專利名稱：自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法，尤其是一種自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，長度和面積是圖元最基本的屬性，例如直線長度和平面圖 形的面積計(jì)算等由簡單的四則運(yùn)算即可以完成。而自由曲面是一種抽象圖形，其主要由邊 界點(diǎn)及控制點(diǎn)描述物體的形狀，利用常規(guī)的數(shù)學(xué)運(yùn)算無法得到自由曲面的面積。目前，關(guān)于 自由曲面面積的計(jì)算方法要么精度高但速度慢，要么速度快但精度低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，可以快速計(jì)算出自由曲 面的面積，并且能夠提高自由曲面面積的計(jì)算精度。此外，還有必要提供一種自由曲面面積計(jì)算方法，可以快速計(jì)算出自由曲面的面 積，并且能夠提高自由曲面面積的計(jì)算精度。一種自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，應(yīng)用于電子裝置。該系統(tǒng)包括邊界處理模塊、三角 網(wǎng)格化模塊及計(jì)算模塊。邊界處理模塊用于獲取自由曲面的邊界點(diǎn)組成的輪廓面，在參數(shù) 平面內(nèi)求取逼近該輪廓面的多義線。三角網(wǎng)格化模塊用于在參數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)，根據(jù)設(shè) 置的樣點(diǎn)、所述多義線的頂點(diǎn)以及經(jīng)過樣點(diǎn)的垂直線段或水平線段與多義線的交點(diǎn)構(gòu)建逼 近所述輪廓面的多邊形，并對所述多邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化。計(jì)算模塊用于根據(jù)三角網(wǎng)格化 得到的三角形計(jì)算自由曲面的面積。一種自由曲面面積計(jì)算方法，該方法包括(A)邊界處理步驟獲取自由曲面的邊 界點(diǎn)組成的輪廓面，在參數(shù)平面內(nèi)求取逼近該輪廓面的多義線；(B)三角網(wǎng)格化步驟在參 數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置的樣點(diǎn)、所述多義線的頂點(diǎn)以及經(jīng)過樣點(diǎn)的垂直線段或水平 線段與多義線的交點(diǎn)構(gòu)建逼近所述輪廓面的多邊形，并對所述多邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化；及 (C)計(jì)算步驟根據(jù)三角網(wǎng)格化得到的三角形計(jì)算自由曲面的面積。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)及方法，可以快速計(jì)算出 自由曲面的面積，并且能夠提高自由曲面面積的計(jì)算精度。


圖1是本發(fā)明自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)較佳實(shí)施例的功能模塊圖。圖2是本發(fā)明自由曲面面積計(jì)算方法較佳實(shí)施例的流程圖。圖3是圖2中步驟S201的具體流程圖。圖4是圖2中步驟S203的具體流程圖。圖5是圖2中步驟S205的具體流程圖。圖6是求取多義線頂點(diǎn)的示意圖。
圖7是參數(shù)平面內(nèi)樣點(diǎn)、多義線頂點(diǎn)及交點(diǎn)的示意圖。圖8及圖9是連接三角形的示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種自由曲面面積計(jì)算方法，應(yīng)用于電子裝置，其特征在于，該方法包括 邊界處理步驟獲取自由曲面的邊界點(diǎn)組成的輪廓面，在參數(shù)平面內(nèi)求取逼近該輪廓面的多義線；三角網(wǎng)格化步驟在參數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置的樣點(diǎn)、所述多義線的頂點(diǎn)以及經(jīng) 過樣點(diǎn)的垂直線段或水平線段與多義線的交點(diǎn)構(gòu)建逼近所述輪廓面的多邊形，并對所述多 邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化；及計(jì)算步驟根據(jù)三角網(wǎng)格化得到的三角形計(jì)算自由曲面的面積。
2.如權(quán)利要求1所述的自由曲面面積計(jì)算方法，其特征在于，其中邊界處理步驟包括 從與電子裝置相連接的存儲設(shè)備讀取一個(gè)自由曲面；連接該自由曲面的邊界點(diǎn)得到由一系列首尾相連的曲線構(gòu)成的自由曲面的輪廓面； 將構(gòu)成所述輪廓面的所有曲線轉(zhuǎn)化為有理曲線，得到由所有有理曲線組成的一條封閉 邊界曲線；根據(jù)各有理曲線的參數(shù)方程得到各有理曲線的控制點(diǎn)，根據(jù)控制點(diǎn)求取逼近所述封閉 邊界曲線的多義線；及利用中值插值法得到該多義線在參數(shù)平面內(nèi)的一系列頂點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的自由曲面面積計(jì)算方法，其特征在于，其中三角網(wǎng)格化步驟包括在參數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)；讀取參數(shù)平面內(nèi)多義線的頂點(diǎn)，落入多義線內(nèi)的樣點(diǎn)，以及經(jīng)過樣點(diǎn)的水平線段或垂 直線段與多義線的交點(diǎn)；根據(jù)上述讀取的頂點(diǎn)、樣點(diǎn)及交點(diǎn)構(gòu)成參數(shù)平面內(nèi)的一個(gè)多邊形；及連接多義線的頂點(diǎn)、落入多義線內(nèi)的樣點(diǎn)及所述交點(diǎn)將該多邊形分割成一系列三角形
4.如權(quán)利要求3所述的自由曲面面積計(jì)算方法，其特征在于，其中三角網(wǎng)格化步驟還 包括過濾掉落在多義線外的三角形。
5.如權(quán)利要求4所述的自由曲面面積計(jì)算方法，其特征在于，其中計(jì)算步驟包括 根據(jù)過濾后剩下的各三角形的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算過濾后剩下的各三角形的邊長； 根據(jù)過濾后剩下的各三角形的邊長計(jì)算過濾后剩下的各三角形的面積；及加總所有過濾后剩下的所有三角形的面積得到自由曲面的面積。
6.一種自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，應(yīng)用于電子裝置，其特征在于，該系統(tǒng)包括邊界處理模塊，用于獲取自由曲面的邊界點(diǎn)組成的輪廓面，在參數(shù)平面內(nèi)求取逼近該 輪廓面的多義線；三角網(wǎng)格化模塊，用于在參數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置的樣點(diǎn)、所述多義線的頂點(diǎn)以 及經(jīng)過樣點(diǎn)的垂直線段或水平線段與多義線的交點(diǎn)構(gòu)建逼近所述輪廓面的多邊形，并對所 述多邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化；及計(jì)算模塊，用于根據(jù)三角網(wǎng)格化得到的三角形計(jì)算自由曲面的面積。
7.如權(quán)利要求6所述的自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，其中邊界處理模塊獲取 自由曲面的邊界點(diǎn)組成的輪廓面，在參數(shù)平面內(nèi)求取逼近該輪廓面的多義線包括從與電子裝置相連接的存儲設(shè)備讀取一個(gè)自由曲面；連接該自由曲面的邊界點(diǎn)得到由一系列首尾相連的曲線構(gòu)成的自由曲面的輪廓面；將構(gòu)成所述輪廓面的所有曲線轉(zhuǎn)化為有理曲線，得到由所有有理曲線組成的一條封閉 邊界曲線；根據(jù)各有理曲線的參數(shù)方程得到各有理曲線的控制點(diǎn)，根據(jù)控制點(diǎn)求取逼近所述封閉 邊界曲線的多義線；及利用中值插值法得到該多義線在參數(shù)平面內(nèi)的一系列頂點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，其中三角網(wǎng)格化模塊構(gòu) 建逼近所述輪廓面的多邊形，并對所述多邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化包括在參數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)；讀取參數(shù)平面內(nèi)多義線的頂點(diǎn)，落入多義線內(nèi)的樣點(diǎn)，以及經(jīng)過樣點(diǎn)的水平線段或垂 直線段與多義線的交點(diǎn)；根據(jù)上述讀取的頂點(diǎn)、樣點(diǎn)及交點(diǎn)構(gòu)成參數(shù)平面內(nèi)的一個(gè)多邊形；及連接多義線的頂點(diǎn)、落入多義線內(nèi)的樣點(diǎn)及所述交點(diǎn)將該多邊形分割成一系列三角形。
9.如權(quán)利要求8所述的自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，其中三角網(wǎng)格化模塊對 所述多邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化還包括過濾掉落在多義線外的三角形。
10.如權(quán)利要求9所述的自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，其中計(jì)算模塊根據(jù)三角 網(wǎng)格化得到的三角形計(jì)算自由曲面的面積包括根據(jù)過濾后剩下的各三角形的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算過濾后剩下的各三角形的邊長； 根據(jù)過濾后剩下的各三角形的邊長計(jì)算過濾后剩下的各三角形的面積；及 加總所有過濾后剩下的所有三角形的面積得到自由曲面的面積。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自由曲面面積計(jì)算系統(tǒng)，應(yīng)用于電子裝置。該系統(tǒng)包括邊界處理模塊、三角網(wǎng)格化模塊及計(jì)算模塊。邊界處理模塊用于獲取自由曲面的邊界點(diǎn)組成的輪廓面，在參數(shù)平面內(nèi)求取逼近該輪廓面的多義線。三角網(wǎng)格化模塊用于在參數(shù)平面內(nèi)設(shè)置樣點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置的樣點(diǎn)、所述多義線的頂點(diǎn)以及經(jīng)過樣點(diǎn)的垂直線段或水平線段與多義線的交點(diǎn)構(gòu)建逼近所述輪廓面的多邊形，并對所述多邊形進(jìn)行三角網(wǎng)格化。計(jì)算模塊用于根據(jù)三角網(wǎng)格化得到的三角形計(jì)算自由曲面的面積。本發(fā)明還提供一種自由曲面面積計(jì)算方法。
文檔編號G06F17/50GK102110181SQ200910312349
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者吳新元, 孫小超, 張旨光, 王敏, 胡金波 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司