用于设计包括曲线和放在曲线上的点的三维建模对象的计算机实现的方法技术

一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括如下步骤：·在三维场景中提供所述三维建模对象，所述三维建模对象包括曲线(C)，所述曲线由一组顶点(V1，V2，V3)和连接所述顶点的一组边(E1，E2)定义；·将点(P)放在所述曲线上；·存储所述点在所述曲线上的相对于第一顶点(V2)的初始位置；·存储所述点在所述三维场景内的初始位置；以及·通过删除所述第一顶点来修改所述曲线；其特征在于，所述方法还包括：将所述点放在所述修改后的曲线(C’)上的、在定位成距所述点在所述三维场景内的所存储的初始位置的最小距离的修改后的位置(P’)处。

【技术实现步骤摘要】
用于设计包括曲线和放在曲线上的点的三维建模对象的计算机实现的方法
本专利技术涉及用于在三维场景中设计三维(3D)建模对象的计算机实现的方法，其中对象包括至少一个曲线(即，弯曲线)和位于所述曲线上的点。本专利技术尤其应用于待制造的物理对象(例如，注塑模具)的几何设计。
技术介绍
本专利技术应用于计算机图形学、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)领域。本专利技术尤其适合于考虑到物理对象的制造而生成物理对象的三维几何模型。在CAD系统中，三维建模对象是三维空间中的形状的数字表示，其可以或者不对应于已经存在于现实世界中或者现实世界不存在的物理对象。通常，三维建模对象包括线、点以及可能包括面(面在“线框”模型中不存在)。线可以是直线或曲线(即，弯曲线)。通常，曲线是由一组点(称为顶点)和一组直或曲线段(称为边)来定义的；每个段链接一对顶点，相反，除了与单个其它顶点连接的两个端点(extremityvertices)之外，每个顶点借助相应的边与两个其它的顶点连接。常见地，要求将点放在曲线上的特定位置处。例如，点可以表示曲线与对象或场景的另一条线或面之间的交叉。通常，点在曲线上的位置是由沿曲线测得的、其距“基准顶点”的距离来定义的。如果在设计过程期间曲线的形状被修改而没有去除基准顶点，则点在三维场景中的位置被重新计算以允许其自动地顺应变化：因此，点仍在曲线上，距基准顶点的相同距离处。然而，在一些情况下，设计改变要求删除曲线的某些顶点(“拓扑结构改变”)；如果删除的顶点之一是点的基准顶点，则无法重新计算该点的位置。该点则不得不通过CAD系统的用户的直接干预来重新定位。这样耗时且易于出错。而且，其限制了自动进行设计改变的可能性，例如，从而以有效的方式探索设计空间。本专利技术旨在克服现有技术的该缺陷。由于设计改变到目前为止是物理对象的设计周期的最耗时且劳动密集的部分，所以本专利技术所提供的改进将实现显著的节约。
技术实现思路
更确切地，本专利技术提供了一种在曲线修改后将点自动地重新定位到曲线上的方法，所述修改包括基准顶点的删除。根据本专利技术，点的初始位置以两种互补的方式来限定：通过沿着曲线测得的该点距基准顶点的距离或其函数(“主规约(primaryspecification”)，以及通过其在三维场景内的位置，即，相对于所述场景的基准坐标系。只要基准顶点存在，就使用主规约。如果在不删除基准顶点的情况下修改曲线，则根据主规约来重新定位该点，即，通过保持距基准顶点的恒定距离，并且其在三维场景内的位置的记录值相应地被更新。然而，如果基准顶点被删除，则所存储的在三维场景内的位置被用于以“最优”方式重新定位该点，即，通过将其放在曲线上的、使距其先前存储的在三维场景内的位置的距离最小化的位置处(“辅规约”)。本专利技术的目的则是用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括如下步骤：●在三维场景中提供所述三维建模对象，所述三维建模对象包括曲线，所述曲线由一组顶点和连接所述顶点的一组边定义；●将点放在所述曲线上；●存储所述点在所述曲线上的相对于第一顶点的初始位置；●存储所述点在所述三维场景内的初始位置；以及●通过删除所述第一顶点来修改所述曲线；其特征在于，所述方法还包括：●将所述点放在所述修改后的曲线上的、在定位成距所述点在所述三维场景内的所存储的初始位置的最小距离的修改后的位置处。根据本专利技术的特定的实施例：-该方法还可以包括在所述第一顶点删除后再次修改所述曲线的步骤，所述步骤包括改变所述点在所述三维场景中的位置而使得其保留在所述曲线上且在距所述点在所述三维场景内的所存储的初始位置的最小距离处。-该方法还可以包括在所述第一顶点删除之前修改所述曲线的步骤，所述步骤包括：改变所述点在所述三维场景中的位置而使其保留在所述曲线上且其相对于所述第一顶点的位置保持不变，以及存储所述点在所述三维场景中的所述改变后的位置。-该方法还可以包括通过恢复所述第一顶点来修改所述曲线的步骤，所述步骤还包括：改变所述点在所述三维场景中的位置而使其保留在所述曲线上且取得所存储的相对于所述第一顶点的初始位置，以及存储所述点在所述三维场景中的所述改变后的位置。-所述点在所述曲线上相对于第一顶点的初始位置可以被定义为沿所述曲线测得的、在所述点与所述第一顶点之间的距离，或其函数(例如，该距离的倍数或封顶值(cappedvalue))。-所述三维建模对象可以是物理对象的几何模型。本专利技术的另一目的是制造物理对象的方法，包括：通过实现如上文所限定的方法来实施的计算机实现的设计步骤；以及根据所述设计来物理地制造所述物理对象的步骤。所述物理地制造所述物理对象的步骤可以利用常规技术来执行。本专利技术的另一目的是计算机程序产品，其存储在非易失性的计算机可读数据存储介质上，包括使计算机系统实施如上文所限定的方法的计算机可执行指令。本专利技术的另一目的是一种非易失性的计算机可读数据存储介质，包括使计算机系统实施如上文所限定的方法的计算机可执行指令。本专利技术的另一目的是计算机辅助设计系统，其包含与存储器耦合的处理器和图形用户接口，所述存储器存储使计算机辅助设计系统实施如上文所限定的方法的计算机可执行指令。附图说明本专利技术的附加的特征和优点将从下面结合附图进行的说明中变得明显，附图中示出：–图1A，由顶点和边形成的数字建模曲线；–图1B，该曲线，点放到该曲线上且相对于基准顶点定位；–图2，根据现有技术的基准顶点的删除的结果；–图3A，3B，3C和3D，根据本专利技术的实施例的方法的不同的步骤；–图4，根据本专利技术的实施例的方法的流程图；–图5A，5B和5C是相对于现有技术而言本专利技术所提供的改进的说明；以及–图6和图7，适合实施根据本专利技术的不同实施例的方法的相应的计算机系统的框图。具体实施方式下面，“三维”(或“3D”)建模对象将是允许三维(3D)图形表示的对象或其在计算机系统中的数字表示。3D表示允许从所有角度观看零件。例如，3D建模对象在进行3D表示时可以被处置且绕其任意轴线转动，或者绕着表示显示于其中的屏幕中的任意轴线转动。三维场景由布置在三维空间内的多个3D建模对象构成。图1A示出了曲线C由三个顶点V1，V2和V3以及两个边E1(链接V1和V2)和E2(链接V2和V3)构成。边E1和E2是曲线段，由例如多项式限定，在该情况下，曲线C是所谓的“样条”。在其它实施例中，E1和E2可能是直线段，在该情况下曲线C将是所谓的“折线”。图1B示出了放在曲线C上的点P，并且更具体地放在段E1上的点P。点P相对于顶点V2定位，该顶点构成了其“基准顶点”。其在曲线C上的位置由沿曲线测得的、距基准顶点的(带符号的)距离D来定义；例如，如果(在当前情况下)点P朝向顶点V1定位，则D可以是负的，而如果点P朝向顶点V3定位，则D是正的。换言之，点P的位置由包括三个元素的三元组(C，V2，D)来定义：该点所在的曲线C的标识符，用作基准顶点的曲线的顶点的标识符，以及距所述基准顶点的距离。如果曲线C在不删除基准顶点V2的情况下经过修改(例如，通过删除另一顶点，通过移动顶点而不删除顶点和/或通过改变边的形状)，点P的位置被自动地重新计算：点保留在曲线上，距基准顶点为恒定距离D。然而，如果基准顶点被删除，这是不可能实现的；在该情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括如下步骤：·在三维场景中提供所述三维建模对象，所述三维建模对象包括曲线(C)，所述曲线由一组顶点(V1，V2，V3)和连接所述顶点的一组边(E1，E2)定义；·将点(P)放在所述曲线上；·存储所述点在所述曲线上的相对于第一顶点(V2)的初始位置；·存储所述点在所述三维场景内的初始位置；以及·通过删除所述第一顶点来修改所述曲线；其特征在于，所述方法还包括：·将所述点放在所述修改后的曲线(C’)上、在定位成与所存储的所述点在所述三维场景内的初始位置相距最小距离的修改后的位置(P’)处。

【技术特征摘要】
2016.01.29 EP 16305088.31.一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，包括如下步骤：·在三维场景中提供所述三维建模对象，所述三维建模对象包括曲线(C)，所述曲线由一组顶点(V1，V2，V3)和连接所述顶点的一组边(E1，E2)定义；·将点(P)放在所述曲线上；·存储所述点在所述曲线上的相对于第一顶点(V2)的初始位置；·存储所述点在所述三维场景内的初始位置；以及·通过删除所述第一顶点来修改所述曲线；其特征在于，所述方法还包括：·将所述点放在所述修改后的曲线(C’)上、在定位成与所存储的所述点在所述三维场景内的初始位置相距最小距离的修改后的位置(P’)处。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括在所述第一顶点删除后再次修改所述曲线的步骤，所述步骤包括改变所述点(P”)在所述三维场景中的位置而使其保留在所述曲线(C”)上且与所存储的所述点在所述三维场景内的初始位置相距最小距离。3.如前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，还包括在所述第一顶点删除之前修改所述曲线的步骤，所述步骤包括：改变所述点在所述三维场景中的位置而使其保留在所述曲线上且其关于所述第一顶点的位置保持不变，以及存储所述点在所述三维场景中的所述改变后的位置。4.如前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·瓦兰，L·比安基，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR