[发明专利]用于计算机辅助设计环境的混合实体和表面建模的系统和方法

说明书

技术领域

本发明概括地涉及计算机辅助设计(CAD)领域，并且更具体地涉及对环境和对象建模的方法。

背景技术

在过去几十年中，在模型获得和计算机辅助设计(CAD)方面取得了显著的进展。这些技术使得能够处理包含有复杂CAD环境的复杂几何模型的大量数据集。这些大量数据集一般要求大的存储容量以存储数据集。处理这样的大量模型对软件和系统开发商提出了挑战。这对于高交互式3D应用，比如需要提供互动性、低延迟性和实时处理的视觉模拟和虚拟环境尤其适用。在CAD项目的后期设计阶段中存在的一个明显问题是，要求在交互模式中立即查看数据的收集。有待下载的数据量通常很大并且通常被转变成三角形网格，该三角形网格被优化用于处理图形处理单元(GPU)。这一技术将产生描绘这些对象所需的信息，但是会丢失原始拓扑设计特征和各种性能。

由于三角形是图形流水线的单纯形，以前的系统和方法集中于三角化网格建模。这一方法去除了原始CAD设计的性能。例如，原始的CAD设计中的对象比其三角化网格模型的对应物更具可编辑性和可分析性。因此，存在对CAD设计建模的需要，目的是减少高可编辑性和可分析性结构所需的存储容量，同时也能够快速和有效地描绘环境。

发明内容

一个实施例提供了一种包含带处理器的电子仪器的计算机辅助设计(CAD)系统。所述处理器包括第一模块，其配置为在虚拟环境中使用两类对象来表现计算机辅助设计对象。两类对象中的第一类包括对用于渲染的对象的形状进行限定的多个截面。每个限定用于渲染的对象的形状的截面被可配置地限定为是复合表面、复合多边形、多边形或者三角形或四边形阵列中的一种。多个截面中的一个单个截面可以为复合表面、复合多边形、多边形或者三角形或四边形阵列中的任何一种。第一类对象包括用于限定多个截面的共同特征的信息和用于相互连接多个截面中的至少两个相邻截面的信息。两类对象中的第二类对象存储引用虚拟环境中的公共对象的信息以及用于公共对象的至少一个截面的一个或更多转换。第二模块被配置为以三维渲染计算机辅助设计对象。

一个实施例提供了一种在电子仪器上渲染三维形状的方法。这一方法包括选择计算机辅助设计对象。计算机辅助设计对象包括两类对象。两类对象中的第一类对象包括限定用于渲染的对象的形状的多个截面。每个限定用于渲染的对象的形状的截面被可配置地限定为是复合表面、复合多边形、多边形或者三角形或四边形阵列中的一种。多个截面中的一个单个截面可以为复合表面、复合多边形、多边形或者三角形或四边形阵列中的任何一种。第一类对象包括用于限定多个截面的共同特征的信息和用于相互连接多个截面中的至少两个相邻截面的信息。第二类对象包括引用虚拟环境中的公共对象的信息以及用于公共对象的至少一个截面的一个或更多转换。这一方法还包括在虚拟环境中描绘两类对象中的一类对象的至少一个截面。

另一个实施例提供了一种包括带处理器的电子仪器的计算机辅助设计系统。所述处理器包括用于应用两类对象在虚拟环境中对计算机辅助设计对象进行渲染的装置。第一类对象包括对用于渲染的对象的形状进行限定的多个截面进行建模的装置，每个对用于渲染的对象的形状进行限定的截面被可配置地限定为是复合表面、复合多边形、多边形或者三角形或四边形阵列中的一种。多个截面中的一个单个截面可以为复合表面、复合多边形、多边形或者三角形或四边形阵列中的任何一种。第一类对象还包括用于存储限定多个截面的共同特征的信息的装置。第一类对象还包括用于存储相互连接多个截面中的至少两个相邻截面的信息的装置。第二类对象包括存储引用虚拟环境中的公共对象的信息的装置。第二类对象还包括用于在公共对象的至少一个截面上实施至少一个转换的装置。所述处理器还包括用于以三维渲染计算机辅助设计对象的装置。

为了概括本发明及其较现有技术的优势的目的，本发明的特定目标和优势已在上文中描述并将在下文被进一步描述。当然可以理解，没有必要根据本发明的任何特定实施例实现所有这些目的或优势。因此，例如，本领域技术人员会认同，可以以取得或优化此处所教导的一个优势或者一组优势的方式来具现化或实施本发明，而不必取得像此处可能教导或建议的其它目的或优势。

所有这些实施例旨在包含在此处公开的本发明的保护范围之内。对于本领域技术人员来讲，从下面参考所附附图的优选实施例的详细说明中，本发明的这些和其它实施例会显而易见，而本发明并不局限于所公开的任何特定的优选实施例。

附图说明

图1是示出了在载入时超模型的内存应用峰值与实体建模的内存应用峰值的比较的图表。

图2A是使用传统CAD工具的设计的模型。