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三维模型轻量化技术(20211010004244).pdf
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三维模型轻量化技术(20211010004244).pdf
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三维模型轻量化技术
1 模型轻量化的必要性
设计模型是一种精确的边界描述 (B-rep) 模型,含有大量的几何信息,在现有的计算机
软硬件条件下, 使用设计模型直接建立大型复杂系统装配、 维修仿真模型是不可能的, 因此
需要使用轻量化的模型建立仿真模型,以达到对仿真模型的快速交互、渲染。
2 细节层次轻量化技术
90 年代中期以来,模型轻量化技术得到了快速的发展,出现了抽壳 (hollow shell) 技术
和细节层次 (Level of Details, LOD) 技术。 抽壳技术只关心产品模型的几何表示而不考虑产品
建模的过程信息, LOD 技术将产品几何模型设定不同的显示精度和显示细节,根据观察者
眼点与产品几何模型之间的距离来使用不同的显示精度,以此达到快速交互模型的目的。
LOD 技术是当前可视化仿真领域中处理图形显示实时性方面十分流行的技术之一。
LOD 模型就是在不影响画面视觉效果的条件下,对同一物体建立几个不同逼近精度的几何
模型。根据物体与视点的距离来选择显示不同细节层次的模型, 从而加快系统图形处理和渲
染的速度。保证在视点靠近物体时对物体进行精细绘制, 在远离物体时对物体进行粗略绘制,
在总量上控制多边形的数量, 不会出现由于显示的物体增多而使处理多边形的数量过度增加
的情况, 把多边形个数控制在系统的处理能力之内, 这样就可以保证在不降低用户观察效果
的情况下,大大减少渲染负载。
通常 LOD 算法包括生成、选择以及切换三个主要部分。
目前轻量化的技术有多种, 具有代表性的有 JT 和 3DXML 两种。3DXML 是 Dassault、
微软等提出的轻量化技术, JT 是 JT 开放组织提出的轻量化技术。 SIEMENS 公司的可视化
产品都采用 JT 技术,如我们使用的 VisMockup 软件。
JT 技术用小平面表示几何模型,采用层次细节技术,具有较高的压缩比,模型显示速
度很快。
jt、ajt 模型及其结构
jt 模型文件是三维实体模型经过三角化处理之后得到的数据文件,它将实体表面离散
化为大量的三角形面片,依靠这些三角形面片来逼近理想的三维实体模型。
模型精度不同, 三角形网格的划分也各不相同。 精度越高, 三角形网格的划分越细密,
三角形面片形成的三维实体就越趋近于理想实体的形状。模型曲面精度由 Chordal 、Angular
两个参数控制。图 1(a),Chordal 表示多边形的弦高的最大值,图 1(b),Angular 表示多边形
相邻弦的夹角的最大值。
?????????????????????????????? 图 1 Chordal 和 Angular 示意图
jt 模型有三种结构形式,都保持了原来的产品结构。分别是:
(1)Standard(标准结构形式 )。包含一个装配文件和多个零件文件,其中零件文件都放在
一个和装配文件同名的目录下。我们建立的虚拟样机模型都采用这种结构形式。
(2)Shattered(分散结构形式 )。包含多个子装配文件和多个零件文件, 其中子装配文件和
零件文件都放在一个目录下。 这种结构的优点是有子装配文件, 并可以直接使用子装配, 缺
点是文件管理比较乱、不清晰。
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qq_58157133
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