘模型不完整，并且没有对STEP文件重绘的产品模型中的量测图形进行标注区分，不方便量测。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种量测图形文件解析系统及方法，其能够对能够对STEP文件进行快速解析、计算、重绘出完整的量测图形，并对绘制出的量测图形进行标示区分，以便使用者更容易找到量测对象所对应的量测图形。

所述的量测图形文件解析系统，该系统运行于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备。该系统包括：关键字定义模块，用于预先定义所需量测图形的图元关键字以及图元解析模式，以及将所述图元关键字和图元解析模式存储在存储设备中；文件内容提取模块，用于从存储设备中读取量测图形文件，以及从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串；图元解析模块，用于根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据，以及从曲面图元数据中提取量测图形的曲面图元关键字；图形曲面绘制模块，用于将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面，以及采用识别标志标示所述量测图形的曲面边界线，并将量测图形显示在显示设备上。

所述的量测图形文件解析方法，应用于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备。该方法包括步骤：预先定义所需量测图形的图元关键字以及图元解析模式，并将所述图元关键字和图元解析模式存储在存储设备中；从存储设备中读取量测图形文件，以及从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串；根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据，并从曲面图元数据中提取量测图形的曲面图元关键字；将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面；采用识别标志标示所述量测图形的曲面边界线，并将所述量测图形显示在显示设备上。

相较于现有技术，本发明所述的量测图形文件解析系统及方法能够对STEP文件进行快速解析、计算、重绘出完整的量测图形，方便STEP文件在CAD/CAM系统中的数据使用和交换，并对绘制出的量测图形进行标示区分，以便使用者更容易找到量测对象所对应的量测图形。

附图说明

图1是本发明量测图形文件解析系统较佳实施例的架构图。

图2是一种STEP格式的量测图形文件的示意图。

图3是本发明量测图形文件解析方法较佳实施例的流程图。

图4是图3的步骤S32的细化流程图。

图5是图3的步骤S33的细化流程图。

图6是图3的步骤S35的细化流程图。

图7和图8是利用曲面三角网格化处理曲面图元数据的示意图。

图9是将STEP格式的量测图形文件解析绘制成量测图形的示意图。

主要元件符号说明

计算机                                1

量测图形文件解析系统                  10

关键字定义模块                        101

文件内容提取模块                      102

图元解析模块                          103

图形曲面绘制模块                      104

存储设备                              11

处理器                                12

显示设备                              13

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

如图1所示，是本发明量测图形文件解析系统10较佳实施例的架构图。在本实施例中，所述的量测图形文件解析系统10安装并运行于计算机1中，该计算机1可以为一种具有图形资料处理能力的桌上型计算机或者服务器等。所述的计算机1还包括存储设备11、处理器12以及显示设备13。所述的存储设备11是一种硬盘、Flash内存、或者为一种外部存储介质，其用于存储STEP格式的量测图形文件(以下简称STEP文件)。在本实施中，所述的STEP文件是一种为CAD/CAM系统提供产品模型数据交换标准的量测图形文件，STEP标准已经成为国际公认的CAD/CAM数据文件交换全球统一标准，其规定了惟一的描述和计算机可处理的信息表达形式。

如图2所示，是一种STEP格式量测图形文件的示意图。所述STEP文件中的文件内容以每一行的行号(例如#1，...，#125，...，#133等)为开始符，以每一个分号“；”作为分割符。该分割符分号“；”之前的文件内容作为一个字符串数据，其中，等于号“＝”到左括号“(”之间的字符串作为内容关键字，其用于描述图形的图元类型；左括号“(”到右括号“)”之间的字符串数据作为内容字符串，其用于描述图形的图元数据信息，例如图元坐标(4.530716408935491，0.758079218122484，-0.020000000000000)。

在本实施例中，所述的量测图形文件解析系统10包括关键字定义模块101、文件内容提取模块102、图元解析模块103，以及图形曲面绘制模块104。本发明所称的模块是指一种能够被处理器12所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储设备11中。在本实施例中，关于各模块的功能将在图3的流程图中具体描述。

如图3所示，是本发明量测图形文件解析方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，本发明所述的方法能够对STEP文件进行快速解析、计算、重绘出完整的量测图形，方便STEP文件在CAD/CAM系统中的数据使用和交换，并对绘制出的量测图形进行标示区分，以便使用者更容易找到量测对象所对应的量测图形。

步骤S31，关键字定义模块101预先定义所需量测图形的图元关键字以及图元解析模式，并将定义好的图元关键字以及图元解析模式存储在存储设备11中。在本实施例中，所述的量测图形包括由点、线、面、圆等图元组成的二维或三维图形，例如图9所示的长方体，圆柱体、椭圆体。所述的图元关键字用于描述图元的图形特征，例如点的关键字为POINT，线的关键字为“LINE”，以及圆的关键字为“CIRCLE”。所述的图元解析模式用于对图元关键字进行解析，从而得到该图元关键字相对应的图元，例如，图元解析模式将图元关键字POINT解析为点，将图元关键字LINE解析为线，以及将图元关键字CIRCLE为圆。

步骤S32，文件内容提取模块102从存储设备11中读取一份STEP文件，并从该STEP文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串，该步骤S32将在图4中作详细描述。参考图2所示，文件内容提取模块102将每一行等于号“＝”到左括号“(”之间的字符串作为内容关键字，以及将左括号“(”到右括号“)”之间的字符串数据作为内容字符串。如图2所示的“CARTESIAN_POINT”作为一个内容关键字，以及“(4.530716408935491，0.758079218122484，-0.020000000000000)”作为一个内容字符串。

步骤S33，图元解析模块103根据提取的内容关键字及其对应的字符串解析出组成产品模型的曲面(shell)图元数据，该步骤S33将在图5中作详细描述。在本实施例中，所述产品模型也是由点、线、面、圆等图元组成的二维或三维图形，所述曲面图元信息是构成产品模型外表面的点、线、面等图元的数据信息。

步骤S34，图元解析模块103从曲面图元数据中提取组成产品模型的曲面图元关键字，并标记所述曲面图元关键字的图元类型。例如，图元解析模块103将图元关键字POINT标记为构成曲面的点，图元关键字LINE标记为构成曲面的线，以及图元关键字CIRCLE标记为构成曲面的圆。

步骤S35，图形曲面绘制模块104将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应的图形曲面，该步骤S35将在图6中作详细描述。所述的三角形网格化通常用于计算机辅助设计(computer aided design，CAD)系统或计算机辅助制造(computer aided manufacturing，CAM)系统中进行图形曲面绘制。

步骤S36，图形曲面绘制模块104根据曲面图元类型判断绘制出的图形曲面是否为所需量测图形。若图形曲面是所需量测图形，则执行步骤S37。若图形曲面不是所需量测图形，则流程结束。

步骤S37，图形曲面绘制模块104采用识别标志标示所述图形曲面的边界线，并将标志过的量测图形显示在显示设备13上。在本实施例中，图形曲面绘制模块104采用颜色标示图形曲面的边界线，例如将图形曲面的边界线标示为红色或蓝色等。在其它实施例中，图形曲面绘制模块104也可以采用其它识别标志标示图形曲面的边界线，例如将图形曲面的边界线加粗。参考图9所示，是根据STEP文件绘制成的一个产品模型的量测图形示意图。其中，量测图形包括长方体，圆柱体、椭圆体，其分别由点、线、面、圆等图元组成的二维或三维图形。

如图4所示，是图3的步骤S32的细化流程图。步骤S321，用户通过计算机1的输入设备(例如，键盘)输入STEP文件的存储路径，例如，输入存储路径D\storage\STEP。步骤S322，文件内容提取模块102判断该存储路径是否正确。若存储路径正确，执行步骤S323；若存储路径不正确，返回步骤S321让用户继续输入正确的存储路径。

步骤S323，文件内容提取模块102打开存储在存储设备11中的STEP文件，并逐行读取STEP文件的文件内容。步骤S324，文件内容提取模块102提取每一个分号“；”分割符之前的文件内容作为一个字符串。步骤S325，文件内容提取模块102将该提取的字符串进行切分，提取等于号“＝”到左括号“(”之间的字符串作为内容关键字，并将左括号“(”之后的字符串作为内容字符串。步骤S326，文件内容提取模块102将所有内容关键字及其相应的内容字符串存储在数组中。步骤S327，文件内容提取模块102判断STEP文件的文件内容是否读取完毕。若文件内容没有读取完毕，则返回步骤S323继续读取下一行文件内容；若文件内容已读取完毕，则流程转向步骤S33。

如图5所示，是图3的步骤S33的细化流程图。步骤S331，图元解析模块103从数组中读取每一个内容关键字。步骤S332，图元解析模块103判断内容关键字是否匹配预先定义的图元关键字。若内容关键字不匹配预先定义的图元关键字，则返回步骤S331继续从数组中读取下一个内容关键字；若内容关键字匹配预先定义的图元关键字，则执行步骤S333。

步骤S333，图元解析模块103根据内容关键字在存储设备11中查找对应的图元解析模式。步骤S334，图元解析模块103利用图元解析模式解析内容字符串得到图元数据信息。步骤S335，图元解析模块103从解析出的图元数据信息中提取组成实体图形的曲面图元信息。

如图6所示，是图3的步骤S35的细化流程图。步骤S351，图形曲面绘制模块104将图元数据转换为B样条曲面得到该B样条曲面在一个UV参数平面内的封闭边界线，并对该封闭边界线以U直线和V直线进行等距切分得到多个小方格。参考图7所示，所述的UV参数平面包括多个小方格，每个小方格包括四个顶点，由于每个顶点的拉升都可导致产品三维模型的形状扭曲，因此该顶点在业界又被称为控制节点。

步骤S352，图形曲面绘制模块104将与封闭边界线无交点的小方格的四个顶点按逆时针顺序连接，组成两个三角形。参考如图8所示，小方格box4与封闭边界线无交点，则将顶点P、Q、I、O按照逆时针顺序连接组成两个三角形OQP和OIQ。

步骤S353，图形曲面绘制模块104对于与封闭边界线有交点的小方格，将小方格的顶点中落入封闭边界线上的顶点、小方格与封闭边界线的交点及封闭边界线上的边界点加入一个2D点队列Q。参考图8所示，小方格box1中有封闭边界线上的边界点M，小方格box1与封闭边界线的交点E、F；小方格box2中有顶点D落入封闭边界线内；小方格box2与封闭边界线的交点E、F、C、G，则将点M、E、F、C、D、G加入所述2D点队列Q中。

步骤S354，图形曲面绘制模块104读取2D点队列Q中的第一点p1及与点p1最近的点p2，p1p2组成三角形A的一条边，并在队列Q中查找该三角形A的第三点p3。其中，第三点P3的查找原则是边p1p2对应的内角在三角形A的内角中最大，且三角形A的外接圆内没有队列Q中的点，并使得三角形A接近于等边三角形。

步骤S355，图形曲面绘制模块104根据上述查找原则在队列Q中依次查找其它点组成的三角形得到一个三角形队列T。步骤S356，图形曲面绘制模块104根据上述三角形队列T绘制出图形曲面，并将绘制出的图形曲面显示在显示设备13上。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种量测图形文件解析系统，该系统运行于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备，其特征在于，所述的系统包括：

关键字定义模块，用于预先定义所需量测图形的图元关键字以及图元解析模式，以及将所述图元关键字和图元解析模式存储在存储设备中；

文件内容提取模块，用于从存储设备中读取量测图形文件，以及从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串存储在数组中；

图元解析模块，用于根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据，以及从曲面图元数据中提取量测图形的曲面图元关键字；以及

图形曲面绘制模块，用于将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面，以及采用识别标志标示所述量测图形的曲面边界线，并将所述量测图形显示在显示设备上。

2.如权利要求1所述的量测图形文件解析系统，其特征在于，所述的从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串包括步骤：

逐行读取量测图形文件的文件内容；

提取每一个分号“；”分割符之前的文件内容作为一个字符串；

将提取的字符串进行切分，提取等于号“＝”到左括号“(”之间的字符串作为内容关键字，并将左括号“(”之后的字符串作为内容字符串；以及

将所有内容关键字及其相应的内容字符串存储在数组中。

3.如权利要求1所述的量测图形文件解析系统，其特征在于，所述的根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据包括步骤：

从数组中读取每一个内容关键字；

判断内容关键字是否匹配预先定义的图元关键字；

若内容关键字不匹配预先定义的图元关键字，则继续从数组中读取下一个内容关键字；或者

若内容关键字匹配预先定义的图元关键字，则根据内容关键字在存储设备中查找对应的图元解析模式，利用图元解析模式解析内容字符串得到图元数据信息，以及从解析出的图元数据信息中提取组成量测图形的曲面图元数据。

4.如权利要求1所述的量测图形文件解析系统，其特征在于，所述的将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面包括步骤：

将曲面图元数据转换为B样条曲面得到该B样条曲面在一个UV参数平面内的封闭边界线，并对该封闭边界线以U直线和V直线进行等距切分得到多个小方格；

将与封闭边界线无交点的小方格的四个顶点按逆时针顺序连接，组成两个三角形；

对于与封闭边界线有交点的小方格，将小方格的顶点中落入封闭边界线上的顶点、小方格与封闭边界线的交点及封闭边界线上的边界点加入一个队列中；

读取队列中的第一点及与第一点最近的点来组成三角形的一条边，并在队列中查找该三角形的第三点；

根据上述查找原则在队列中依次查找其它点组成的三角形得到一个三角形队列；以及

根据所述三角形队列绘制出图形曲面，并将绘制出的图形曲面显示在显示设备上。

5.如权利要求1所述的量测图形文件解析系统，其特征在于，所述的量测图形文件是一种STEP格式的量测图形文件，其文件内容包括多个内容关键字以及内容字符串，该内容关键字用于描述量测图形的图元类型的内容关键字，该内容字符串用于描述量测图形的图元数据信息。

6.一种量测图形文件解析方法，应用于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备，其特征在于，该方法包括步骤：

预先定义所需量测图形的图元关键字以及图元解析模式，并将所述图元关键字和图元解析模式存储在存储设备中；

从存储设备中读取量测图形文件，并从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串存储在数组中；

根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据，并从曲面图元数据中提取量测图形的曲面图元关键字；

将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面；以及

采用识别标志标示所述量测图形的曲面边界线，并将所述量测图形显示在显示设备上。

7.如权利要求6所述的量测图形文件解析方法，其特征在于，所述的从量测图形文件中提取出所有的内容关键字及其对应的内容字符串包括步骤：

逐行读取量测图形文件的文件内容；

提取每一个分号“；”分割符之前的文件内容作为一个字符串；

将提取的字符串进行切分，提取等于号“＝”到左括号“(”之间的字符串作为内容关键字，并将左括号“(”之后的字符串作为内容字符串；以及

将所有内容关键字及其相应的内容字符串存储在数组中。

8.如权利要求6所述的量测图形文件解析方法，其特征在于，所述的根据内容关键字及其对应的内容字符串解析出组成量测图形的曲面图元数据包括步骤：

从数组中读取每一个内容关键字；

判断内容关键字是否匹配预先定义的图元关键字；

若内容关键字不匹配预先定义的图元关键字，则继续从数组中读取下一个内容关键字；或者

若内容关键字匹配预先定义的图元关键字，则根据内容关键字在存储设备中查找对应的图元解析模式，利用图元解析模式解析内容字符串得到图元数据信息，以及从解析出的图元数据信息中提取组成量测图形的曲面图元数据。

9.如权利要求6所述的量测图形文件解析方法，其特征在于，所述的将所述曲面图元数据进行三角形网格化处理绘制成相应量测图形的曲面包括步骤：

将曲面图元数据转换为B样条曲面得到该B样条曲面在一个UV参数平面内的封闭边界线，并对该封闭边界线以U直线和V直线进行等距切分得到多个小方格；

将与封闭边界线无交点的小方格的四个顶点按逆时针顺序连接，组成两个三角形；

对于与封闭边界线有交点的小方格，将小方格的顶点中落入封闭边界线上的顶点、小方格与封闭边界线的交点及封闭边界线上的边界点加入一个队列中；

读取队列中的第一点及与第一点最近的点来组成三角形的一条边，并在队列中查找该三角形的第三点；

根据上述查找原则在队列中依次查找其它点组成的三角形得到一个三角形队列；以及

根据所述三角形队列绘制出图形曲面，并将绘制出的图形曲面显示在显示设备上。

10.如权利要求6所述的量测图形文件解析方法，其特征在于，所述的量测图形文件是一种STEP格式的量测图形文件，其文件内容包括多个内容关键字以及内容字符串，该内容关键字用于描述量测图形的图元类型的内容关键字，该内容字符串用于描述量测图形的图元数据信息。

Images