表示制造产品的3D建模对象的设计的制作方法

本公开涉及计算机程序和系统领域，更具体地，涉及用于设计表示制造产品的3d建模对象的方法、系统和程序。

背景技术：

1、在市场上提供了许多系统和程序，用于设计、工程和制造对象。cad是计算机辅助设计的缩写，例如它涉及用于设计对象的软件解决方案。cae是计算机辅助工程的首字母缩写，例如它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。cam是计算机辅助制造的缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这些计算机辅助设计系统中，图形用户界面在技术效率方面起重要作用。这些技术可以嵌入到产品生命周期管理(plm)系统中。plm是指一种商业策略，它帮助公司在经扩展企业的概念范围内共享产品数据、应用公共流程、并利用公司知识以用于产品从概念到其寿命结束的开发。由dassault系统(商标为catia、enovia和delmia)提供的plm解决方案提供了组织产品工程知识的工程集线器、管理制造工程知识的制造集线器、以及使得企业集成和连接到工程和制造集线器中的企业集线器。系统一起提供一个开放对象模型，该模型链接产品、过程、资源以实现动态的基于知识的产品创新和决策支持，从而驱动优化的产品定义、制造准备、生产和服务。

2、3d建模对象的设计已经变得越来越重要。将细节添加到3d建模对象是3d设计中的一个重要问题。一方面，细节必须捕获设计意图。另一方面，所添加的细节不应干扰3d建模对象的整体几何形状。

3、cad解决方案将已知技术广泛地用于建模对象的设计：非均匀有理b样条表面(下文中的nurbs)和细分表面。注意，可以通过对nurbs表面的布置来近似细分表面，因此细分表面建模可以用于添加细节，然后自动地将所得到的细分表面变换为nurbs表面。在细分表面建模的上下文中，“斜面”是包括沿着边缘的列表致密化网格拓扑的操作。

4、提供斜面功能的现有解决方案受到斜面中提供的边缘的数量(或轮廓的顶点的数量)的限制。

5、对于这些解决方案中的一部分，使用包括两个或三个内边缘的斜面(在一些应用中也称为“切口”)实现了良好的质量。然而，一旦斜面的分辨率变高(即，切口的数量增加)就会出现问题，从而导致斜面的过渡区域中的质量问题。例如，在软件中，斜面在其端部处产生坏的网格，并且其中用户不能控制形状。参考图1a。图1a示出了具有斜面端部10的部件100，该斜面端部10是不良的网格。实际上，斜面端部10是低质量的网格，其不能由用户控制或校正。

6、可以在软件catia imagine&上找到另一个示例。参考图1b和图1c。首先，在图1b中，根据一些距离标准而产生了过渡边缘20，导致了一些情况下的不稳定性，例如当斜面半径改变时。因此，所得到的形状是非常不可预知的。

7、其次，在图1c中，由于三角形30导致几何象差(例如曲率缺陷)，而会聚(convergence)顶点(其中所有三角形都是会聚的)“磁化”光反射和曲率流，因此形状质量被大大改变。从视觉上来说，这种几何像差产生了类似夹紧(pinch)的表面，导致了以峰值结束的斜面的感觉，而用户期望是斜面和基面之间的平滑过渡。

8、图1d和图1e还突出了细分建模中的一些斜切问题。附图示出了使用斜面来创建在其末端处渐变的字符线。图1d示出了几何结构，而图1e示出了用于由设计者验证字符线的高亮部分。

9、如图1d所示，形状110不具有良好适配的拓扑：所得到的网格结构不代表设计者的意图。而且，如图1e所示，在基本网格上产生的表面上所计算的高亮部分是波浪形的，并且具有向外的流动，这不遵守字符线的设计意图。

10、在本文中，仍然需要一种用于设计3d建模对象的改进方法。

技术实现思路

1、因此，提供了一种用于设计表示制造产品的3d建模对象的计算机实现方法。该方法包括获得表示3d建模对象的基本网格。该方法还包括选择基本网格的一个或多个连接边缘，从而获得包括两个端点的连接边缘的路径。该方法包括基于所选择的边缘细分基本网格。该方法通过识别基本网格的共享路径边缘的每个面来获得在所选路径上的斜面图案区域。该方法细分基本网格的每个经识别面，以达到n个切口，其中n是非负数。

2、对于路径的两个端点中的至少一个端点，该方法通过对除了所计算的斜面图案区域之外的、共享路径的两个端点中的至少一个端点的所有面进行分组来获得过渡区域。

3、该方法通过针对包括顶点对的每个切口获得位于过渡区域中的过渡顶点，并且计算将切口的顶点对中的每个顶点与所获得的过渡顶点连接的边缘，来重新网格化过渡区域。

4、该方法输出经细分的基本网格。

5、该方法可以包括以下的一者或多者：

6、过渡区域的重新网格化包括：如果细分基本网格的每个经识别面包括细分基本网格的每个经识别面以达到偶数2n个切口，并且如果路径的两个端点中的至少一个的拓扑阶数是偶数，则执行：

7、针对n＝0的切口，将连接到所述路径的所述两个端点中的所述至少一个的一个顶点指定为会聚顶点；

8、针对每个后续切口，获得位于所述过渡区域中的过渡顶点，并计算将所述后续切口的所述顶点对中的每个顶点与所获得的过渡顶点连接的边缘；以及

9、保持所述斜面图案区域和所述过渡区域的其它面的拓扑结构不被修改，从而获得包括2n个四边形面和一个三角形面的经重新网格化的过渡区域。

10、重新网格化所述过渡区域包括：如果细分基本网格的每个经识别面包括细分基本网格的每个经识别面以达到奇数2n+1个切口，并且如果路径的两个端点中的至少一个的拓扑阶数是偶数，则执行：

11、针对n＝0的切口，将连接到路径的两个端点中的至少一个的一个顶点指定为会聚顶点；

12、针对每个后续切口，获得位于过渡区域中的过渡顶点，并计算将后续切口的顶点对中的每个顶点与所获得的过渡顶点连接的边缘；以及

13、保持斜面图案区域和过渡区域的其它面的拓扑结构不被修改，从而获得包括2n个四边形面和一个三角形面的经重新网格化的过渡区域。

14、重新网格化过渡区域包括：如果细分基本网格的每个经识别面包括细分基本网格的每个经识别面以达到偶数2n个切口，并且如果路径的所述两个端点中的至少一个的拓扑阶数是奇数，则执行：

15、针对n＝0的切口：

16、-识别所述过渡区域的连接到所述路径的所述两个端点中的所述至少一个的第一顶点和第三顶点以及连接到所述第一顶点和所述第三顶点的第二顶点，所述第二顶点是会聚顶点，以及

17、-获得位于所述过渡区域中的第一过渡顶点，并计算将所生成的第一过渡顶点连接到所述第二顶点的边缘；以及

18、对于每个后续切口，获得位于所述过渡区域中的过渡顶点，并计算将所述后续切口的所述顶点对中的每个顶点与所获得的过渡顶点连接的边缘；以及

19、保持所述斜面图案区域和所述过渡区域的其它面的拓扑结构不被修改，从而获得包括至少2n个四边形面和一个三角形面的经重新网格化的过渡区域。

20、重新网格化所述过渡区域包括：如果细分所述基本网格的每个经识别面包括细分所述基本网格的每个经识别面以达到奇数2n+1个切口，并且如果所述路径的所述两个端点中的所述至少一个的拓扑阶数是奇数，则执行：

21、针对n＝0的切口：

22、-识别所述过渡区域的连接到所述路径的所述两个端点中的所述至少一个的第一顶点和第三顶点以及连接到所述第一顶点和所述第三顶点的第二顶点，所述第二顶点是会聚顶点，以及

23、-获得位于所述过渡区域中的第一过渡顶点，并计算将所生成的第一过渡顶点连接到所述第二顶点的边缘；以及

24、对于每个后续切口，获得位于所述过渡区域中的过渡顶点，并计算将所述后续切口的所述顶点对中的每个顶点与所获得的过渡顶点连接的边缘；以及

25、保持所述斜面图案区域和所述过渡区域的其它面的拓扑结构不被修改，从而获得包括至少2n个四边形面和一个三角形面的经重新网格化的过渡区域。

26、获得位于所述过渡区域中的过渡顶点包括：

27、计算在虚构顶点和会聚顶点之间延伸的虚构线：

28、-虚构顶点位于由所述斜面图案区域和所述过渡区域两者共享的边缘上，以及

29、-会聚顶点位于所述过渡区域的一个边缘上；

30、将位于所述过渡区域上的所述过渡顶点放置在所述虚构线上。

31、虚构顶点如下被构造：

32、如果达到偶数2n个切口，则所述虚构顶点按照切口的顶点对之间的平均距离被构造；或

33、如果达到奇数2n+1个切口，则所述虚构顶点按照切口中的中间切口的位置被构造。

34、将位于所述过渡区域上的所述过渡顶点放置在所述虚构线上包括：将所述过渡顶点均匀地放置在所述虚构线上。

35、该方法还包括：针对每个切口：

36、根据如下项构造所述虚构顶点：

37、-所述切口的所述顶点对之间的平均距离，或

38、-没有顶点对的奇数切口的位置；

39、计算在所述切口的所述虚构顶点和所述会聚顶点之间延伸的虚构线；以及

40、将所述过渡顶点放置在所计算的虚构线上。

41、针对每个切口，将所述过渡顶点放置在所计算的虚构线上包括：针对切口的每个顶点对(k，n-k-1)，将所述过渡顶点(tk，n-k-1)以比率k/(int(n/2)+1)放置在所述虚构线上，其中，int是整数部分。

42、重新网格化所述过渡区域还包括：计算连接所获得的一个或多个过渡顶点的折线。

43、基本网格是四边形基本网格。

44、还提供了一种包括指令的计算机程序，当由计算机执行时，该指令使得计算机执行该方法。

45、还提供了一种其上记录有计算机程序的计算机可读存储介质。

46、还提供了一种系统，包括通信地联接到存储器的处理器，存储器上记录有计算机程序。