（計算機(jī)軟件與理論專業(yè)論文）語義特征造型中直接操作方法的研究.pdfVIP

哈爾濱理_ t 大學(xué)工學(xué)碩上學(xué)位論文 語義特征造型中直接操作方法的研究 摘要 在目前的商業(yè)特征造型系統(tǒng)中，對特征的直接操作還沒有得到廣泛的應(yīng) 用。結(jié)果，重復(fù)的設(shè)計過程不僅耗時還導(dǎo)致不能實(shí)時有效的得到反饋，缺乏 對設(shè)計結(jié)果的洞察，對特征的互操作也缺少直觀性。導(dǎo)致這些結(jié)果的一部分 原因是由于當(dāng)前約束求解的速度慢，另一部分原因是由于缺乏互操作方法。 首先，本文分析了語義特征造型系統(tǒng)中直接操作的過程，提出一個允許 用戶在特征模型上直接選擇并修改特征參數(shù)的方法，該方法能夠讓用戶對參 數(shù)值的改變交互地進(jìn)行，并將模型變化的結(jié)果實(shí)時地反饋給用戶。當(dāng)用戶對 模型改變的結(jié)果感到滿意的時候，便可以選擇提交本次參數(shù)的改變，然后讓 系統(tǒng)檢查整個模型的有效性。這種方法中關(guān)鍵的地方是能夠?qū)μ卣髂Ｐ偷母?變所造成的影響提供實(shí)時的反饋，而為了支持對特征參數(shù)值交互的修改，每 秒鐘要產(chǎn)生多次可視的反饋，所有的約束必須以同樣的速度進(jìn)行求解。因此 在分析直接操作模型特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，提出了基于細(xì)胞元的局部化操作思想， 并給出了一個局部化的算法以及相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 其次，本文描述一種新的約束求解器，用于求解特征交互過程中兩個特 征形狀在空間上發(fā)生重疊的約束。這個約束求解器建立在對特征模型的參數(shù) 空間進(jìn)行取樣的基礎(chǔ)之上，并且為了找到一個有效的模型，利用蒙特卡羅技 術(shù)來減少樣本數(shù)據(jù)量，該方法較傳統(tǒng)的利用約束轉(zhuǎn)換的方法提高了效率。 最后，為增強(qiáng)直接操作過程中的直觀性，本文在最后為實(shí)型的特征參數(shù) 提供了強(qiáng)有力的各種3 d 句柄，以及為所有的特征操作提供了預(yù)先審查的透 明體，并介紹了在直接操作中如何使用這些句柄。 關(guān)鍵詞特征造型；直接操作；局部化；交互約束；句柄 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 r e s e a r c ho nm e t h o df o rd i r e c tm a n i p u l a t i o ni n s e m a n t i cf e a t u r em o d e l i n g a b s t r a c t i nc u r r e n tc o m m e r c i a lf e a t u r e m o d e l i n gs y s t e m s ，s u p p o r t f o rd i r e c t m a n i p u l a t i o no ff e a t u r e si sn o tc o m m o n l ya v a i l a b l e a sar e s u l t ，r e - d e s i g n i n gi s t i m e c o n s u m i n gd u et ot h ei n e f f i c i e n tf e e d b a c k ，t h ei n s i g h tg i v e ni sr a t h e rp o o r , a n du s e ri n t e r a c t i o no f t e nl a c k si n t u i t i v e n e s s t h i si sp a r t l yd u et ot h el a c ko f s p e e do f c u r r e n tc o n s t r a i n ts o l v e r s ，b u ta l s ot od e f i c i e n ti n t e r a c t i v ef a c i l i t i e s f i r s t l y , am e t h o d i s p u t f o r w a r db ya n a l y z i n gt h ep r o c e s so fd i r e c t m a n i p u l a t i o ni nt h es e m a n t i cf e a t u r em o d e l i n gs y s t e m i nt h i sw a y , t h ef e a t u r e p a r a m e t e rv a l u ec a nb ec h a n g e di n t e r a c t i v e l y , a n dt h ef e e d b a c ko ft h em o d e l c h a n g e si sr e a l t i m e ，a l l o w i n gu s e r st od i r e c t l ys e l e c tf e a t u r ep a r a m e t e ro nt h e f e a t u r em o d e l w h e nt h eu s e ri ss a t i s f i e dw i t ht h ec h a n g e s ，t h e c h a n g e d p a r a m e t e r sc a nb ca c c e p t e d ，a n dt h e nt h ev a l i d i t yo ft h ew h o l em o d e lc a nb e c h e c k e d t h ek e yo ft h i sm e t h o di st op r o v i d er e a l t i m ef e e d b a c kw h e nt h em o d e l c h a n g e s i no r d e rt os u p p o r tc h a n g e so ft h ei n t e r a c t i v ef e a t u r ep a r a m e t e rv a l u e s ， m a n yt i m e so fv i s u a lf e e d b a c kp e rs e c o n dm u s tb eg e n e r a t e da n da l l t h e c o n s t r a i n t sm u s tb es o l v e da tt h es a m es p e e d a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so f d i r e c tm a n i p u l a t i o nm o d e l ，t h el o c a l i z a t i o no ft h em a n i p u l a t i o no nt h ec e l l b a s e d s e m a n t i c sm o d e l si sp r o p o s e d ，a n dt h er e l a t e da l g o r i t h ma n dd a t as t r u c t u r e sa r e g i v e n s e c o n d l y , t h i sd i s s e r t a t i o np r o p o s e s an e ws o l v e rf o rc o n s t r a i n t so n i n t e r a c t i o n s ，w h i c hi su s e dt os o l v es p a t i a lo v e r l a pb e t w e e nf e a t u r es h a p e s t h i s s o l v e ri sb a s e do ns a m p l i n go ft h ep a r a m e t e rs p a c eo ft h ef e a t u r em o d e l am o n t e c a r l ot e c h n i q u ei sa p p l i e dt or e d u c et h ee x p e c t e dn u m b e ro fs a m p l e st h a ta r e n e e d e dt of i n dav a l i dm o d e l t h em e t h o di nt h i sp a p e ri sm o r ea v a i l a b l ea n d e f f e c t i v et h a nt h et r a d i t i o n a lm e t h o dw h i c ht r a n s f o r m san e wc o n s t r a i n tj n t o a n o t h e ro n e 1 i 一 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩上學(xué)位論文 f i n a l l y , ap o w e r f u lv a r i e t yo f3 d h a n d l e sf o rr e a l v a l u e df e a t u r ep a r a m e t e r s a r e p r o v i d e d ，w i t hap r e v i e wo v e r l a yf a c i l i t yf o ra l lm o d e l i n go p e r a t i o n s ，a n da l s o h o wt ou s et h e s eh a n d l e si nt h ep r o c e s so fd i r e c tm a n i p u l a t i o ni si n t r o d u c e d k e y w o r d s f e a t u r e m o d e l i n g ，d i r e c tm a n i p u l a t i o n ，l o c a l i z a t i o n ，i n t e r a c t i o n c o n s t r a i n t ，h a n d l e i i i 哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學(xué)位論文語義特征造型中直接操作方法 的研究，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行 研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表 或撰寫過的研究成果。對本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明 確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。 作者簽名：癬潞 吼非多月如日 哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書 語義特征造型中直接操作方法的研究系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士 學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大 學(xué)所有，本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解哈爾濱理 工大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門提交論文和 電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可以采用影印、縮 印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。 本學(xué)位論文屬于 保密口，在年解密后適用授權(quán)書。 不保密團(tuán)。 ( 請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打) 日期：川年月沙日 日期：歹年鄉(xiāng)月。刀日 慈鐫 五奪 紅 雷打 名 名 簽 簽 者 師 作 導(dǎo) 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩上學(xué)位論文 第1 章緒論 1 1課題背景 1 1 1課題研究目的和意義 計算機(jī)輔助工業(yè)造型設(shè)計( c a m ) 融計算機(jī)輔助設(shè)計( c a d ) 與工業(yè)造型設(shè)計 ( i d ) 于一體。美國、日本、德、法等國的典型機(jī)電產(chǎn)品的造型設(shè)計中相繼摒棄傳 統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計方法，而廣泛的采用了綜合高效和具有創(chuàng)造性的a u d 技術(shù)，我 們要努力縮小典型機(jī)電產(chǎn)品內(nèi)在功能質(zhì)量與國際先進(jìn)水平差距的同時努力提高 產(chǎn)品外觀造型質(zhì)量，將其內(nèi)在的功能與外觀造型設(shè)計統(tǒng)一起來，提高產(chǎn)品的總 體綜合質(zhì)量和產(chǎn)品附加值，縮短設(shè)計周期，加速新產(chǎn)品開發(fā)研制，增強(qiáng)創(chuàng)新意 識。產(chǎn)品設(shè)計是不斷修正和優(yōu)化的設(shè)計過程，重復(fù)產(chǎn)品的概念設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計 和基于約束的變量化設(shè)計三個階段，在特征造型系統(tǒng)中表現(xiàn)為如何提高產(chǎn)品后 期設(shè)計修改的靈活性，其中產(chǎn)品模型的可編輯性和易編輯性已成為提高造型能 力和造型效率的關(guān)鍵。 傳統(tǒng)的基于歷程的特征造型系統(tǒng)在產(chǎn)品模型的可編輯性和易編輯性的技術(shù) 方面存在很多缺陷，這些缺陷涉及到特征造型的三項核心技術(shù)： 1 變量、約束的表示及提高約束變量求解的精確性和效率。 2 在重構(gòu)過程中，需保持拓?fù)湓? 點(diǎn)、邊、面) 的標(biāo)號一致性，以維護(hù)約 束集的一致性。 3 提高模型重構(gòu)的速度。 在目前的商業(yè)特征造型系統(tǒng)中，對特征的直接操作還沒有得到廣泛的應(yīng)用。 結(jié)果，重復(fù)的設(shè)計過程不僅耗時還導(dǎo)致不能實(shí)時有效的得到反饋，缺乏對設(shè)計 結(jié)果的洞察，對特征的互操作也缺少直觀性。導(dǎo)致這些結(jié)果的一部分原因是由 于當(dāng)前約束求解的速度慢，另一部分原因是由于缺乏互操作方法。本文提供了 一種對特征模型進(jìn)行直接操作方法，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計的速度，同時給用戶 提供了更加直觀的接口，能及時的將每一步設(shè)計結(jié)果反饋給用戶并給以更深層 次的洞察。這樣的一種直接操作接口的方法不僅實(shí)現(xiàn)了直接操作特征模型的優(yōu) 點(diǎn)而且還保證了一個基本的特征范例實(shí)現(xiàn)的問題，如特征參數(shù)化和特征有效性 維護(hù)。特別地，方法為實(shí)型的特征參數(shù)提供了強(qiáng)有力的各種3 d 柄，以及為所有 哈爾濱理t 大學(xué)t 學(xué)碩十學(xué)位論文 的特征操作提供的預(yù)先審查的透明體，從而提高產(chǎn)品模型的可編輯性和易編輯 性，提高產(chǎn)品后期設(shè)計修改的靈活性，使產(chǎn)品設(shè)計更符合工程技術(shù)人員的需要， 更具有商業(yè)競爭力，更具有生命力。本課題的研究具有重要的理論意義和實(shí)用 價值，屬于計算機(jī)圖形學(xué)和c a d 領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究的前沿課題。 1 1 2國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的c a d 系統(tǒng)以實(shí)體模型表示產(chǎn)品，僅包含產(chǎn)品的幾何信息，它不能為 下游領(lǐng)域如工藝規(guī)劃、力n i $ 0 造等提供信息n 3 。早在七十年代中期，人們就開始 研究從實(shí)體模型中提取數(shù)控a n t 程序所需的加工信息。源于c a d 與c a p p 集成 的研究，人們提出了特征( f e a t u r e ) 概念。特征名詞的出現(xiàn)，最早見到的文獻(xiàn)是 1 9 7 8 年麻省理工學(xué)院g o s s a r d 教授指導(dǎo)的一篇學(xué)士論文“c a d 中基于特征的 零件表示 和1 9 7 9 年的另一篇論文“軸類零件的c a d 特征描述系統(tǒng)”。1 9 7 5 至1 9 8 0 年間，劍橋大學(xué)q 中心有多位學(xué)者從事于自動特征識別的研究，該 中心的g r a y e r 于1 9 7 6 年在他的博士論文中研究了自動生成n c 程序的方法， 但其方法實(shí)際上并不是識別特征，是k y p r i a n o u 第一個提出了特征識別思想。 隨后在八十年代，有關(guān)特征識別的研究成為特征技術(shù)的研究熱點(diǎn)，大量有關(guān)特 征識別的研究成果發(fā)表出來。到8 0 年代中后期，為避免特征識別方法中存在的 困難，特別是為了使設(shè)計人員能夠以習(xí)慣使用的功能形素進(jìn)行設(shè)計，人們試圖 直接用特征進(jìn)行設(shè)計心。1 。p r a t r 和w i l s o n 首先提出了基于特征的設(shè)計( d e s i g n b yf e a t u r e s ) 的概念。自特征概念提出以后，特征技術(shù)的研究便蓬勃展開，國內(nèi) 外大量學(xué)術(shù)團(tuán)體和學(xué)者的研究工作都對特征技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用作出了貢獻(xiàn)。近 十年來，特征技術(shù)研究不斷深入并在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。 特征不僅包含了幾何信息，還包括了工程信息，加工信息，材料信息等， 這些特征信息是需要保存起來的，最常見的方法對每種信息各用若干個參數(shù)來 記錄，然后通過對參數(shù)進(jìn)行一些程序運(yùn)算以復(fù)原原有的特征，這個過程就是參 數(shù)化特征造型h 一1 ，特征造型是以特征為基本單位的造型系統(tǒng)。用參數(shù)保存信息 具有一定的靈活性，可以動態(tài)地設(shè)計特征，但是只能按照固定預(yù)先設(shè)計好的模 式來設(shè)計特征，不能完全根據(jù)需要設(shè)計復(fù)雜的產(chǎn)品。激烈的市場競爭要求產(chǎn)品 具有競爭性，競爭性來源于完美的產(chǎn)品，這就勢必要求在特征造型系統(tǒng)中模型 是完美的，因此，具有限制性的參數(shù)化特征造型就不能滿足這樣的要求了，而 需要更高級的載體來保存信息。為了解決這個局限性，人們引入了語義特征造 型伸的概念。所謂特征語義約束，就是能夠保存特征的各種信息以及這些信息之 哈爾濱理工人學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 間的關(guān)系的約束h ，。語義特征就是用語義約束來確定具有幾何拓?fù)潢P(guān)系和工程含 義的特征，能全面地反映設(shè)計者的意圖，具有完全幾何意義和工程意義。新型 的語義特征造型技術(shù)能有效地克服基于歷程樹造型系統(tǒng)的缺陷，它能使模型的 修改不再依賴于模型的歷程順序，重構(gòu)時間短，語義一致性能得到保證哺1 。 對于產(chǎn)品模型來說，最直接的設(shè)計結(jié)果便是可視的幾何模型，能被設(shè)計者 的眼睛直接看到。早期的特征造型系統(tǒng)的本質(zhì)都是基于幾何模型的產(chǎn)品設(shè)計過 程，即設(shè)計者在設(shè)計時主要考慮的就是產(chǎn)品的外觀形狀大小等，對應(yīng)的操作都 是直接對應(yīng)著幾何模型的修改，它的優(yōu)點(diǎn)是方便直觀，但其缺點(diǎn)就是因?yàn)楫a(chǎn)品 模型的幾何模型的單一性和幾何模型本身的局限性使得產(chǎn)品不能反映產(chǎn)品的高 級設(shè)計意義，設(shè)計者的意圖不能在幾何模型中得到完整的體現(xiàn)n 0 1 。如何把產(chǎn)品 的數(shù)據(jù)模型和幾何模型在產(chǎn)品模型中統(tǒng)一體現(xiàn)出來，既讓設(shè)計者的意圖得到完 整的體現(xiàn)，又讓設(shè)計者能夠直觀的看到其設(shè)計的結(jié)果，從而成為許多學(xué)者研究 的問題。于是人們提出了用基于細(xì)胞元模型的語義特征造型的思想嘗試解決這 些問題1 。 第一次明確提出細(xì)胞元這種邏輯結(jié)構(gòu)的人是p r a t t ，但是他選擇使用具有 明確體積表示的特征表示法，這樣的表示法中包含一些依賴于內(nèi)部或者外部的 子體積。這樣就產(chǎn)生了一個并不規(guī)則的零件模型。雖然，為了解決這個問題， 提出了一些方法，但是到目前為止，還沒有一個可行的實(shí)現(xiàn)方法。 g o m e s 等提出了一個更加詳細(xì)的混合表示機(jī)制，他將對于子體積的分解的 進(jìn)展階段分為等級，記錄了對于模型求解的歷史【1 2 1 。然而這種方法強(qiáng)化了細(xì)胞 之間相互依賴的關(guān)系，并且有意的使用了傳統(tǒng)的邊界的表示法，這就使得這種 方法的實(shí)現(xiàn)變得復(fù)雜且效率低下。 r o s s i g n a c 提出了一種適合特征模型的表示方法：s e l e c t i v eg e o m e t r i c c o m p l e x ( s g c ) 。這是一種細(xì)胞元的機(jī)制，它允許使用混合的維度來表示物體， 具有內(nèi)部分解的結(jié)構(gòu)。理論上講，s g c 依賴于以維細(xì)胞之間的連接，這種連接 被一個能夠指示出不同維度的細(xì)胞之間的邊界范圍的關(guān)聯(lián)圖所捕獲，并使用每 個細(xì)胞中的屬性狀態(tài)來識別哪些細(xì)胞正在被構(gòu)建到零件的點(diǎn)集中n 引。 上面所描述的s g c 的特性對人們產(chǎn)生很大的吸引力。但是直到1 9 9 5 年， 這個理論才在g n o m e s 的g e o m e t r i ce n g i n e 上有了第一次實(shí)現(xiàn)。這個系統(tǒng)的主 要目的是通過為線框造型，曲面造型和實(shí)體造型提供一種統(tǒng)一的表示機(jī)制來支 持協(xié)同操作，克服在各種c a x 系統(tǒng)中不同的產(chǎn)品生命周期活動中( 如有限元的 分析，制造可行性分析，成本估價等) 對表達(dá)方法需求的不一致性。雖然g n o m e s 僅僅實(shí)現(xiàn)了s g c 的一部分( c e l l 的維度 = 3 ) ，它確實(shí)為處理一些上述的難以解決 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 的問題提供了便利的機(jī)制，尤其是為記錄特征的交互操作。 b i d a r r ar 提出在語義特征造型系統(tǒng)中，每個部件都通過相關(guān)聯(lián)的細(xì)胞來 表示，這樣每個細(xì)胞或者完全在形狀空間之內(nèi)或者完全在其之外n 利。細(xì)胞模型 中的細(xì)胞是模型中特征的邊界區(qū)域的點(diǎn)的集合。而且，細(xì)胞分解是相交驅(qū)動的。 如：對于任何兩個相交的幾何體，有些細(xì)胞在這兩個幾何體的相交處，而有些 細(xì)胞只存在于其中一個幾何體內(nèi)。這樣，兩個細(xì)胞永遠(yuǎn)不會發(fā)生體相交。有些 情況，兩個細(xì)胞可能是鄰接的，這時用細(xì)胞模型中的拓?fù)涿孢M(jìn)行區(qū)分。這個面 可以認(rèn)為是有兩個“面 。一般來說，位于細(xì)胞模型邊界上的拓?fù)涿嬷挥幸粋€ 細(xì)胞面。每個形狀元素都是通過一系列相連的細(xì)胞面和細(xì)胞邊來表示。因此， 每個特征形狀在細(xì)胞模型中都有一個直接的，明顯的表示方法。在物主列表中， 可以存放每個細(xì)胞所屬的形狀。細(xì)胞的屬性由最后加入到細(xì)胞物主列表中的細(xì) 胞的性質(zhì)所決定。在對細(xì)胞模型進(jìn)行特征操作時，很重要的一點(diǎn)就是要更新細(xì) 胞模型，這樣在特征依賴圖中的更新信息才會反映到幾何模型中n 引。在基于歷 史的系統(tǒng)中，通過并運(yùn)算和差運(yùn)算來重構(gòu)幾何模型。而在語義特征模型系統(tǒng)中， 只通過一種運(yùn)算方法即對所有特征的形狀空間執(zhí)行細(xì)胞并操作。由于是并運(yùn)算， 所以形狀空間的處理順序與最終的細(xì)胞模型無關(guān)。由于細(xì)胞元的這一顯著的特 性，使得它在a 蛐造型中的應(yīng)用日益廣泛。 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對于產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享和協(xié)同設(shè)計的需求和應(yīng)用日益廣泛，而 輕量化的c a d 模型在數(shù)據(jù)傳輸方面存在顯著優(yōu)勢，研究針對帶有拓?fù)浜蛶缀涡?息的輕量化模型的直接編輯具有重要意義“引。國外在這方面已經(jīng)取得較大進(jìn)展， 新近出現(xiàn)在c a d 系統(tǒng)中的類似操作可見于s o l i de d g e v l 7 的直接編輯以及源于 o n es p a c ed e s i g n e r 的直覺式修改7 1 8 1 。在當(dāng)前的造型系統(tǒng)中，定義和修改特征 參數(shù)( 如決定它的位置和方向及尺寸的參數(shù)) 依然是通過在對話框中輸入?yún)?shù)來 實(shí)現(xiàn)的。然而在當(dāng)前的造型系統(tǒng)中，對造型的一個參數(shù)進(jìn)行操作( 如決定它的位 置和方向及尺寸的參數(shù)) 依然是通過在對話框中輸入?yún)?shù)來實(shí)現(xiàn)的。這種方法的 主要缺點(diǎn)是低效率的反饋，缺乏洞察力以及缺乏直觀性。因此，研究對特征的 直接操作是非常必要的。 1 2課題來源及研究內(nèi)容 本課題全稱為“語義特征模型中直接操作方法的研究”，來源于國家自然 科學(xué)基金項目“基于細(xì)胞元表示的語義特征造型系統(tǒng) ( 編號6 0 1 7 3 0 5 5 ) $ 1 “哈 爾濱理工大學(xué)計算機(jī)輔助工業(yè)造型系統(tǒng)( h u s t c a i d s ) ”的實(shí)際發(fā)展需要。本課 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 題是在二者結(jié)合的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出的，旨在提高對特征模型直接操作時的效 率和可視性，提高整個系統(tǒng)的造型能力和造型效率，并切實(shí)有效的應(yīng)用到 h u s t c a i d 系統(tǒng)中，對它做進(jìn)一步完善，改進(jìn)對模型編輯的傳統(tǒng)方法，使其更 符合工程設(shè)計人員的需要，更好地體現(xiàn)設(shè)計人員的設(shè)計意圖。本課題的研究具 有重要的理論意義和實(shí)用價值，屬于計算機(jī)圖形學(xué)和c a d 領(lǐng)域應(yīng)用基礎(chǔ)研究的 前沿課題。 本課題從理論和系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)兩個方面對基于細(xì)胞元特征模型中的直接操 作方法的改善進(jìn)行研究、設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。為了解決當(dāng)前在直接操作中約束求解的 速度低下的問題，將就如何把細(xì)胞元表示的特征模型所具有的高效的特性應(yīng)用 與直接操作的問題中進(jìn)行研究，從而提高系統(tǒng)的求解效率，已達(dá)到能夠滿足用 戶需求的互操作的效果。因此，就近年來這方面的研究，本課題大致的基本內(nèi) 容包括以下幾點(diǎn)： 1 首先為了減輕約束求解器的負(fù)擔(dān)，本文提出一種將操作局部化的方法， 從而減少了直接操作過程中約束求解器要求解的約束數(shù)量。 2 在交互階段，用戶不斷的拖拽鼠標(biāo)修改參數(shù)值的過程中約束管理機(jī)制要 不斷的利用約束求解器對各種約束進(jìn)行求解。交互約束是所有約束類型中最為 重要的一種，然而，目前的約束求解器只能對其進(jìn)行自動檢測，還不具備將不 滿足的交互約束自動調(diào)整成為滿足的交互約束的能力。因此針對這一問題，本 文提出了一種新的對交互約束進(jìn)行求解的方法，使其具備上述的能力。 3 直接操作特征的一個典型特點(diǎn)是具備直觀性，因此本文對此引入了特征 句柄的概念，使得操作過程中模型所產(chǎn)生的變化能夠在視圖中給設(shè)計者一個清 晰的反映，從而使得設(shè)計者能夠及時的觀察到參數(shù)的改變對模型造成的影響。 1 3論文結(jié)構(gòu) 全文共分六章，具體結(jié)構(gòu)安排如下： 第2 章，介紹了語義特征造型的基本理論，并在此基礎(chǔ)上，對細(xì)胞元進(jìn)行 深入的分析，解釋了為什么基于細(xì)胞元的特征造型是獨(dú)立于歷史的。 第3 章，分析了語義特征造型系統(tǒng)中直接操作的過程，以及目前存在的問 題，并針對這些問題介紹了本章要解決的問題。 第4 章，本文的重點(diǎn)章節(jié)，介紹了本文提出的操作局部化的方法，并給出 兩個局部化的算法，該方法縮小了約束求解的范圍，從而提高了系統(tǒng)執(zhí)行的效 率。 哈爾濱理t 大學(xué)工學(xué)碩一l 學(xué)位論文 第5 章，本文的重點(diǎn)章節(jié)，直接操作特征參數(shù)的過程中參數(shù)的改變可能會 導(dǎo)致與其他特征產(chǎn)生沖突，本章提出了一種交互約束求解器，它建立在特征參 數(shù)空間的基礎(chǔ)上，利用了蒙特卡羅取樣技術(shù)，提高了自動調(diào)整交互約束使其滿 足條件的效率。 第6 章，為增強(qiáng)直接操作的直觀性，引入了特征句柄的概念，并介紹了這 些句柄在直接操作過程中的應(yīng)用。 哈爾濱理t 大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章語義特征造型理論及h u s t - c a i d 系統(tǒng) 2 1特征的定義與分類 國內(nèi)外許多專家和學(xué)者對特征技術(shù)進(jìn)行了研究，分別從不同的角度對特征 進(jìn)行了定義。p r a t t & w i l s o n 的定義：特征是一個零件的表面上有意義的區(qū) 域，共分為六類特征：通道特征，凹陷特征，凸起特征，過渡特征，域特征， 變形特征。這種特征的定義與分類方法，后來被s t e p 標(biāo)準(zhǔn)采用，它主要基于 形狀特征分類n 引。 特征的數(shù)量巨大，任何系統(tǒng)都不可能支持所有的應(yīng)用領(lǐng)域的所有特征。在 討論特征造型時，有必要對特征進(jìn)行分類。如果將特征分為許多特征族并統(tǒng)一 特征的屬性，那么，就可將系統(tǒng)設(shè)計成支持每個特征族，而不是支持每個特征 的特定實(shí)現(xiàn)方法。其次，特征分類還可能產(chǎn)生一些共同的特征造型術(shù)語。再次， 特征分類還有助于研制數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。從總體上看，特征可分應(yīng)用特征和通用 特征兩大類。 1 通用特征下面首先給出幾個有關(guān)特征分類的定義。 定義1 ：類特征( g e n e r i cf e a t u r e ) 從機(jī)械產(chǎn)品的幾何形狀抽象出來的一般 性特征。 定義2 ：基本形狀特征( b a s ef o r mf e a t u r e ) 是表達(dá)一個零件總體形狀的類 特征。 定義3 ：附加形狀特征( a d d i t i o n a lf o r mf e a t u r e ) 附加形狀特征是對零件局 部形狀進(jìn)行修改的特征。 通用特征就是定義的類特征，它是由基本形狀特征和附加形狀特征組成， 而基本形狀特征與附加形狀特征又可進(jìn)一步細(xì)分為許多子類，形成一個特征分 類的樹形結(jié)構(gòu)乜叫?；拘螤钐卣骺梢詥为?dú)存在，即基本形狀特征可不與其他特 征發(fā)生聯(lián)系，而附加形狀特征不能單獨(dú)存在，它必須與基本形狀特征或其它附 加形狀特征發(fā)生聯(lián)系，對它們進(jìn)行修改。一個零件可以由一個基本形狀特征和 若干個附加形狀特征來描述。 2 應(yīng)用特征應(yīng)用特征是指工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中所遇到的各種特征，這些特征 有的仍以前敘述的通用特征為基礎(chǔ)。在機(jī)械產(chǎn)品加工與裝配領(lǐng)域中，特征具有 幾何形狀和功能語義的雙重含義，但主要強(qiáng)調(diào)的是特征的功能語義。從特征功 哈爾濱理工大學(xué)丁學(xué)碩十學(xué)位論文 能語義上看，特征可分為與零件模型相關(guān)的形狀特征、精度特征、材料特征、 裝配特征、技術(shù)特征、有限元特征和附屬特征等。形狀特征反映零件的全部幾 何信息和構(gòu)造形體的高層信息；精度特征即幾何尺寸所容許的加工偏差，包括 尺寸公差、形位公差以及粗糙度等信息；材料特征反映的是材料成分、性能和 狀態(tài)這樣的非幾何形狀信息( 其中主要包括材料屬性規(guī)格、材料處理和表面處 理等) ；技術(shù)特征反映零件在性能分析時所使用的信息，如功能參數(shù)、操作規(guī)程、 技術(shù)條件等；裝配特征是零件在裝配時所使用的信息；附屬特征反映的是與上 述描述特征無關(guān)的其它信息，如標(biāo)題欄、明細(xì)表等。從c a d c a m 集成角度去 考慮，與零件模型相關(guān)的形狀特征、精度特征和材料特征基本上包含了零件產(chǎn) 品設(shè)計和制造活動中所需的全部信息。在這三種特征中，形狀特征又是精度特 征和材料特征的載體，后兩者既可作為獨(dú)立信息模塊單獨(dú)存在，又可直接作為 產(chǎn)品的內(nèi)部屬性附加于形狀特征之上，從而構(gòu)成完整的產(chǎn)品模型。在實(shí)現(xiàn)時， 只需要在描述產(chǎn)品的通用特征的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中增加相應(yīng)的域即可。因此，特征分 類樹如圖2 1 所示。 圖2 - 1h u s t - c a i d 特征分類 f i g 2 1h u s t - c a i d f e a t u r ec l a s s i f i c a t i o n 哈爾濱理t 大學(xué)t 學(xué)碩十學(xué)位論文 2 2 語義特征造型 特征造型是目前產(chǎn)品造型中的主要方法之一，而語義特征造型與當(dāng)前許多 造型方法相比，它是一種可以聲明的造型方法，即借助于約束乜1 1 來聲明特征屬 性。這些特征屬性構(gòu)成了特征的語義。 1 特征的參數(shù)化形狀由特征形狀的元素、參數(shù)和屬性構(gòu)成。 2 特征的有效性條件由各種約束，即代數(shù)約束、尺寸約束、語義約束、 相互作用約束組成。 3 用戶輸入數(shù)據(jù)的接口由幾何約束、依附約束組成，它們用來確定該特 征的方向和位置。 這種可以聲明的造型方法其主要優(yōu)點(diǎn)是可以自由指定約束類型，因而可以 提高模型的可編輯性和易編輯性乜引。同時在整個造型過程中語義特征造型系統(tǒng) 有能力維護(hù)特征模型中特征的語義信息，即所有的特征都符合在特征類中定義 的語義，不允許對其任意修改，以確保真正體現(xiàn)設(shè)計者的設(shè)計意圖，提高模型 的可維護(hù)性心 。 語義特征造型系統(tǒng)有兩個重要的屬性：特征語義的定義( 即描述) 和模型的維 護(hù)，它們可以很好地分別進(jìn)行處理：既能詳細(xì)描述特征語義，又能有效地維護(hù) 造型過程的整個語義。這兩個重要屬性決定了語義特征模型的二級結(jié)構(gòu)：模型 實(shí)體和細(xì)胞模型實(shí)體。模型實(shí)體是經(jīng)模型操作創(chuàng)造的實(shí)體，被保存在第一級結(jié) 構(gòu)即特征依賴圖中，通過特征依賴關(guān)系存儲所有的特征實(shí)例和約束實(shí)例。特征 依賴圖是語義特征造型中模型管理器核心，它提供了特征模型的高層結(jié)構(gòu)，并 以一種結(jié)構(gòu)化的方式包含了模型操作的所有實(shí)體和信息。第二級結(jié)構(gòu)是用細(xì)胞 模型表示重構(gòu)的特征幾何模型，細(xì)胞模型是通過一系列相連的細(xì)胞集來表示整 個零件，這兩個重要屬性可以清楚的區(qū)分模型實(shí)體及重構(gòu)幾何模型的細(xì)胞模型 實(shí)體。 2 2 1特征依賴圖 在特征造型系統(tǒng)，存在特征參數(shù)約束、幾何元素約束和語義約束，他們都 可能涉及到拓?fù)湓? 如面、邊和點(diǎn)) 的引用幢4 2 5 1o 拓?fù)湓匾迷诋a(chǎn)品的設(shè)計過 程中必須保持有效性和一致性，這要求產(chǎn)品模型中特征之間必須建立明確的依 賴關(guān)系。如圖2 2 所示，當(dāng)基體b a s e 的高度增加時，即通孔特征t h r o u g hh o l e 所依賴的面f 1 重新調(diào)整，則t h r o u g hh o l e 特征也需隨面f 1 重新定位。因此特征 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩十學(xué)位論文 依賴關(guān)系是一個動態(tài)關(guān)系，隨著所依賴拓?fù)湓馗淖兌淖?。為此，需要特?依賴圖( f d g ) 來記錄特征間依賴關(guān)系。特征依賴圖包含了模型中所有的特征實(shí) 例，每個實(shí)例都有相應(yīng)的形狀信息、參數(shù)值和約束關(guān)系，這些實(shí)例是通過特征 間的依賴關(guān)系來彼此相連的，所以特征依賴圖是模型中所有實(shí)體關(guān)系的有向圖， 圖中的每一條邊都代表一種依存關(guān)系，并且指向被依賴的實(shí)例。特征依賴圖用 結(jié)構(gòu)化的方式含蓋了所有的實(shí)體和模型操作所需的信息和所有的模型操作。 t h r o 圖2 - 2 特征之間的依賴關(guān)系 f i g 2 - 2d e p e n d e n c er e l a t i o n sa m o n gt h ef e a t u r e s 所有的模型操作是在這一級中事先完成的。我們可以隨時查詢出圖中每個 實(shí)體的當(dāng)前參數(shù)值和依存關(guān)系，圖中的信息供創(chuàng)建及維護(hù)細(xì)胞模型使用。特征 依賴圖為特征模型進(jìn)行高層次結(jié)構(gòu)上描述，是一個非循環(huán)的直接有向圖，它記 錄特征的父特征、子特征及其約束關(guān)系。其中結(jié)點(diǎn)為特征，邊為約束關(guān)系。對 每一個特征來說，其父特征、子特征可能存在多個、一個或空的情形，圖2 。3 為圖2 2 的特征依賴圖。特征依賴圖反映了整個產(chǎn)品模型特征生成的優(yōu)先順序， 為基于約束的特征非線性修改和在用戶級上特征編輯、特征語義解釋與歷程無 關(guān)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 圖2 - 3 特征依賴圖 f i g 2 - 3f e a t u r ed e p e n d e n c eg r a p h 2 2 2細(xì)胞元模型 在語義特征造型系統(tǒng)中，每個部件都通過相關(guān)聯(lián)的細(xì)胞來表示，這樣每個 1 0 咭爾濱理工大學(xué)工學(xué)硬士學(xué)位論文 部件或者完全在形狀空間之內(nèi)或者完全在其之外。細(xì)胞模型中的細(xì)胞是模型中 特征的邊界區(qū)域的點(diǎn)的集合。 細(xì)胞分解是相交驅(qū)動的。如對于任何兩個相交的幾何體，有些細(xì)胞在這兩 個幾何體的相交處，而有些細(xì)胞只存在于其中一個幾何體內(nèi)，這樣兩個細(xì)胞永 遠(yuǎn)不會發(fā)生體相交。 有些情況兩個細(xì)胞可能是鄰接的，這時用細(xì)胞模型中的拓?fù)涿孢M(jìn)行區(qū)分， 這個面可以認(rèn)為是有兩個“面”。一般來說，位于細(xì)胞模型邊界上的拓?fù)涿嬷挥?一個細(xì)胞面，每個形狀元素都是通過一系列相連的細(xì)胞面和細(xì)胞邊來表示。因 此每個特征形狀在細(xì)胞模型中都有一個直接的、明顯的表示方法，在物主列表 中，可以存放每個細(xì)胞所屬的形狀。細(xì)胞的屬性由最后加入到細(xì)胞物主列表中 的細(xì)胞的性質(zhì)所決定，如圖2 - 4 所示。 i - b a s e b l o c k ：- b a s b a s e b e b l o c l o c k t h ”r u 啦h o l e5 b 器e b 7 - b a s c b l o c l t h r u h o l e ，t h n l s l o t 圖2 _ 4 帶有物主列表的細(xì)胞模型 f i g2 _ 4 c e l l m o d e l s w i t h t h eo w n l i s t 2 - b a s eb ks t e p i 4 - b 曲i o c ks t e p 3 6 h a s e b i o c kt h r u h o l e 8 - b a s e b l o c k b l i n d s l o t 一個細(xì)胞還包含它的體積是否表示了原料的信息，也就是說細(xì)胞具有正的 屬性還是負(fù)的屬性，一個細(xì)胞面還包含該細(xì)胞面是否表示了特征模型的邊界的 信息，也就是是不是原料在一邊而非原料在另一邊的情況。 細(xì)胞模型中的信息可以用來檢查兩個特征之間是否發(fā)生了交疊，因此可以 用檢測交互約束。 表2 - 1 提供一組訪問細(xì)胞模型中數(shù)據(jù)的方法主要有兩種信息：一種是拓 撲信息即與細(xì)胞模型實(shí)體相關(guān)的結(jié)構(gòu)鄰接信息：一種是基于屬性的即與不同實(shí) 體相關(guān)的數(shù)據(jù)。 哈爾濱理下大學(xué)t 學(xué)碩十學(xué)位論文 表2 - 1 訪問細(xì)胞模型中實(shí)體的基本方法 t a b l e2 - 1b a s i cm e t h o do fv i s i t i n gc e l lm o d e l s 細(xì)胞模型( c m ) c m c e l l s 返回細(xì)胞模型中的所有細(xì)胞集合 c r f l c e l l f a c e s 返回細(xì)胞模型中的所有細(xì)胞面集合 c m c e l l e d g e s 返同細(xì)胞模型中的所有細(xì)胞邊集合 細(xì)胞( c ) c b o u n d a r y 返回構(gòu)成體細(xì)胞邊界的所有細(xì)胞面 c o w n e r l i s t 返回一個體細(xì)胞所屬的形狀列表 c n a t u r e返回一個體細(xì)胞的性質(zhì) 細(xì)胞面( c o e 1 c e l l 返回細(xì)胞面所屬的細(xì)胞 c l o w n e r l i s t 返回細(xì)胞面所屬的形狀元素 c l b o u n d a r y 返回構(gòu)成細(xì)胞面的細(xì)胞邊的集合 細(xì)胞邊( c e ) c e o w e m l i s t 返回細(xì)胞邊所屬的形狀元素 2 2 3特征依賴圖的維護(hù) 維護(hù)特征模型的過程就是根據(jù)每個模型操作來更新模型砼引。這個過程在 兩個層次上都要進(jìn)行：首先，修改和分析特征依賴圖，其次，更新和修改細(xì)胞 元模型。這部分介紹特征依賴圖的維護(hù)。 造型操作可以分為兩類：特征操作和約束操作。特征操作包括以下幾種： 1 添加特征該操作產(chǎn)生一個新的特征類，設(shè)計者要為這個新的特征類輸 入一系列的初始化參數(shù)。同時，這個類中所有的約束成員也會根據(jù)用戶提供的 參數(shù)做相應(yīng)的初始化。 2 編輯特征該操作允許更新特征的任何接口參數(shù)。 3 移除特征該操作移除模型中的一個特征以及與該特征相關(guān)的所有約 束。 約束操作與特征操作類似，即向模型中添加約束條件、修改約束條件、刪 除約束條件等操作晗 。對現(xiàn)存的特征模型進(jìn)行約束操作可分為： 1 先檢查是否存在過約束或欠約束現(xiàn)象，若發(fā)生過約束，則應(yīng)減少多余的 約束條件解決約束沖突，若發(fā)生欠約束，則應(yīng)增加約束條件以唯一確定模型中 哈爾濱理t 大學(xué)t 學(xué)碩j ：學(xué)位論文 的特征。例如：若指定約束條件為圓柱體的軸線與長方體的中心軸線距離d 為 5 c m ，圓柱體的高度和槽的深度相同，如圖2 5 所示，若經(jīng)過約束添加操作指定 圓柱體的軸線與槽右手面相距5 c m ，則發(fā)生過約束。 2 由于約束條件有多種類型，改變某種類型的約束條件可能會影響其他類 型的約束條件。例如改變特征的工程約束條件可能會影響到幾何約束條件，加 工一個金屬零件時，若金屬層較厚，則切削力較大，所需的加緊力也大，因而 零件會產(chǎn)生較大的彈性變形和熱變形，即零件的幾何形狀由于壓力，溫度等工 程條件而改變。如果發(fā)生這種情況，則應(yīng)該找出所有與之相關(guān)的約束條件經(jīng)約 束修改操作重新限定約束條件或在零件加工的后期階段消除變形以保證加工質(zhì) 量。 3 檢查已創(chuàng)建的特征模型是否符合新給定的約束條件，若不符合則作進(jìn)一 步處理。 亞 腳 圖2 - 5 約束添加操作后驗(yàn)證特種模型的有效性 f i g 2 - 5v a l i d a t i n gt h em o d e la f t e ra d d i n gc o n s t r a i n t s 2 2 4細(xì)胞元模型的維護(hù) 一個造型操作的另一個步驟是更新細(xì)胞元模型，從而將特征依賴圖中發(fā)生 的變化反映到幾何模型中。對于每一個造型操作，這個步驟的執(zhí)行都包括兩個 階段：第一個階段是對細(xì)胞元模型的增量式的重新計算；第二階段是根據(jù)存儲 在細(xì)胞實(shí)體中的特征信息以及當(dāng)前特征之間的依賴關(guān)系來解釋細(xì)胞元模型。 在基于歷史的操作系統(tǒng)中，使用兩個不相關(guān)的集合操作( 并和差) 來計算幾何 模型。而在語義特征造型系統(tǒng)方法中僅僅用一種集合操作一并，來計算細(xì)胞元 模型：通過對所有特征中的外形域執(zhí)行非規(guī)則的細(xì)胞并操作來完成。因?yàn)閮H僅 使用并操作，所以對外形域處理的順序與最終的細(xì)胞模型沒有關(guān)系幢引。通過每 哈爾濱理工大學(xué)下學(xué)碩一 ：學(xué)位論文 個外形域和目前產(chǎn)生的其他的細(xì)胞之間的非規(guī)則的細(xì)胞元操作來對前面所述的 細(xì)胞分解進(jìn)行計算，在這個過程中，關(guān)鍵的是能夠?yàn)槊總€細(xì)胞和細(xì)胞面產(chǎn)生正 確的物主列表，從而使得每個實(shí)體能夠準(zhǔn)確的知道自己所屬的外形域或者形狀 面。 圖2 - 6 給出了一個不規(guī)則細(xì)胞元并操作的例子，該操作是在一個長方形的 槽插入到只包含一個基體的時候發(fā)生的。圖2 - 6a ) 所示的是細(xì)胞元并操作之前的 細(xì)胞的物主列表。操作執(zhí)行之后，基體的細(xì)胞被分解成為兩個細(xì)胞，其中一個 與槽特征所共享，如圖2 - 6b ) 所示。當(dāng)這些細(xì)胞面發(fā)生分裂的時候，每個細(xì)胞面 的物主列表也發(fā)生了變化。 s l o t t o p a ) 分解前b ) 分解后 a ) f o r e - d e c o m p o s i n gb ) p o s t d e c o m p o s i n g 圖2 _ 6 細(xì)胞元并操作導(dǎo)致物主列表的變化 f i g 2 - 6a d do p e r a t i o no fc e l ll e a d i n gt oc h 柚g e so ft h eo w n e rl i s t 根據(jù)特定的特征操作，對細(xì)胞元模型的計算的概況如下： 1 添加特征實(shí)例一個新特征的外形域加入到當(dāng)前的細(xì)胞模型中。為此， 執(zhí)行了非規(guī)則的細(xì)胞元并操作，對細(xì)胞元進(jìn)行分解計算，同時更新改變后所影 響的細(xì)胞和細(xì)胞面的物主列表。 2 移除特征實(shí)例此過程分為3 步：首先將所有與該特征相關(guān)的特征從物 主列表中刪除；然后將物主列表為空的細(xì)胞從細(xì)胞模型中刪除；最后將具有相 同物主列表的鄰接細(xì)胞和細(xì)胞面合并。 3 編輯特征實(shí)例在這種情況下只需考慮被模型操作修改的特征以及所有 與之相關(guān)的特征。首先將該特征從細(xì)胞模型中移出，然后再帶入新的參數(shù)將其 哈爾濱理工大學(xué)t 學(xué)碩十學(xué)位論文 重新添加到細(xì)胞模型中。 2 2 5細(xì)胞元獨(dú)立于歷史順序的解釋 對細(xì)胞模型的解釋就是要決定表示細(xì)胞的點(diǎn)集是否屬于這個特征即決定細(xì) 胞的性質(zhì)曙乳2 引。在此，需要考慮到特征的順序關(guān)系。 1 決定細(xì)胞的性質(zhì)基于優(yōu)先準(zhǔn)則可以為模型中的所有特征定義一個整體 順序，通過這些序號可以將每個細(xì)胞的物主列表排序，細(xì)胞的性質(zhì)取決于物主 列表中最后一個特征的性質(zhì)。設(shè)一個細(xì)胞的物主列表中有一個元素，細(xì)胞的性 質(zhì)由第n 個元素唯一決定，可以得出如下屬性： ( 1 ) 一個細(xì)胞的性質(zhì)是獨(dú)立于物主列表中不存在的特征的。 ( 2 ) 如果第刀個元素不變，對前，l 一1 個元素進(jìn)行重新排列時，細(xì)胞的性質(zhì)不 變。 從上述兩個屬性可以看出，一般情況下，對一個細(xì)胞而言，雖然物主列表 中特征序列號不同，但這個細(xì)胞的性質(zhì)可能相同。 2 優(yōu)先準(zhǔn)則在進(jìn)行模型操作時，有些特征會因此發(fā)生變化，所以特征的 序列號是動態(tài)的，根據(jù)模型操作的執(zhí)行而改變。由上述屬性2 可知，在任何一 個時刻對特征模型結(jié)構(gòu)的解釋，特征原始創(chuàng)建的順序不起決定作用，相反，特 征間真正的依存關(guān)系才是決定特征序列號的關(guān)鍵因素。所以，特征依賴圖中特 征間的動態(tài)依賴關(guān)系始終都要反映到現(xiàn)有的特征造型中，從中可以得出兩個準(zhǔn) 則： ( 1 ) 特征依賴圖中的每個邊都體現(xiàn)了特征間的順序關(guān)系，如果特征尼依賴 于特征肛，則f l 的序號先于廖。 ( 2 ) 對于性質(zhì)不同的兩個獨(dú)立的特征口和廖，如果對特征口進(jìn)行模型操作 后兩特征相交，則口的序號先于廖。 由以上兩個準(zhǔn)則，無論是有依存關(guān)系的特征，還是可能發(fā)生相交的兩個獨(dú) 立特征，都可以確定他們的順序關(guān)系。這樣，模型中特征的整體順序就可以確 定下來。以上只給出了部分特征的順序關(guān)系，由此，還可以通過集合運(yùn)算進(jìn)行 進(jìn)一步推廣：設(shè)集合s 中有三個元素：z ，y ，z 。 ( 1 ) 傳遞性如果x 優(yōu)先于y ，y 優(yōu)先于z ，則z 優(yōu)先于z 。 ( 2 ) 對稱性如果z 優(yōu)先于) ，則) ，不優(yōu)先于x 。 ( 3 ) 自反性x 不優(yōu)先于x 。 準(zhǔn)則1 中的依存關(guān)系可以從特征依賴圖中得出，這樣可以解決一部分特征 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩l 學(xué)位論文 次序關(guān)系問題。準(zhǔn)則2 指出性質(zhì)不同的兩個獨(dú)立的特征經(jīng)模型操作后相交時可 確定它們的順序關(guān)系。 2 3h u s t - c a i