[发明专利]三维空间结构的数字图形介质模拟方法

摘要

本发明涉及一种三维空间结构的数字图形介质模拟方法；具体为：在计算机虚拟空间里，用图形这一载体介质模拟自然界的物理实体的真实自然状态，根据计算机图形学方法，用图形表达自然界的物理实体的外观，该图形具有可视的外形、相应的角点、边、面和体的构造和拓扑关系，用数字化、参数化方式对图形进行语言描述，形成数字化图形，自然界的物理实体的几何属性和物理属性也一并存入数字化图形的图形元素之间，将数字化图形作为一种具有几何属性和物理属性的载体，数据附着于数字化图形，而数字化图形中又隐含有数据，同时以自然界的物理方程来控制数字化图形的动作和相应的变化；本发明能在计算机虚拟空间里用图形来模拟三维空间结构。

主权项

一种三维空间结构的数字图形介质模拟方法，其特征是：在计算机虚拟空间里，用图形这一载体介质模拟自然界的物理实体的真实自然状态，根据计算机图形学方法，用图形表达自然界的物理实体的外观，该图形具有可视的外形、相应的角点、边、面和体的构造和拓扑关系，用数字化、参数化方式对图形进行语言描述，形成数字化图形，自然界的物理实体的几何属性和物理属性也一并存入数字化图形的图形元素之间，将数字化图形作为一种具有几何属性和物理属性的载体，数据附着于数字化图形，而数字化图形中又隐含有数据，同时以自然界的物理方程来控制数字化图形的动作和相应的变化，各数字化图形之间的相互作用基于物理定律，反映真实自然界的运动规律和结果，数字化图形具备完善的定义、构造和表达方式、数据存储方法；利用计算机图形学方法产生数字图形介质模型文件，将数字图形介质模型文件均存储成统一的Model‑XML数据格式；通过计算机网络传递数字图形介质模型文件，数字图形介质模型文件含有图形数据信息和基于OOP技术的图形数据模板库；利用复杂结构图形的截面关键点模型、关键点连线的骨骼网架模型和模型的存储方法将图形结构简单化，用直线包络线控制图形结构的形状与延伸的位置，将复杂的拓扑计算变为直线与平面的交点计算；采用统一的XML方式对数字图形介质模型中的各子模型的命名、属性、分类进行定义，并对延续、遗传和关联主体模型的内容进行表述，采用XML方式标记数据、定义数据类型，使同一工程的不同部门、不同专业、不同时段内的工程信息具有统一的表达方式；将复杂工程中的各个构件和部位实体图形的可视特征与非图形属性融为一体，采用图形的扩展数据方法将各专业所需的属性和标识符附加于图形之中，通过超链接或超链接程序加以调用修改，使图形本身包括了空间坐标、时间坐标、非几何信息的五维空间信息；采用数字图形与数值计算相结合的方法，直接将数值计算的结果应用于数字图形之中，为求解数字图形的运动、变形和碰撞这些复杂的随机非线性问题提供了图形计算的方法，数据图形的运动信息存储为统一的Action‑XML格式。