面向对象的船体结构实体造型建模及应用研究
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摘要
实体造型技术已在工程设计领域得到越来越广泛的应用，理论也日
益成熟；面向对象方法和技术是描述现实世界的全新方法技术；Parasolid
是一种实体造型的核心软件，是一种强大的建模器。本文就是利用
Parasolid，运用面向对象方法建立船舶结构的三维实体模型，并开发了
船舶结构实体造型的原型系统。本文工作是力图建立一个较合理的数据
结构，实现实体造型的基本功能如旋转、放大、平移、三视、剖视以及
一些计算功能。
本文共分为六章。第一章绪论部分介绍了实体造型技术的发展和本
文的工作意义；第二章对实体造型的概念和几种表示方法进行了阐述；
第三章主要阐述了Parasolid的一些概念、模型结构、基本操作以及图形
输出等；第四章介绍如何利用面向对象的方法建立船舶结构的三维实体
模型，同时给出相关的数据结构；第五章对船舶结构实体造型的原型系
统的功能进行了说明，分析了各个模块之间的联系，给出了若干应用实
例；最后一章对全文进行了总结和展望。
船舶结构实体造型原型系统是在 Windiows NT工作站下，利用 Visual
C~（++）6.0开发环境，并结合三维图形库OpenGL来开发的，具有友好的人
机交互界面。实践表明，该系统对船体结构的实体建模是有效的、方便
的。
The solid modeling has been widely used in the field of engineering design. The corresponding theory is becoming more and more mature. The method and technology of oriented object are fire-new one which are used to describe and simulate the practical world. Parasolid is a kind of kernel for solid modeling and it is also a powerful solid modeler. The paper mainly concentrates on exploring 3D solid modeling for hull structure with the oriented object technology,based on Parasolid. Meanwhile,an prototype system has been developed to test the idea. Emphases of the paper are on constructing a reasonable data structure and realizing the basic function of solid modeling such as rotation,zoom,pan and section view .etc.
The paper is divided into six chapters. The first chapter introduces the evolution history of solid modeling and the object of the paper. The second chapter explains the basic concepts of solid modeling and describes the popular researching methods. The third chapter discusses the definitions,model structures,basic operations,and graphical output,etc. in Parasoid. The fourth chapter tells how to build 3D solid model for hull structure applying the oriented object technology,furthermore,the corresponding data structures are presented. The fifth chapter shows the functions of the system,analyzes the mutual relations between all modules and gives several examples. And the last chapter summarizes the whole paper .
The prototype system in this paper is developed with MS Visual C++6.0 and OpenGL on Windows NT. The system provided friendly graphical user interface. It has been proved that the system is effective and convenient in modeling hull structure.
益成熟；面向对象方法和技术是描述现实世界的全新方法技术；Parasolid
是一种实体造型的核心软件，是一种强大的建模器。本文就是利用
Parasolid，运用面向对象方法建立船舶结构的三维实体模型，并开发了
船舶结构实体造型的原型系统。本文工作是力图建立一个较合理的数据
结构，实现实体造型的基本功能如旋转、放大、平移、三视、剖视以及
一些计算功能。
本文共分为六章。第一章绪论部分介绍了实体造型技术的发展和本
文的工作意义；第二章对实体造型的概念和几种表示方法进行了阐述；
第三章主要阐述了Parasolid的一些概念、模型结构、基本操作以及图形
输出等；第四章介绍如何利用面向对象的方法建立船舶结构的三维实体
模型，同时给出相关的数据结构；第五章对船舶结构实体造型的原型系
统的功能进行了说明，分析了各个模块之间的联系，给出了若干应用实
例；最后一章对全文进行了总结和展望。
船舶结构实体造型原型系统是在 Windiows NT工作站下，利用 Visual
C~（++）6.0开发环境，并结合三维图形库OpenGL来开发的，具有友好的人
机交互界面。实践表明，该系统对船体结构的实体建模是有效的、方便
的。
The solid modeling has been widely used in the field of engineering design. The corresponding theory is becoming more and more mature. The method and technology of oriented object are fire-new one which are used to describe and simulate the practical world. Parasolid is a kind of kernel for solid modeling and it is also a powerful solid modeler. The paper mainly concentrates on exploring 3D solid modeling for hull structure with the oriented object technology,based on Parasolid. Meanwhile,an prototype system has been developed to test the idea. Emphases of the paper are on constructing a reasonable data structure and realizing the basic function of solid modeling such as rotation,zoom,pan and section view .etc.
The paper is divided into six chapters. The first chapter introduces the evolution history of solid modeling and the object of the paper. The second chapter explains the basic concepts of solid modeling and describes the popular researching methods. The third chapter discusses the definitions,model structures,basic operations,and graphical output,etc. in Parasoid. The fourth chapter tells how to build 3D solid model for hull structure applying the oriented object technology,furthermore,the corresponding data structures are presented. The fifth chapter shows the functions of the system,analyzes the mutual relations between all modules and gives several examples. And the last chapter summarizes the whole paper .
The prototype system in this paper is developed with MS Visual C++6.0 and OpenGL on Windows NT. The system provided friendly graphical user interface. It has been proved that the system is effective and convenient in modeling hull structure.
引文
[1]"Parasolid On-Line Documentation", Parasolid V11.0.114, April 1999.
[2]J.R.Woodwork, "Generating Wireframe from Set-Theoretic Solid Models by Spatial Division." CAD, Vol.18, No.6, Aug. 1986.
[3]A.E.Middledith and K.H.Sears, "Blend Surfaces for set Theoretic Volume Modeling System." Computer Graphics, Vol.19, No.3, 1985, 161-170.
[4]Kunwoo Lee and Ho Sang Lim, "Efficient solid modelling via sheet modelling." CAD,Vol.27, No.4, 1995
[5]Lluis Solano and Pere Brunet, "Constructive constraint-based model for parametric CAD systems." CAD, Vol.26,1994.
[6]K.Aoyama and T. Nomoto, "Models for CIM in shipbuilding"
[7]J.R.Rossinac and A.A.G. Requicha, "Constructive Non-Regularized Geometry." CAD, Vol.23, No.1, Feb. 1991,21-32.
[8]Michael J. Young, "Visual C++ 4 从入门到精通”，电子工业出版社，1997．
[9]欧阳春梅，丁秋林，林奋强等，“实体造型技术”，国防工业出版社，1991．
[10]孙家广，陈玉健，黄汉文，“计算机辅助设计基础”，清华大学出版社，1990．
[11]孙家广，陈玉健，辜凯宁，“计算机辅助几何造型技术”，清华大学出版社，1990．
[12]刘金义，“面向工程设计的实体造型系统研制”，大连理工大学博士学位论文，1994．
[13]王忠勇，“基于Parasolid船体局部结构三维造型的开发研究”，大连理工大学硕士学位论文，1999．
[14]白燕斌，史惠康，“OpenGL三维图形库编程指南”，机械工业出版社，1998．
[15]张伟荣，金永梅，“基于面向对象的船体结构节点建模方法及实现”，七零八研究所船舶设计技术国家工程研究中心，1998．
[16]钱宏，孙晓东，李明，“面向对象的船舶CAD技术研究”，七零八研究所船舶设计技术国家工程研究中心，1998．
[17]林焰，李伟，纪卓尚，“面向对象的船舶结构实体造型建模及应用研究”，船舶工程，No．1，2000．
[18]任颂华，周超骏，“船舶设计中面向对象建模初探”，计算机辅助工程，No．1 Mar．1997．
[19]王汝传，“图形数据库中图形数据的组织”，计算机辅助工程，No．4 Dec．1996．
[20]万耀青，李畅，“建模、模型库、优化与计算机辅助设计”，计算机辅助设计与图形学报，No．1，1992．
[21]伍晓宇等，“模具CAD／CAM柔性系统中零件与结构三维信息建模方法研究，Vol．15，No．1，Feb．1995．
[2]J.R.Woodwork, "Generating Wireframe from Set-Theoretic Solid Models by Spatial Division." CAD, Vol.18, No.6, Aug. 1986.
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[4]Kunwoo Lee and Ho Sang Lim, "Efficient solid modelling via sheet modelling." CAD,Vol.27, No.4, 1995
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[15]张伟荣，金永梅，“基于面向对象的船体结构节点建模方法及实现”，七零八研究所船舶设计技术国家工程研究中心，1998．
[16]钱宏，孙晓东，李明，“面向对象的船舶CAD技术研究”，七零八研究所船舶设计技术国家工程研究中心，1998．
[17]林焰，李伟，纪卓尚，“面向对象的船舶结构实体造型建模及应用研究”，船舶工程，No．1，2000．
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[19]王汝传，“图形数据库中图形数据的组织”，计算机辅助工程，No．4 Dec．1996．
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