一种非对称回转面构建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非对称回转面构建方法及装置，该构建方法包括以下步骤：将形成回转面的母线调整为圆环两侧的轮廓线，分别通过相同数量的控制顶点对形成回转面的母线进行控制；对控制顶点进行一一对应配对，依次获取每对控制顶点的中点坐标；获取每对控制顶点的横纵坐标差值，取出横纵坐标差值中较大一个的二分之一；构建控制多边形，从母线一侧轮廓开始按非均匀有理B样条圆弧的控制多边形的轨迹移动控制多边形,并根据非均匀有理B样条曲面控制多边形绘制圆环曲面。本发明专利技术通过使用形成回转面的母线来定义回转面的轮廓，不仅可以生成对称回转面，还可以生成非对称回转面，简单高效，构建效果好。

A method and device for the construction of asymmetrical rotary surface

The invention discloses a method and device for the construction of an asymmetrical rotary surface. The method comprises the following steps: adjusting the bus line forming a revolving surface into a contour line on both sides of a circle, controlling the bus line forming a revolving surface by the same number of control points, and pairing the control vertex by one by one, and successively obtained. Taking the middle point coordinates of each control vertex, obtaining the transverse ordinate difference of each pair of control vertices, taking out 1/2 of the larger one in the transverse ordinate difference, constructing the control polygon, moving the control polygon from the trajectory of the control polygon of the non uniform rational B spline arc starting from the contour of the bus bar, and according to the nonuniform rational principle. The B spline surface controls the polygon to draw the circular surface. By using the bus line forming the rotary surface to define the contour of the rotary surface, the symmetrical rotary surface can be generated and the asymmetric rotary surface can be generated, which is simple and efficient, and the construction effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种非对称回转面构建方法及装置
本专利技术涉及一种非对称回转面构建方法及装置，涉及三维模型构建技术。
技术介绍
当平面曲线(单曲率，曲线平面与回转轴不垂直)或空间曲线(双曲率)围绕一固定直线(轴线)回转时，在空间便形成一个回转面。所有包含轴线的平面叫子午面，它们与回转面相交于形状相同的子午线。每条子午线都是对轴线成镜面反射图形的线。回转面也可以将子午线绕轴线旋转来生成。这是最直观而又最常用的回转面生成法。所有垂直于轴线的平面都与回转面交于平行圆。在曲面上过每一点的平行线都与子午线垂直相交，也就是说它们的切线成直角相交。现有回转面是任意的平面曲线绕与其在同一平面的回转轴线旋转形成的曲面,如球面等。其在工程设计中有重要的作用，但是仅仅能生成对称的回转面，然而在实际应用中有很多曲面是不对称的，不能使用现有回转面构建方法进行生成，因此需要一种快速的非对称回转面构建的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种非对称回转面构建方法及装置，通过使用形成回转面的母线来定义回转面的轮廓，不仅可以生成对称回转面，还可以生成非对称回转面，简单高效，构建效果好。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种非对称回转面构建方法，所述构建方法包括以下步骤：将形成回转面的母线调整为圆环两侧的轮廓线，分别通过相同数量的控制顶点对形成回转面的母线进行控制；对控制顶点进行一一对应配对，依次获取每对控制顶点的中点坐标；获取每对控制顶点的横纵坐标差值，取出横纵坐标差值中较大一个的二分之一；构建控制多边形，从母线一侧轮廓开始按非均匀有理B样条圆弧的控制多边形的轨迹移动控制多边形,并根据非均匀有理B样条曲面控制多边形绘制圆环曲面。如上所述的一种非对称回转面构建方法，通过形成回转面的母线构建回转面的轮廓线，将形成回转面的母线调整为四分之一圆环两侧的轮廓线。如上所述的一种非对称回转面构建方法，每条母线的控制顶点数量为若干个，若干对控制顶点一一对应配对，每条母线的若干个控制顶点数量同时增加或减少。控制顶点是控制母线几何形状的点，通常在几何意义上，计算机显示的曲线是通过控制顶点来控制曲线的形状的，比如我们常用的AutoCAD软件中对曲线的控制也是通过控制顶点的方式实现。如上所述的一种非对称回转面构建方法，所述控制顶点的坐标通过三维坐标系进行表示，控制多边形构建过程中z轴负向的控制多边形通过将z轴正向控制多边形z值取反获得。如上所述的一种非对称回转面构建方法，所述构建方法应用于三维模型构建。本专利技术还提供一种非对称回转面构建装置，所述构建装置包括控制点增加模块、控制点减少模块、控制多边形生成模块和非对称回转面生成模块；所述控制点增加模块用于增加生成非对称回转面的母线控制顶点的数量；所述控制点减少模块用于减少生成非对称回转面的母线控制顶点的数量；所述控制多边形生成模块用于生成非对称回转面的控制多边形；所述非对称回转面生成模块与所述控制多边形生成模块建立连接关系，非对称回转面生成模块用于根据控制多边形生成非对称回转面。如上所述的一种非对称回转面构建装置，所述构建装置还包括三维展示模块，所述三维展示模块用于对生成的非对称回转面进行动态三维显示。如上所述的一种非对称回转面构建装置，所述控制点增加模块对形成回转面的母线的控制顶点同时进行增加，所述控制点减少模块对形成回转面的母线的控制顶点同时进行减少。需要进一步说明的是，本专利技术中所述的母线指的是几何意义上的母线，曲面图形可看成动线运动时的轨迹，形成曲面的动线称为母线。比如圆锥的主视图是一个等腰三角形，这个三角形的腰就是圆锥母线。本专利技术中所述的圆环指的是由几何意义上的圆形成的圆环。本专利技术具有如下优点：本专利技术基于非均匀有理B样条理论，使用形成回转面的母线来定义回转面的轮廓，不仅可以生成对称回转面,还可以生成非对称回转面，简单高效，构建效果好，速度快。附图说明图1为非对称回转面构建方法流程示意图；图2为非对称回转面构建方法中形成回转面的母线定义1/4圆环的两侧示意图；图3为非对称回转面构建方法中控制顶点的中点坐标示意图；图4为带控制多边形的非对称回转面示意图；图5为不带控制多边形的非对称回转面示意图；图6为非对称回转面构建装置结构示意图；图7为采用两条母线构建回转面的轮廓线示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1和图7所示，一种非对称回转面构建方法，所述构建方法包括以下步骤：S1：将形成回转面的母线调整为圆环两侧的轮廓线，分别通过相同数量的控制顶点对形成回转面的母线进行控制；S2：对控制顶点进行一一对应配对，依次获取每对控制顶点的中点坐标；S3：获取每对控制顶点的横纵坐标差值，取出横纵坐标差值中较大一个的二分之一；S4：构建控制多边形，从母线一侧轮廓开始按非均匀有理B样条圆弧的控制多边形的轨迹移动控制多边形,并根据非均匀有理B样条曲面控制多边形绘制圆环曲面。非对称回转面构建方法的一个实施例中，通过两条母线构建回转面的轮廓线，将两条母线调整为四分之一圆环两侧的轮廓线。每条母线的控制顶点数量为若干个，若干对控制顶点一一对应配对，每条母线的若干个控制顶点数量同时增加或减少。所述控制顶点的坐标通过三维坐标系进行表示，控制多边形构建过程中z轴负向的控制多边形通过将z轴正向控制多边形z值取反获得。本专利技术的非对称回转面构建方法适用于任何曲线曲面，选用非均匀有理B样条曲线绘制母线，非均匀有理B样条曲面绘制生成的回转面。传统圆环面由一整圆绕所在平面内不与该整圆相交的一轴线回转生成。但是采用非对称回转面构建方法只需将两条母线形状调整为两个嵌套的整圆就可将圆环绘制出来。以下通过四分之一圆环面为例对非对称回转面构建方法详细阐述：参见图2，将两条母线调整为1/4圆环两侧的轮廓线,两侧的控制顶点数相同,控制顶点[V0,V1,V2],[P0,P1,P2]一一对应,互相配对；参见图3，依次计算每对控制顶点的中点坐标[M0,M1,M2]；依次计算每对控制顶点x、y的差值。即:X0＝|V0x–P0x|Y0＝|V0y–P0y|X1＝|V1x–P1x|Y1＝|V1y–P1y|X2＝|V2x–P2x|Y2＝|V2y–P2y|找出每对差值X,Y中的最大值,将此最大值的一半保存,记为R。R0＝(X0>Y0？X0:Y0)/2.0；R1＝(X1>Y1？X1:Y1)/2.0；R2＝(X2>Y2？X2:Y2)/2.0；先从一侧轮廓开始按非均匀有理B样条圆弧的控制多边形的轨迹移动控制多边形,下面给出z轴正向的五条控制多边形,z轴负向的控制多边形直接将z轴正向控制多边形z值取反即可。第一条:V00(V0x,V0y,0)；V10(V1x,V1y,0)；V20(V2x,V2y,0)；第二条:V01(V0x,V0y,R0)；V11(V1x,V1y,R1)；V21(V2x,V2y,R2)；第三条:V02(M0x,M0y,R0)；V12(M1x,M1y,R1)；V22(M2x,M2y,R2)；第四条:V03(P0x,P0y,R0)；V13(P1x,P1y,R1)；V23(P2x,P2y,R2)；第五条:V04(P0x,P0y,0)；V14(P1x,P1y,0)；V24(P2x,P2y,0)；参见图4和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非对称回转面构建方法，其特征在于：所述构建方法包括以下步骤：将形成回转面的母线调整为圆环两侧的轮廓线，分别通过相同数量的控制顶点对形成回转面的母线进行控制；对控制顶点进行一一对应配对，依次获取每对控制顶点的中点坐标；获取每对控制顶点的横纵坐标差值，取出横纵坐标差值中较大一个的二分之一；构建控制多边形，从母线一侧轮廓开始按非均匀有理B样条圆弧的控制多边形的轨迹移动控制多边形,并根据非均匀有理B样条曲面控制多边形绘制圆环曲面。

【技术特征摘要】
1.一种非对称回转面构建方法，其特征在于：所述构建方法包括以下步骤：将形成回转面的母线调整为圆环两侧的轮廓线，分别通过相同数量的控制顶点对形成回转面的母线进行控制；对控制顶点进行一一对应配对，依次获取每对控制顶点的中点坐标；获取每对控制顶点的横纵坐标差值，取出横纵坐标差值中较大一个的二分之一；构建控制多边形，从母线一侧轮廓开始按非均匀有理B样条圆弧的控制多边形的轨迹移动控制多边形,并根据非均匀有理B样条曲面控制多边形绘制圆环曲面。2.根据权利要求1所述的一种非对称回转面构建方法，其特征在于：通过形成回转面的母线构建回转面的轮廓线，将形成回转面的母线调整为四分之一圆环两侧的轮廓线。3.根据权利要求1所述的一种非对称回转面构建方法，其特征在于：每条母线的控制顶点数量为若干个，若干对控制顶点一一对应配对，每条母线的若干个控制顶点数量同时增加或减少。4.根据权利要求1所述的一种非对称回转面构建方法，其特征在于：所述控制顶点的坐标通过三维坐标系进行表示，控制多边形构建过程中z轴负向的控制多边形通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令德，石长盛，李振林，
申请(专利权)人：太原工业学院，
类型：发明
国别省市：山西,14