包装CAD实体造型与布尔运算研究

摘要

CAD技术在包装领域的广泛使用，使得包装产品设计人员越来越多的采用计算机来完成以前必须依靠手工来完成的绘图和实物模型制作的工作。虽然一些通用的CAD软件已经在包装行业得到使用，但是它们并不能很好的解决包装领域一些特殊的功能要求，因此，研究专门针对包装行业的CAD软件系统具有重要的理论和应用价值。
　　 三维实体造型技术是CAD中的高级技术和核心内容，布尔运算又是实体造型技术中的一个难点。利用三维造型技术可以在计算机上方便的展示包装产品，省去了反复手工制作模型的不便。
　　 本文研究了三维实体造型技术以及实体之间的交、并、差布尔运算方法，采用一组三角形表进行边界描述，提出了一种用三角形表描述的物体的布尔运算模型，在理论研究的基础上将其应用到包装CAD系统中来，设计并开发了一套包含布尔运算模块的三维造型系统。围绕此软件中的一些关键问题，主要研究内容如下：
　　 系统地研究了实体的几何信息与拓扑信息的表示与存储。用B-Reps的描述方式描述实体的几何信息，点、边、环、面、体之间的相互关系构成实体的拓扑信息。给出了程序主要部分所采用的数据结构。
　　 研究了三维CAD中用到的关键技术以及实现算法。包括包围盒技术，几何元素求交、交点连成交线、交线连成环、环组合成面、面组合成实体等的方法。
　　 研究了利用OpenGL技术对实体进行渲染的技术。包括光照，纹理贴图等。