三维几何模型在计算机内的表示

三维几何模型在计算机的表示CAD/CAM 的核心技术是几何造型技术一项讨论在计算机中如何表示物体模型形状的技术。在 CAD/CAM 技术四十多年的开展历程中，经历了四次重大的变革。60 年代初期的 CAD 系统只能处理简单的线框模型，提供二维的绘图环境，用途比拟单一。进入 70 年代，根据汽车造型中的设计需求，法国人提出了贝塞尔算法，随之产生了三维曲面造型系统 CATIA。它的出现，标志着 CAD 技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息。这是 CAD 开展历史中的第一次重大飞跃。1979 年，SDRC 公司发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型 CAD/CAE 软件──IDEAS。由于实体造型技术能够准确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM 的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。可以说，实体造型技术的普与应用标志着 CAD 开展史上的第二次技术革命。但是，在当时的硬件条件下，实体造型的计算与显示速度太慢，限制了它在整个行业的推广。90 年代初期，参数化技术逐渐成熟，标志着 CAD 技术的第三次革命。参数化技术的成功应用，使得它在 1990 年前后几乎成为 CAD 业界的标准。随后，SDRC 攻克了欠约束情况下全参数的方程组求解问题，形成了一套独特的变量化造型理论。SDRC 将变量化技术成功的应用到 CAD 系统中，标志着 CAD 技术的第四次革命。随着 CAD 技术和几何造型技术的开展， 近年来， 市场上出现了一大批优秀的几何造型软件与工具。例如，PTC 公司的产品 Pro/E、SDRC 的产品 I-DEAS Master Series、UGS 公司的产品 Unigraphics、IBM 公司的产品 CATIA/CADAM、Autodesk 公司的产品 MDT、Spatial Tech 公司的 ACIS、EDS 公司的 Parasolid 等。在国，清华大学、航空航天大学、华中理工大学、大学、交通大学、西北工业大学，以与其他一些单位也发表了一些关于特征造型技术讨论的论著，并开发了一些特征造型系统，例如：清华大学开发的 TiGems 造型系统，航空航天大学研制出的微机版“金银花(LONICERA)〞系统，开目信息技术 XX 公司开发的开目三维 CAD 软件等等。 造型系统简介Parasolid 和 ACIS 是两个最有代表性的几何造型系统的开发平台。在早期开发的实体造型系统中，英国的剑桥大学研制出了 BUILD-1 和 BUILD-2 系统，但都没有公开使用。80年代初期，讨论小组的一局部人组建了 Shape Data 公司，并...