专利名称：自由曲面面积计算系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机辅助设计系统及方法，尤其是一种自由曲面面积计算系统 及方法。
背景技术：
在计算机辅助设计中，长度和面积是图元最基本的属性，例如直线长度和平面图 形的面积计算等由简单的四则运算即可以完成。而自由曲面是一种抽象图形，其主要由边 界点及控制点描述物体的形状，利用常规的数学运算无法得到自由曲面的面积。目前，关于 自由曲面面积的计算方法要么精度高但速度慢，要么速度快但精度低。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种自由曲面面积计算系统，可以快速计算出自由曲 面的面积，并且能够提高自由曲面面积的计算精度。此外，还有必要提供一种自由曲面面积计算方法，可以快速计算出自由曲面的面 积，并且能够提高自由曲面面积的计算精度。一种自由曲面面积计算系统，应用于电子装置。该系统包括边界处理模块、三角 网格化模块及计算模块。边界处理模块用于获取自由曲面的边界点组成的轮廓面，在参数 平面内求取逼近该轮廓面的多义线。三角网格化模块用于在参数平面内设置样点，根据设 置的样点、所述多义线的顶点以及经过样点的垂直线段或水平线段与多义线的交点构建逼 近所述轮廓面的多边形，并对所述多边形进行三角网格化。计算模块用于根据三角网格化 得到的三角形计算自由曲面的面积。一种自由曲面面积计算方法，该方法包括(A)边界处理步骤获取自由曲面的边 界点组成的轮廓面，在参数平面内求取逼近该轮廓面的多义线；(B)三角网格化步骤在参 数平面内设置样点，根据设置的样点、所述多义线的顶点以及经过样点的垂直线段或水平 线段与多义线的交点构建逼近所述轮廓面的多边形，并对所述多边形进行三角网格化；及 (C)计算步骤根据三角网格化得到的三角形计算自由曲面的面积。相较于现有技术，本发明提供的自由曲面面积计算系统及方法，可以快速计算出 自由曲面的面积，并且能够提高自由曲面面积的计算精度。
图1是本发明自由曲面面积计算系统较佳实施例的功能模块图。图2是本发明自由曲面面积计算方法较佳实施例的流程图。图3是图2中步骤S201的具体流程图。图4是图2中步骤S203的具体流程图。图5是图2中步骤S205的具体流程图。图6是求取多义线顶点的示意图。
图7是参数平面内样点、多义线顶点及交点的示意图。图8及图9是连接三角形的示意图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种自由曲面面积计算方法，应用于电子装置，其特征在于，该方法包括 边界处理步骤获取自由曲面的边界点组成的轮廓面，在参数平面内求取逼近该轮廓面的多义线；三角网格化步骤在参数平面内设置样点，根据设置的样点、所述多义线的顶点以及经 过样点的垂直线段或水平线段与多义线的交点构建逼近所述轮廓面的多边形，并对所述多 边形进行三角网格化；及计算步骤根据三角网格化得到的三角形计算自由曲面的面积。
2.如权利要求1所述的自由曲面面积计算方法，其特征在于，其中边界处理步骤包括 从与电子装置相连接的存储设备读取一个自由曲面；连接该自由曲面的边界点得到由一系列首尾相连的曲线构成的自由曲面的轮廓面； 将构成所述轮廓面的所有曲线转化为有理曲线，得到由所有有理曲线组成的一条封闭 边界曲线；根据各有理曲线的参数方程得到各有理曲线的控制点，根据控制点求取逼近所述封闭 边界曲线的多义线；及利用中值插值法得到该多义线在参数平面内的一系列顶点。
3.如权利要求2所述的自由曲面面积计算方法，其特征在于，其中三角网格化步骤包括在参数平面内设置样点；读取参数平面内多义线的顶点，落入多义线内的样点，以及经过样点的水平线段或垂 直线段与多义线的交点；根据上述读取的顶点、样点及交点构成参数平面内的一个多边形；及连接多义线的顶点、落入多义线内的样点及所述交点将该多边形分割成一系列三角形
4.如权利要求3所述的自由曲面面积计算方法，其特征在于，其中三角网格化步骤还 包括过滤掉落在多义线外的三角形。
5.如权利要求4所述的自由曲面面积计算方法，其特征在于，其中计算步骤包括 根据过滤后剩下的各三角形的顶点坐标计算过滤后剩下的各三角形的边长； 根据过滤后剩下的各三角形的边长计算过滤后剩下的各三角形的面积；及加总所有过滤后剩下的所有三角形的面积得到自由曲面的面积。
6.一种自由曲面面积计算系统，应用于电子装置，其特征在于，该系统包括边界处理模块，用于获取自由曲面的边界点组成的轮廓面，在参数平面内求取逼近该 轮廓面的多义线；三角网格化模块，用于在参数平面内设置样点，根据设置的样点、所述多义线的顶点以 及经过样点的垂直线段或水平线段与多义线的交点构建逼近所述轮廓面的多边形，并对所 述多边形进行三角网格化；及计算模块，用于根据三角网格化得到的三角形计算自由曲面的面积。
7.如权利要求6所述的自由曲面面积计算系统，其特征在于，其中边界处理模块获取 自由曲面的边界点组成的轮廓面，在参数平面内求取逼近该轮廓面的多义线包括从与电子装置相连接的存储设备读取一个自由曲面；连接该自由曲面的边界点得到由一系列首尾相连的曲线构成的自由曲面的轮廓面；将构成所述轮廓面的所有曲线转化为有理曲线，得到由所有有理曲线组成的一条封闭 边界曲线；根据各有理曲线的参数方程得到各有理曲线的控制点，根据控制点求取逼近所述封闭 边界曲线的多义线；及利用中值插值法得到该多义线在参数平面内的一系列顶点。
8.如权利要求7所述的自由曲面面积计算系统，其特征在于，其中三角网格化模块构 建逼近所述轮廓面的多边形，并对所述多边形进行三角网格化包括在参数平面内设置样点；读取参数平面内多义线的顶点，落入多义线内的样点，以及经过样点的水平线段或垂 直线段与多义线的交点；根据上述读取的顶点、样点及交点构成参数平面内的一个多边形；及连接多义线的顶点、落入多义线内的样点及所述交点将该多边形分割成一系列三角形。
9.如权利要求8所述的自由曲面面积计算系统，其特征在于，其中三角网格化模块对 所述多边形进行三角网格化还包括过滤掉落在多义线外的三角形。
10.如权利要求9所述的自由曲面面积计算系统，其特征在于，其中计算模块根据三角 网格化得到的三角形计算自由曲面的面积包括根据过滤后剩下的各三角形的顶点坐标计算过滤后剩下的各三角形的边长； 根据过滤后剩下的各三角形的边长计算过滤后剩下的各三角形的面积；及 加总所有过滤后剩下的所有三角形的面积得到自由曲面的面积。
全文摘要
本发明提供一种自由曲面面积计算系统，应用于电子装置。该系统包括边界处理模块、三角网格化模块及计算模块。边界处理模块用于获取自由曲面的边界点组成的轮廓面，在参数平面内求取逼近该轮廓面的多义线。三角网格化模块用于在参数平面内设置样点，根据设置的样点、所述多义线的顶点以及经过样点的垂直线段或水平线段与多义线的交点构建逼近所述轮廓面的多边形，并对所述多边形进行三角网格化。计算模块用于根据三角网格化得到的三角形计算自由曲面的面积。本发明还提供一种自由曲面面积计算方法。
文档编号G06F17/50GK102110181SQ200910312349
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者吴新元, 孙小超, 张旨光, 王敏, 胡金波 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司