圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究

JournalofNorthwestInstituteofTextileScien1990年第3、4期(總第15、16期)No.3、41990(SumNo.15、16) DDg:T→D,f:D→A,g和f均為雙射(即一一對應(yīng)的),且有復(fù)合函數(shù)fog:T→A,fog亦D2Di。成。若記形式上的動態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為DB',則有DB3<→(TD,,OD,DD},其中有如下DB′的構(gòu)成如圖1所示。KM(.)KPim)兒何參數(shù)在TD中如第n條記錄產(chǎn)生Pn={pl,p2,……ti}中所含的i個圖點(diǎn)信息，則在該記錄構(gòu)從DB′的構(gòu)成上可見，對于同一ID只要改變對應(yīng)OD中的參數(shù)值，便實(shí)現(xiàn)了同一結(jié)構(gòu)下不同尺寸的另一個圖形，這就是參數(shù)作圖的原理。在系統(tǒng)中TD、OD存在外存儲器中，而DD處在被不斷刷新的狀態(tài)中。定義四：在DB中，定義實(shí)現(xiàn)基本圖形的變換算法的存在形式為功能子程序，即有：A={α|a為功能子程序)?；緢D形變換算法A是DB中的有機(jī)組成部分，在程序中圖形信息是通過通用圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織的，從這個意義上可說：A=通用圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(TB)+通用算法黏本圖形變換算法A應(yīng)具有以下基本功能：①按要求計(jì)算出基本體素在空間的點(diǎn)、線、面幾何參數(shù)值，并使用通用的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織基本體素的幾何信息和拓?fù)湫畔?。②具有提取動態(tài)生成的圖點(diǎn)信息和其它圖形識別所需的特征值的功能。③提供對該圖進(jìn)行各種變換操作的信息接口。④完成圖形輸出時的圖形實(shí)現(xiàn)任務(wù)。在現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)中，其對圖形的變換操作及圖形實(shí)現(xiàn)的功能以達(dá)到了成熟的程度，因此，只需在現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)之上加上高層次的輸入方式和管理結(jié)構(gòu)即可使其解決圖形識至此，從廣義上對動態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作如下定義：定義五：對于集合D和A,定義二元關(guān)系R:R={(d,a)|a是d唯一對應(yīng)的圖形變換算法，d是a唯一對應(yīng)的作用對象}則關(guān)系R為描述該類圖形S的動態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，記為DB,.即DB<→R。以上定義構(gòu)成了動態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DB的基本概念和原理，從中可見，圖形變換算法A將以子程序的形式溶于系統(tǒng)中，且對它的設(shè)計(jì)體現(xiàn)在子程序所具備的功能之上。因此，對DB的設(shè)計(jì)和操作將集中企DB′上，同時，由于對DB的特殊要求，DB中對TD的設(shè)計(jì)，不僅涉及反映其記錄間頭系的指針場，面且更重要的是要對反映描述對象信息的數(shù)據(jù)場進(jìn)行設(shè)計(jì)。特征1定位基點(diǎn)X向位移X向系數(shù)Y向系數(shù)Z向位移B間六面體，有六個定位點(diǎn)(均以各面的中心點(diǎn)為定位點(diǎn)),若其中某一點(diǎn)被用于確定該基本Y方向尺寸鏈Z方向尺寸鏈量1量1量1由于機(jī)械幾何形體的特殊要求，我們設(shè)計(jì)其基本體素各方向的幾何尺寸均由對應(yīng)尺寸鏈的帶符號的指針，當(dāng)其值為正時表示為增環(huán)，當(dāng)其值為負(fù)時表示為減環(huán)。具體計(jì)算為(以X向尺寸為例):當(dāng)NX>1時，該尺寸鏈的封閉環(huán)為基本體素X方向的尺寸。對于不同的使用對象，各方向上尺寸鏈中的環(huán)數(shù)可根據(jù)n的具體值，且有關(guān)系1≤NX≤I,1≤NY≤m,1≤NZ≤n。對于機(jī)械幾何形體其加工信息是指對零件加工所應(yīng)達(dá)到的精度信息，其中包括面精度信息和尺寸精度兩部分，見表4、表5所示。面精度信息序號粗糙度形位公差類型形位公差基準(zhǔn)表5尺寸精度值息尺寸精度信息2.5修飾信息為使輸出的圖形便于人工識別，即符合工程圖的要求，還需對基本體素的圖形作一定的修飾，這就是附屬在基本體素上的修飾信息，如剖面線等。由于這些信息不影響在機(jī)內(nèi)對對象的識別，因此在識別到為修飾信息時，則該信息不記入對對象的識別結(jié)果中。以上各信息中，表1至表4內(nèi)容記錄在TD中，表5的內(nèi)容記在OD中，修飾信息使用TD的這里的鏈接關(guān)系是指TD中的鏈接關(guān)系，對于OD、DD,由于其僅存在記錄間的關(guān)系，所以根據(jù)其構(gòu)成方式確定這二者的鏈接關(guān)系為順序單鏈關(guān)系。在FD中，由于它的鏈接關(guān)系不僅有記錄鏈接關(guān)系，面且還有結(jié)構(gòu)鏈接關(guān)系，因此，TD中的鏈接關(guān)系是通過以下三個方面實(shí)現(xiàn)的。自然鏈接關(guān)系反映的是記錄間的關(guān)系，它與TD的構(gòu)成方式有關(guān)，由于TD的構(gòu)成也是順1990年序完成的，因此TD的自然鏈接關(guān)系亦為順序單鏈關(guān)系。所不同的是，在TD記錄間的關(guān)系還反映了一定的結(jié)構(gòu)關(guān)系，所以還需要表6的輔助信息來對此順序單鏈關(guān)系作一補(bǔ)充，以便能圖點(diǎn)增量尺寸鏈關(guān)系圖點(diǎn)增量指本記錄新增加的圖點(diǎn)數(shù)量；包含對象指軸型基本體素所包含的一個或者幾個孔型基本體素的記錄號；尺寸鏈關(guān)系即為表3所示的關(guān)系。3.2體鏈接關(guān)系在TD中，定位信息(見表2)也反應(yīng)了基本體素間的體鏈接關(guān)系，這種鏈接關(guān)系不是 (見表7)。位移量符號十十十反應(yīng)鏈接關(guān)系的方向反應(yīng)出的這種體鏈接關(guān)系能全面地描述對象的結(jié)構(gòu)關(guān)系。3.3面鏈接關(guān)系TD中尺寸鏈信息(見表3)反應(yīng)了描述對象平行平面之間的鏈接關(guān)系；在加工信息(見表4)中，通過位置公差反應(yīng)了另一種面之間的鏈接關(guān)系。我們從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，研究了CAD系統(tǒng)中的信息的組織形式及其作用，力圖使CAD能識別自身所產(chǎn)生的圖形，并使其能將成組技術(shù)的設(shè)計(jì)思想運(yùn)用在CAD過程中以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的高效性。為此提出了動態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念和其構(gòu)成原理。同時，我們運(yùn)用這一原理設(shè)計(jì)了GT-CAD/CAPP集成系統(tǒng)〔3〕,系統(tǒng)的工作結(jié)果表明，它較理想地解決了機(jī)內(nèi)識別和參數(shù)作圖的問題。但是，作為一個新的理論，對動態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究還需作進(jìn)一步的細(xì)致工作，使其更加完善。維普資訊htp://魯Inthispaper,weputforwordtheconceptionandthe'fotheoryofthedynamicgra