一步显示多种类型的图形工具2130、2070、2080，例如用于有助于对象的30方向、用于触发 所编辑产品的操作仿真或绘制所显示的产品2000的多种属性。光标2060可以由触感设备 控制以允许用户与图形工具交互。
[0050]图3示出了系统的示例，其中该系统为客户端计算机系统，例如用户的工作站。
[0051] 示例的客户端计算机包括被连接到内部通信总线1000的中央处理单元 (CPU) 1010、也被连接到该总线的随机存取存储器（RAM) 1070。客户端计算机进一步提供 图形处理单元（GPU) 1110,其关联于被连接到总线的视频随机存取存储器1100。视频RAM 1100在本领域中还被称为帧缓冲器。大容量存储设备控制器1020管理对大容量存储器 设备（诸如，硬盘驱动1030)的访问。大容量存储器设备适用于有形地实现计算机程序 指令和数据，包括所有形式的非易失性存储器，以示例的形式，包括半导体存储器设备，诸 如EPROM、EEPR0M、以及闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移除磁盘；光盘；和⑶-ROM盘 1040。前述的任一个可以由专门设计的ASIC(专用集成电路）补充或集成于所述专门设计 的ASIC(专用集成电路）中。网络适配器1050管理对网络1060的访问。客户端计算机还 可以包括触感设备1090,诸如，光标控制设备、键盘等。光标控制设备在客户端计算机中使 用，以使用户在显示器1080上任何期望的位置选择性地定位光标。此外，光标控制设备允 许用户选择多种命令，并且输入控制信号。光标控制设备包括多个信号生成设备，以用于将 控制信号输入至系统。典型地，光标控制设备可以为鼠标，所述鼠标的按钮用于生成信号。 可选地或附加地，客户端计算机系统可以包括触摸板、和/或触摸屏幕。
[0052] 计算机程序可以包括可由计算机执行的指令，所述指令包括用于使上述系统执行 该方法的单元。该程序可记录在包括系统的存储器的任何数据存储介质上。该程序例如可 以被实现在数字电子电路中或被实现在计算机硬件、固件、软件、或其组合中。程序可以被 实现为装置，例如，有形地被体现在机器可读存储设备中以用于由可编程处理器执行的产 品。方法步骤可以由可编程处理器执行，所述可编程处理器通过操作输入数据并且生成输 出来执行指令的程序以实施方法的功能。因此处理器可以是可编程的并且被耦合来从数据 存储系统、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备接收数据和指令，并且将数据和指令 发送至数据存储系统、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备。应用程序可以以高级过 程或面向对象的编程语言被实现，或如果需要以汇编或机器语言被实现。在任何情况下，语 言可以为编译或解释语言。程序可以为完全安装程序或更新程序。系统中程序的应用在任 何情况下产生用于执行方法的指令。
[0053] "设计3D建模对象"指代任何动作或动作序列，其为加工3D建模对象的过程的至 少一部分。因此，该方法可以包括根据草图来创建3D建模对象。可选地，该方法可以包括 提供先前创建的3D建模对象，然后修改该3D建模对象。通过利用计算机辅助几何设计的 虚拟产品的设计由使用连接几何形状的关系而被高度增强。CAD系统通过以下方式来捕获 设计意图，即设计变化可以通过所述关系来被传播至相关几何形状，以使整个模型可以被 自动更新。
[0054] 在CAD世界中，传统上存在两种关系。与现有技术相反，这两种关系共同存在于该 方法中。
[0055] 第一种为所谓的"过程关系"，也称"历史关系"。其捕获以下事实：对象y通过过 程f来根据输入对象X计算。其符号化写成y=f(x)(其中f从数学的视角为"映射"）， 并且表示输出对象y唯一地由输入对象χ定义，并且，因此，改变输出对象y的仅有的方式 是将输入对象X改变为X'，并且通过利用过程：y' =f(X'）来计算对象y的新的版本y'。 过程关系决定性地从输入对象到输出对象的方向定向，并且没有改变该方向的方法。过程 关系可以创建已有对象的后验。例如，根据平面剖面来计算被挤压的实体可以通过该过程 实现。改变结果实体的形状是要编辑过程并且改变输入数据：剖面的形状或深度值。另一 示例为定义汽车的车架的表面中的孔洞，该孔洞例如表示窗户。通过过程和无环数据流相 互计算的对象的链为"历史树"。在现有技术中更新历史树是要运行每一个过程，只要其所 有输入对象是最新的。由于网络为无环的，所以该过程在有限数量的步骤之后结束。所有 基于现有技术历史的几何建模器均基于该概念。
[0056] 第二种关系被称为"活跃关系"，在该方法的上下文中，其表示"非历史关系"或"非 过程关系"。活跃关系包括与曲线和表面相关的样式约束（如，相切、匹配、连接面、端点重 合、连接平滑性）。"活跃关系"还包括维度约束（例如距离、角、圆形半径、球形半径、圆柱 半径）和几何约束（例如重合、共平面、切线、同轴、平行）。活跃关系可以创建已有对象的 后验并且它们本身不是定向的。为便于使用，其可以为定向的，但该方向可以由CAD系统或 工业设计者进行转向。因此，在该方法中活跃关系由双向弧来表示。活跃关系的网络由现 有技术中的专用解算器来求解。其考虑相同时间内的所有关系并且可以运行迭代数字或组 合算法来计算解决方案，例如通过迭代地搜索对公式系统的解决方案。例如，2D草图由专用 的解算器计算，刚体的3D机械组件也由专用的解算器计算。
[0057] 在本方法和CAD系统中，工业设计者因此可以按如下方式来设计3D建模对象。CAD 系统将几何对象的列表和几何对象之间的关系呈现给设计者（以任何图形方式）。如果根 据草图设计，工业设计者可以通过声明从由系统所提供的库中选择的预定的基本形状（诸 如，明显地作为非限制示例，扇形、圆形、椭圆、圆盘、球、矩形、平行六面体、圆柱）的实例来 创建第一几何对象。工业设计者可以定义这样的基本形状（诸如长度，位置）的参数值。 然后，设计者可以通过利用已有对象或通过再次实例化基本对象来构造新的几何对象。几 何对象在任何情况下为独立存储的数据块（例如作为列表），其定义3D建模对象的几何形 状，典型地按照如下讨论的相关方式。几何对象的集合典型地被呈现给可以对其进行区分 的设计者。
[0058] 在任何时间，工业设计者可以定义一个或多个已有几何对象之间的活跃关系或甚 至过程关系。从计算机实现的视角，这些关系不修改已有对象的列表，但其在已有对象的参 数值上施加约束（如果受到活跃关系的影响）。活跃关系因此为非过程关系，在于其不创建 新的几何形状，但其修改已有几何形状。活跃关系为被链接至3D建模对象的已有几何对象 的约束。其被称为"活跃"，因为设计者可以通过对已有对象简单的操作来当场创建这样的 关系，并且工业设计者可以直接看到结果（而不需要添加新的几何形状）。该方法的活跃关 系可以包括样式关系（例如以上提到的相切、匹配、连接表面、端点重合、连接平滑性关系） 和/或机械关系（例如以上提到的维度约束-例如距离、角、圆形半径、球形半径、圆柱半 径-和/或以上提到的几何约束，例如重合、共平面、切线、同轴、平行）。这些类型的活跃关 系在工业产品为机械部件或消费物品的上下文中证明特别地有用。
[0059] 在任何时间，设计者可以定义包含一个或多个已有几何对象的过程关系。过程关 系可以典型地为结构性的，在于其利用一个或多个已有对象（以上提到的被呈现至用户的 已有对象的列表），并且其添加新的对象至该列表。与活跃关系相反，过程关系通常不修改 输入几何形状（即过程关系对其输入几何对象的参数值不采取动作）。该输出对象持久性 地与作为其来源的输入对象相关，以使删除输入对象一定删除输出对象。由过程关系创建 的对象然后可以使用自身作为后续过程关系的输入，或其可以被活跃关系所包含。然而，如 前所述，如果由此定义的输出实际上对应于由此定义的输入（该对应关系可选地通过过程 关系的添加来实施），则过程关系还可以被添加在已有对象之间。
[0060] 重要的是，从计算机数据视角，注意过程关系和活跃关系之间的差别对方法和系 统的计算机实现具有重要影响。事实上，参考面向对象编程，这两种关系为被编程的对象 /类，其具有总体不同的行为，因为它们以不同的方式包含其他对象（这种情况下为几何对 象）。这些行为对工业环境中特别相关的工程学具有影响。对于以下事实，该方法允许两种 类型的关系，并且由此对于同一 3D建模对象的两种行为是有利的，特别是在可能非常复杂 并且每一个包括数十或数百个特征的机械部件或消费物品的情况下是有利的。
[0061] 在现有技术中，每一种类型的关系可以被单独估计或求解。过程关系通过更新无 环数据流来进行估计；活跃关系通过专用的算法来进行求解。由于CAD工具的集成越来越 好，工业设计者使用来在同一几何形状的模型中创建两种类型的关系。问题在于混合两种 技术是困难的。典型的情形是过程y=f(x)的输出对象y通过第一活跃关系被连接至另 一对象Z，对象z通过第二活跃关系被连接至过程的输入对象X。编辑对象X和估计过程 f( ·)改变对象y，其可以改变对象z然后改变对象X，而对象X为过程f( ·)的输入对象。 明显地，该循环数据流需要既非单独的活跃解算器也非单独的过程估计的求解技术。问题 在于不存在提供通用和可接受解决方案的工业算法。该结论来自由申请人通过原型执行的 测试。从工业设计者视角，所计算的结果可以表现为不可预测、不稳定或不自然的方式。
[0062] 显然，在两个不令人满意的情形之间存在技术空隙。一方面是两个独立的技术 (简称为过程与非过程），而另一方面是两个技术的完整集成。该方法构成中间解决方案， 允许活跃关系和过程关系在一定的水平上共存于异构网络中。在稍后呈现的示例中，整个 网络通过有限序列进行更新，交替进行执行于合适的网络子集的过程估计和活跃求解。其 可以在下文利用表述"按序更新"来指代。
[0063] 该方法可能的应用的示例现参考图4-7讨论。
[0064] 维度和几何（机械）约束的典型使用为机械组件的设计。图4示出了直升机尾桨， 如在CAD系统的屏幕上所显示的。该机械组件包括多个部分以及几何关系。每一个机械部 件为单个实体，并且每一个几何关系链接两个实体的一对功能表面。图5示出了组件的分 解配置以使所有部件是可见的。在该组件中，圆柱形表面1与圆柱形表面2同轴。圆柱形 表面5与圆柱形表面6同轴。球形表面3与球形表面4同圆心。多个其他这样的几何关系 由工业设计者创建。该方法的解算器计算所有实体的位置