一种基于ModelMagic3D的CAD/CAM平台基础部分的研究与开发

论文摘要

作为CAD／CAM系统的使用者，软件开发商基本上不提供给我们系统源代码，仅提供有限的二次开发功能，不能满足需要，这样就大大限制了使用者的思路。本文介绍了一种具有完全开放源代码的ModelMagic3D系统，并基于此系统的框架特点，对其进行了扩展，最终使之成为适合于我们需要的具有源代码的CAD／CAM实验平台。 在本文中，首先详细地介绍了ModelMagic3D系统的框架和运行流程，通过例举程序，对系统的框架结构及主要程序进行了剖析，为实验平台的开发奠定了基础；其次，通过研究非均匀有理B样条(NURBS)插值曲线／曲面算法，对ModelMagic3D中曲线／曲面插值功能进行了扩展，从而实现了对本实验平台几何造型功能的完善；再次，为了达到本实验研究平台与其它CAD／CAM平台进行数据交换，文中提出了适合本实验平台的基本体素的构建及数据结构设计方案；最后，介绍了虚拟现实技术的发展概况，并在本实验平台中引进了虚拟现实技术，开发了立体显示功能，并把三维鼠标应用到本系统中去，为将来在本实验平台上研究虚拟制造技术作准备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 三种CAD/CAM系统情况
• 1.1.1 CATIA系统概况
• 1.1.2 UG系统概况
• 1.1.3 Pro/ENGINEER系统概况
• 1.2 数据交换技术
• 1.2.1 IGES文件的图形数据交换
• 1.2.2 STEP标准
• 1.3 ModelMagic3D系统简介
• 1.4 本文的选题意义及主要内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 主要内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 ModelMagic3D系统的介绍
• 2.1 ModelMagic3D平台的程序框架
• 2.1.1 ModelMagic3D系统组成结构
• 2.1.2 MM3D的运行流程
• 2.2 MM3D系统平台所采用的技术
• 2.2.1 VC++MFC封装与继承
• 2.2.2 虚拟函数和多态性
• 2.2.3 OpenGL在MM3D的应用
• 2.3 MM3D系统的图形显示
• 2.4 MM3D系统的数据管理与存储
• 2.5 MM3D平台编程例子
• 2.6 本章小结
• 第3章 NURBS曲线与曲面造型方法在实验平台中的应用
• 3.1 参数曲线与曲面
• 3.2 贝齐尔曲线/曲面
• 3.2.1 贝齐尔曲线/曲面的定义及性质
• 3.2.2 有理贝齐尔曲线/曲面
• 3.3 B样条曲线/曲面
• 3.3.1 B样条的递推定义及性质
• 3.3.2 B样条曲线形状控制
• 3.4 NURBS曲线/曲面
• 3.4.1 NURBS曲线/曲面定义
• 3.4.2 NURBS曲线/曲面节点矢量的确定
• 3.4.3 NURBS曲线与曲面表示方法及优缺点
• 3.5 NURBS样条曲线与曲面插值
• 3.5.1 三次NURBS样条曲线节点矢量的确定
• 3.5.2 三次NURBS样条曲线控制点的反算
• 3.5.3 NURBS样条曲面参数方向的选取
• 3.5.4 NURBS样条曲面节点矢量的确定
• 3.5.5 双三次NURBS样条曲面控制点的反算
• 3.6 本章小结
• 第4章 实验平台数据结构的研究与设计
• 4.1 NURBS曲线/曲面进行三维几何造型方案
• 4.1.1 三维几何造型概述
• 4.1.2 几种基本体素的数据结构
• 4.1.3 基本体素在MM3D系统中的构造方法
• 4.2 传统CAD常用的数据结构
• 4.3 实验平台数据结构的研究与设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 虚拟现实技术在实验平台上的应用研究
• 5.1 虚拟现实技术的发展历程和研究现状
• 5.1.1 虚拟现实的发展历程
• 5.1.2 国外虚拟现实技术的研究现状
• 5.1.3 国内虚拟现实技术的研究现状
• 5.2 虚拟现实技术在虚拟制造系统中的应用
• 5.2.1 虚拟制造技术
• 5.2.2 虚拟设计与传统CAD/CAM系统的区别
• 5.3 虚拟现实硬件设备的简介
• 5.3.1 三维鼠标
• 5.3.2 立体显示设备
• 5.3.3 数据手套
• 5.4 三维鼠标的研究与应用
• 5.4.1 三维鼠标的数据提取
• 5.4.2 三维鼠标应用中问题分析
• 5.5 立体显示研究与应用
• 5.5.1 立体显示原理
• 5.5.2 立体眼镜的应用
• 5.5.3 立体眼镜应用问题分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 附录Ⅰ 贝齐尔曲面程序清单
• 附录Ⅱ 三次有理贝齐尔曲线/曲面程序清单
• 附录Ⅲ 插值曲线程序清单
• 附录Ⅳ 插值曲面程序清单
• 附录Ⅴ 圆柱体实体程序清单
• 附录Ⅵ 三维鼠标研究与应用程序清单
• 附录Ⅶ 立体显示程序清单
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文