基于OpenGL的STEP文件几何信息重现技术研究

摘要

随着制造业信息化的发展与成熟，CAX技术逐渐在工业界得到了广泛的应用，越来越多的用户需要把产品数据在不同的应用系统之间进行交换。解决这个问题的关键是建立一个统一的、支持不同应用系统的产品数据交换标准，STEP国际标准就是在此种环境下被提出的。它的目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，它可以描述整个生命周期的产品数据，同时保持数据的一致性与完整性。
　　首先，本文深入分析了STEP中性文件和AP203协议。提取STEP中性文件的几何信息必须了解 AP203协议，AP203协议描述了三维实体模型的表达。本文对应用协议AP203的几何实体和拓扑实体进行了详细分析，为后面的信息提取做了铺垫。
　　接着，对 STEP文件模型解析器进行了开发。STEP文件模型解析器的开发主要包括三大模块，分别为：信息管理模块、信息存储模块和信息提取模块。信息管理模块定义了AP203中各实体的指针地址和相对应的map集合；信息存储模块负责将整个文件的数据添加到对应关键词的map集合里；然后按照AP203协议的实体引用关系模型建立各个实体之间的关系；信息提取模块负责识别形体并根据面的类型进行相对应的信息提取，为后面三维实体模型的重现奠定了基础。
　　最后，利用OpenGL技术将三维实体模型不失真地重现在应用平台上。具体实现方法为采用NURBS方法统一表示各种形体，然后使用OpenGL的曲面显示和曲面裁剪功能显示各种曲面，从而达到显示整个模型的目的。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 产品数据交换标准的发展及应用

1.3 基于STEP标准的三维模型重现技术研究现状

1.4 本文的主要内容

第二章 STEP标准的研究

2.1 STEP标准的内容

2.2 EXPRESS语言

2.3 STEP中性文件的结构

2.4 EXPRESS与STEP中性文件之间的映射

2.5 本章小结

第三章 基于STEP的三维实体模型分析

3.1 三维实体表示方法

3.2 应用协议AP203分析

3.3 本章小结

第四章 STEP文件模型解析器的开发

4.1 C++中map容器和vector容器介绍

4.2 信息管理模块

4.3 信息存储模块

4.4 信息提取模块

4.5 本章小结

第五章 NURBS方法的研究

5.1 自由曲线曲面的发展历程

5.2 OpenGL中NURBS曲线和曲面的绘制

5.3 常用曲线曲面的NURBS表示

5.4 曲面裁剪技术

5.5 三维模型的重现

5.6 本章小结

第六章 系统平台的设计

6.1 OpenGL介绍

6.2 重现系统的开发

6.3 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢