TWI514322B - 邊界線圖形檢查處理系統及方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種邊界線圖形檢查處理系統及方法。
目前在對模型圖檔（如，CAD圖檔）進行處理的過程中，必須要對CAD文檔（.igs，.stp等格式）進行解析，對模型的曲面進行渲染和裁剪。在這些過程中由於各種標準的差異，圖形設計的時候人為忽略等因素，可能會造成曲面邊界線之間出現相交，邊界線方向不為逆時針，邊界線未閉合等非法情況。這些非法情況會造成渲染出來的CAD模型出現丟面，破面，精度低，繪製出錯等問題。
鑒於以上內容，有必要提供一種邊界線圖形檢查處理系統及方法，其可消除CAD模型出現丟面，破面，精度低，繪製出錯等問題。
一種邊界線圖形檢查處理系統，該系統包括：導入模組，用於導入產品模型圖檔，對模型圖檔中的產品模型進行解析，得到該產品模型的邊界線圖形資料；添加模組，用於當兩個相鄰的端點之間不存在線段時，連接該兩個端點組成一條新的線段，將該新的線段添加到邊界線圖形中，構成封閉的邊界線圖形；計算模組，用於將每組邊界線圖形資料中的一條線段與該組中剩下的線段求交點；去除模組，用於當求出來的交點不是該線段的端點時，將該交點作為該兩條相交的線段的端點，組成一個封閉邊界線圖形，以避免線段交叉；所述計算模組，還用於利用邊界線圖形上的任意兩個相鄰端點和在邊界線圖形內的一個點求出垂直於該邊界線圖形的向量；交換模組，用於當透過垂直於該邊界線圖形的向量得出該邊界線圖形的端點的順序不是預設的順序時，以預設的順序對所述端點重新進行命名，使邊界線圖形的端點的順序成為預設的順序。
一種邊界線圖形檢查處理方法，該方法包括如下步驟：導入產品模型圖檔，對模型圖檔中的產品模型進行解析，得到該產品模型的邊界線圖形資料；當兩個相鄰的端點之間不存在線段時，連接該兩個端點組成一條新的線段，將該新的線段添加到邊界線圖形中，構成封閉的邊界線圖形；將每組邊界線圖形資料中的一條線段與該組中剩下的線段求交點；當求出來的交點不是該線段的端點時，將該交點作為該兩條相交的線段的端點，組成一個封閉邊界線圖形，以避免線段交叉；利用邊界線圖形上的任意兩個相鄰端點和在邊界線圖形內的一個點求出垂直於該邊界線圖形的向量；當透過垂直於該邊界線圖形的向量得出該邊界線圖形的端點的順序不是預設的順序時，按照數位或字母順序以預設的順序對所述端點重新進行命名，使邊界線圖形的端點的順序成為預設的順序。
相較於習知技術，所述的邊界線圖形檢查處理系統及方法，其可以避免邊界線之間出現相交、邊界線方向不為逆時針，邊界線未閉合等非法情況，從而避免這些非法情況造成渲染出來的CAD模型出現丟面，破面，精度低，繪製出錯等問題，使得設計的圖檔更加準確。
如圖1所示，係本發明邊界線圖形檢查處理系統較佳實施例的運行環境示意圖。該邊界線圖形檢查處理系統10運行於一台主機1中，該主機1連接一台顯示設備2。該主機1包括儲存設備12和至少一個處理器14。
在本實施例中，所述邊界線圖形檢查處理系統10以軟體程式或指令的形式安裝在儲存設備12中，並由處理器14執行。在其他實施例中，所述儲存設備12可以為主機1外接的記憶體。
如圖2所示，係本發明邊界線圖形檢查處理系統10較佳實施例的功能模組圖。該邊界線圖形檢查處理系統10包括導入模組100、判斷模組102、添加模組104、計算模組106、去除模組108及交換模組110。本發明所稱的模組是完成一特定功能的電腦程式段，比程式更適合於描述軟體在電腦中的執行過程，因此本發明以下對軟體描述都以模組描述。
所述導入模組100用於導入產品模型圖檔，對模型圖檔中的產品模型進行解析，得到該產品模型的邊界線圖形資料。在本實施例中，所述文檔是，但不限於，繪圖交換格式（Drawing Interchange Format，DXF）的文檔。所述模型圖檔是透過工件繪圖軟體（例如，電腦輔助設計軟體，Computer Aided Design，CAD或者Pro/Engineer軟體）繪製的圖檔，即在產品實際生產之前所設計的圖檔。所述邊界線圖形資料包括每個邊界線圖形的所有端點的名稱、座標位置及兩個相鄰端點之間線段的方程式等資訊。此外，由於模型圖檔包括多個邊界線圖形，例如，圖5為一個邊界線圖形，圖6為另外一個邊界線圖形，每個邊界線圖形對應一組邊界線圖形資料。圖5的邊界線圖形資料包括端點A至F的名稱、端點A至F的座標及兩個相鄰端點的線段方程式。圖6的邊界線圖形資料包括端點A至H的名稱、端點A至H的座標及兩個相鄰端點的線段方程式。此外，需要說明的是，儘管圖5與圖6的端點的命名有相同的部分，例如，都有端點A至F，但是圖5的邊界線圖形資料與圖6的邊界線圖形資料之間是完全獨立的，也就是說圖5中端點A與圖6中的端點A不是同一個端點。
所述判斷模組102用於判斷兩個相鄰端點之間是否存在線段。每條線段有兩個端點，若是一個封閉的圖形，相鄰的端點之間都以線段相連，若相鄰的端點之間沒有線段相連，則說明該邊界線圖形不是封閉的圖形。具體而言，如圖4所示，端點A和端點F之間沒有連線，不存在線段，因此該邊界線圖形不是封閉的圖形。在本較佳實施例中，邊界線圖形的端點的名稱按照數位或者字母順序進行命名，例如，按照數位大小的順序命名，或者按照字母順序進行命名，例如，圖4所示的邊界線圖形中的端點按照英文字母的順序命名。兩個相鄰端點是指按照命名順序相鄰的兩個端點，例如，與端點A相鄰的端點為端點B和端點F，與端點B相鄰的端點為端點A和端點C。
當兩個相鄰的端點之間不存在線段時，所述添加模組104連接該兩個端點組成一條新的線段，將該新的線段添加到邊界線圖形中，構成封閉的邊界線圖形。具體而言，如圖5所示，在端點A與端點F之間進行連線，形成線段AF，將該線段AF添加到邊界線圖形中，使得圖4所示的邊界線圖形變成如圖5所示的封閉邊界線圖形。
所述計算模組106用於將每組邊界線圖形資料中的一條線段與該組中剩下的線段求交點。具體而言，每條線段都有兩個端點，透過該兩個端點的座標可以求出表示該條線段的方程式，將表示其中一條線段的方程式與表示剩餘線段的方程式逐一比對，求出該條線段是否與剩餘線段是否存在交點。如圖6所示，將線段AB與剩餘的線段BC、CD、DE、EF、FG、GH及HA分別求交點，最後得出線段AB分別與線段BC及線段HA相交（即有共同的端點），線段AB與線段BC的交點為端點B，線段AB與線段HA的交點為端點A。例如，線段HA與線段FG、線段GH及AB相交，線段HA與線段FG的交點為線段HA上的一端點O（並不是端點H或端點A），線段HA與線段GH的的交點為端點H，線段HA與線段AB的交點為端點A。
所述判斷模組102還用於判斷求出來的交點是否為相應線段的端點。例如，判斷上述求出來的交點O、H和A是否為線段HA的端點。
當求出來的交點不是該線段的端點時，所述去除模組108用於將該交點作為該兩條相交的線段的端點，組成一個封閉邊界線圖形，以避免線段交叉。具體而言，如圖6所示，線段HA與線段GF的交點O不是線段HA或線段GF的端點。去除模組108將該交點O作為線段HA與線段GF的端點，去除該封閉邊界線圖形以外的部分，例如，去除圖6中的線段GH，線段GO及線段HO，並將該交點O按照字母的順序命名為端點G，如圖7所示，重新命名後的邊界線圖形為封閉邊界線圖形。由於邊界線圖形的端點都是按照順序（如字母順序）來命名的，兩個相鄰的端點都是按照命名順序來查找的，將交點按照順序來命名，可以方便快捷的找到相鄰的端點。
所述計算模組106還用於利用邊界線圖形上的任意兩個相鄰端點和在邊界線圖形內的一個點求出垂直於該邊界線圖形的向量。具體而言，如圖8所示，選取相鄰兩端點D及E，得到線段DE之間的中點Pt，選取邊界線圖形內部一點Pi，分別求出端點D到中點Pt的向量V1，中點Pt到點Pi的向量V2，將向量V1與V2相乘得出垂直於向量V1和V2所在面的向量V3，該向量V3即是垂直於所述邊界線圖形的向量。
所述判斷模組102還用於透過垂直於邊界線圖形的向量判斷該邊界線圖形的端點的順序。本實施例中，邊界線圖形的端點的順序包括順時針方向和逆時針方向。具體而言，若向量V3指向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為順時針方向，例如，圖8中所示，該邊界線圖形的端點按照ABCDEF的順序，該邊界線圖形的端點的順序為順時針方向。若V3方向背向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為逆時針方向。
當該邊界線圖形的端點的順序為不是預設的順序時，所述交換模組110按照數位或字母順序以預設的順序對所述端點重新進行命名，使邊界線圖形的端點的順序成為預設的順序。本實施例中，用戶預設的順序為逆時針方向。如圖9所示，除端點A不變之外，按照逆時針方向，將每個端點重新命名，使得端點A、端點B、端點C、端點D、端點E和端點F在該邊界線圖形中的順序為逆時針方向。
如圖3所示，係本發明邊界線圖形檢查處理方法較佳實施例的作業流程圖。
步驟S10，導入模組100導入產品模型圖檔，對模型圖檔中的產品模型進行解析，得到該產品模型的邊界線圖形資料。在本實施例中，所述文檔是，但不限於，繪圖交換格式（Drawing Interchange Format，DXF）的文檔。所述模型圖檔是透過工件繪圖軟體（例如，電腦輔助設計軟體，Computer Aided Design，CAD或者Pro/Engineer軟體）繪製的圖檔，即在產品實際生產之前所設計的圖檔。所述邊界線圖形資料包括每個邊界線圖形的所有端點的名稱、座標位置及兩個相鄰端點之間線段的方程式等資訊。此外，由於模型圖檔包括多個邊界線圖形，例如，圖5為一個邊界線圖形，圖6為另外一個邊界線圖形，每個邊界線圖形對應一組邊界線圖形資料。圖5的邊界線圖形資料包括端點A至F的名稱、端點A至F的座標及兩個相鄰端點的線段方程式。圖6的邊界線圖形資料包括端點A至H的名稱、端點A至H的座標及兩個相鄰端點的線段方程式。此外，需要說明的是，儘管圖5與圖6的端點的命名有相同的部分，例如，都有端點A至F，但是圖5的邊界線圖形資料與圖6的邊界線圖形資料之間是完全獨立的，也就是說圖5中端點A與圖6中的端點A不是同一個端點。
步驟S20，判斷模組102判斷兩個相鄰端點之間是否存在線段。每條線段有兩個端點，若是一個封閉邊界線圖形，相鄰的端點之間都以線段相連，流程進入步驟S40。若相鄰的兩個端點之間沒有線段相連，則說明該邊界線圖形不是封閉邊界線圖形，流程進入步驟S30。具體而言，如圖4所示，端點A和端點F之間沒有連線，不存在線段，因此該邊界線圖形不是封閉的圖形。
步驟S30，添加模組104連接該兩個端點組成一條新的線段，將該新的線段添加到邊界線圖形中，構成封閉的邊界線圖形。具體而言，如圖5所示，在端點A與端點F之間進行連線，形成線段AF，將該線段AF添加到邊界線圖形中，使得圖4所示的邊界線圖形變成如圖5所示的封閉邊界線圖形。
步驟S40，計算模組106將每組邊界線圖形資料中的一條線段與該組中剩下的線段求交點。具體而言，每條線段都有兩個端點，透過該兩個端點的座標可以求出表示該條線段的方程式，將表示其中一條線段的方程式與表示剩餘線段的方程式逐一比對，求出該條線段是否與剩餘線段是否存在交點。如圖6所示，將線段AB與剩餘的線段BC、CD、DE、EF、FG、GH及HA分別求交點，最後得出線段AB分別與線段BC及線段HA相交（即有共同的端點），線段AB與線段BC的交點為端點B，線段AB與線段HA的交點為端點A。例如，線段HA與線段FG、線段GH及AB相交，線段HA與線段FG的交點為線段HA上的一端點O（並不是端點H或端點A），線段HA與線段GH的的交點為端點H，線段HA與線段AB的交點為端點A。
步驟S50，判斷模組102判斷求出來的交點是否為相應線段的端點。例如，判斷上述求出來的交點O、H和A是否為線段HA的端點。若求出來的交點是相應線段的端點，流程進入步驟S70。若求出來的交點不是相應線段的端點，流程進入步驟S60。
步驟S60，去除模組108將該交點作為該兩條相交的線段的端點，組成一個封閉邊界線圖形，以避免線段交叉。具體而言，如圖6所示，線段HA與線段GF的交點O不是線段HA或線段GF的端點。去除模組108將該交點O作為線段HA與線段GF的端點，去除該封閉邊界線圖形以外的部分，例如，去除圖6中的線段GH，線段GO及線段HO，並將該交點O按照字母的順序命名為端點G，如圖7所示，重新命名後的邊界線圖形為封閉邊界線圖形。由於邊界線圖形的端點都是按照順序（如字母順序）來命名的，兩個相鄰的端點都是按照命名順序來查找的，將交點按照順序來命名，可以方便快捷的找到相鄰的端點。
步驟S70，計算模組106利用邊界線圖形上的任意兩個相鄰端點和在邊界線圖形內的一個點求出垂直於該邊界線圖形的向量。具體而言，如圖8所示，選取相鄰兩端點D及E，得到線段DE之間的中點Pt，選取邊界線圖形內部一點Pi，分別求出端點D到中點Pt的向量V1，中點Pt到點Pi的向量V2，將向量V1與V2相乘得出垂直於向量V1和V2所在面的向量V3，該向量V3即是垂直於所述邊界線圖形的向量。
步驟S80，判斷模組102透過垂直於邊界線圖形的向量判斷該邊界線圖形的端點的順序，並判斷該順序是否為預設的順序。本實施例中，邊界線圖形的端點順序包括順時針方向和逆時針方向。具體而言，假設預設的順序為順時針方向，若向量V3指向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為順時針方向，例如，圖8中所示，該邊界線圖形的端點按照ABCDEF的順序，該邊界線圖形的端點的順序為順時針方向，與預設的順序相同，則直接結束流程。若V3方向背向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為逆時針方向，與預設的順序不相同，流程進入步驟S90。
步驟S90，所述交換模組110按照數位或字母順序以預設的順序對端點重新進行命名，使邊界線圖形的端點的順序為預設的順序。如圖9所示，除端點A不變之外，按照順時針方向（前面已經提到預設的順序為順時針方向，保持一致），將每個端點重新命名，使得端點A、端點B、端點C、端點D、端點E和端點F在該邊界線圖形中的順序為順時針方向。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
1．．．主機
10．．．邊界線圖形檢查處理系統
12．．．儲存設備
14．．．處理器
2．．．顯示設備
100．．．導入模組
102．．．判斷模組
104．．．添加模組
106．．．計算模組
108．．．去除模組
110．．．交換模組
圖1係本發明邊界線圖形檢查處理系統較佳實施例的運行環境示意圖。
圖2係本發明主機較佳實施例的結構示意圖。
圖3係本發明邊界線圖形檢查處理方法較佳實施例的作業流程圖。
圖4係本發明未封閉邊界線圖形的示意圖。
圖5係本發明封閉邊界線圖形的示意圖。
圖6係本發明出現線段交叉的邊界線圖形的示意圖。
圖7係本發明去除交叉線段之後邊界線圖形的示意圖。
圖8係本發明邊界線圖形的端點為順時針方向的示意圖。
圖9係本發明經過交換之後邊界線圖形的端點為逆時針方向的示意圖。
1．．．主機
10．．．邊界線圖形檢查處理系統
12．．．儲存設備
14．．．處理器
2．．．顯示設備
Claims (10)
- 一種邊界線圖形檢查處理系統，該系統包括：
導入模組，用於導入產品模型圖檔，對模型圖檔中的產品模型進行解析，得到該產品模型的邊界線圖形資料；
添加模組，用於當兩個相鄰的端點之間不存在線段時，連接該兩個端點組成一條新的線段，將該新的線段添加到邊界線圖形中，構成封閉的邊界線圖形；
計算模組，用於將每組邊界線圖形資料中的一條線段與該組中剩下的線段求交點；
去除模組，用於當求出來的交點不是該線段的端點時，將該交點作為該兩條相交的線段的端點，組成一個封閉邊界線圖形，以避免線段交叉；
所述計算模組，還用於利用邊界線圖形上的任意兩個相鄰端點和在邊界線圖形內的一個點求出垂直於該邊界線圖形的向量；及
交換模組，用於當透過垂直於該邊界線圖形的向量得出該邊界線圖形的端點的順序不是預設的順序時，以預設的順序對所述端點重新進行命名，使邊界線圖形的端點的順序成為預設的順序。 - 如申請專利範圍第1項所述之邊界線圖形檢查處理系統，其中，所述邊界線圖形資料包括每個邊界線圖形的端點的名稱、端點的座標位置及兩個相鄰端點之間線段的方程式。
- 如申請專利範圍第1項所述之邊界線圖形檢查處理系統，其中，所述計算模組計算交點的方式是將表示其中一條線段的方程式與表示剩餘線段的方程式逐一比對，求出該條線段與剩餘線段是否存在交點。
- 如申請專利範圍第1項所述之邊界線圖形檢查處理系統，其中，所述邊界線圖形的端點的順序包括順時針方向和逆時針方向，若垂直於邊界線圖形的向量方向指向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為順時針方向，若垂直於邊界線圖形的向量方向背向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為逆時針方向。
- 如申請專利範圍第1項或第4項所述之邊界線圖形檢查處理系統，其中，所述預設的順序為逆時針方向。
- 一種邊界線圖形檢查處理方法，該方法包括如下步驟：
導入產品模型圖檔，對模型圖檔中的產品模型進行解析，得到該產品模型的邊界線圖形資料；
當兩個相鄰的端點之間不存在線段時，連接該兩個端點組成一條新的線段，將該新的線段添加到邊界線圖形中，構成封閉的邊界線圖形；
將每組邊界線圖形資料中的一條線段與該組中剩下的線段求交點；
當求出來的交點不是該線段的端點時，將該交點作為該兩條相交的線段的端點，組成一個封閉邊界線圖形，以避免線段交叉；
利用邊界線圖形上的任意兩個相鄰端點和在邊界線圖形內的一個點求出垂直於該邊界線圖形的向量；及
當透過垂直於該邊界線圖形的向量得出該邊界線圖形的端點的順序不是預設的順序時，以預設的順序對所述端點重新進行命名，使邊界線圖形的端點的順序成為預設的順序。 - 如申請專利範圍第6項所述之邊界線圖形檢查處理方法，其中，所述邊界線圖形資料包括每個邊界線圖形的端點的名稱、端點的座標位置及兩個相鄰端點之間線段的方程式。
- 如申請專利範圍第6項所述之邊界線圖形檢查處理方法，其中，所述計算交點的方式是將表示其中一條線段的方程式與表示剩餘線段的方程式逐一比對，求出該條線段是否與剩餘線段存在交點。
- 如申請專利範圍第6項所述之邊界線圖形檢查處理方法，其中，所述邊界線圖形的端點的順序包括順時針方向和逆時針方向，若垂直於邊界線圖形的向量方向指向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為順時針方向，若垂直於邊界線圖形的向量方向背向用戶，則表示該邊界線圖形的端點的順序為逆時針方向。
- 如申請專利範圍第6項或第9項所述之邊界線圖形檢查處理方法，其中，所述預設的順序為逆時針方向。
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