中性文件step格式消冗算法程序的实现.pdf

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编号:20181110221238546169    类型:共享资源    大小:165.99KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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中性文件STEP格式消冗算法程序的实现 STEP文件 格式的 文件格式
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.4· 设计与研究 祝旃2009年第10期总第36卷 中性文件STEP格式消冗 算法程序的实现 i身}大冰,蔡勇 (西南科技大学制造学院,四川绵阳621010) 情要:在STEP文件中,实体的几何信息描述是从几何^开姑的。通过对诸多STEP文件分析归纳发现,每获取同一个 笛卡尔点要素或方向要素时,STEP文件毒会对诘要素进行一次重复定义。且出现编差值。几俺实体越复杂,苗卡尔点 要素和方向要素的基数就越大,因而出现的偏差值就越,,出现冗余。基于残小文件大小、提高点精度的想珐,提出了 滴冗算法。 关键词:STLE;消冗;中性文件 中图分类号:TP391 文献栝jf!码:A 文章编号:1006—0316(2009)10—0004—03 The STEP neutraI file formats eliminate redundant of algorithm to achieve XIE Da-bing,CAI Yong (School of Manufacturing Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology.Miaayang 621010.China) AbstracI:In the file ofSTEL,geometrical information begin with geometrical point,Through the analysis ofseveral STEL file, as we know,we get the Elements of Cartesian points or direction every time,the file have to repeat their definition,and come out amount ofdeviation.So the more complex the geometrical entity is,the bigger the base ofthe elements ofCartesian points and direction is.and more amount of deviation came out.Based Oil tke reduced file size and improve the accuracy of the i(1ea of points,in this paper we take about eliminate redundant algorithm. Key words:STLE;eliminate redundant algorithm;neutral file STEPtl]是产品模型数据交换标准,正式名称为 IS010303 Product Data Representation and Exchange (产品数据表达与交换。旨在提供一个可以共享和 交换整个产品.}吉j期的相关信息的接El,用来交换从 形状数据到构成管理、运作管理的数据和程序。所 以模型在不同系统的转化大多借助STEL中性文件 作为过渡,那么实现STEL中性文件格式的消冗、 减小文件大小、提高运算速度显的很重要【2J。 1 STEP格式消冗理论 对STEP文件进行分析总结bT得出,组成实体 最基层的两个要素是笛卡尔点要素和方向要素㈣。 笛卡尔点应用在点要素、线要素、轴2定位3D要 素三个方面。方向要素应用在矢量要素和轴定位3D 要素两个方面。由此可推出以下汁算方程式: Nc2Nn+N L+N^ (11 No=‰+2N。 (2) 式中:Nc为笛卡尔点的个数;%为方向的个数;Ⅳ珂 为点的个数;N咻为矢量的个数;M为线的条数; 以为轴2定位3D的个数。 该方法针对规则形体提出,经过验证,此计算 方法有效。 从长方体sTEP中性文件中提取部分内容的定 义如表1所示。 从表I可看出,针对同一个参数值,STEP中性 文件有重复定义的现象,如槲5、#60、#72、#106、 收稿日期:2009—06—22 基金项目:国家自然科学基金项目(10576027) 作者简介:谢大冰(1984一)’男.河南洛阳人,硕士研究生.主要研充方向为计算机辅助设汁与制造。 万方数据 柳捞2009年第10期总第36卷 设计与研究 ·5- 撑114、撑117,同时也会出现一些不同程度的杂点如 #49、#67、#1 12等。原因在于取用方每次获取同一 个点时,STEP文件都会对其进行再一次的定义,且 在定义的过程中出现细微的定义偏差。假如定义方 只定义一次,取用方只对定义方进行重复取用,则 能有效的避免杂点的出现,提高取值质量,减少笛 卡尔点要素和方向要素的描述个数,从而达到减小 文件大小的目的。 基于上述思路将式(1)和式(2)进行改进, 得到下述笛卡尔点要素和方向要素的汁算方程式: Nc=Nci+2NcY+2N sP+2Nco+、 ‘3) N D=N vR+4NcY+4N sP+4Nco t 4、 式中:Ⅳ卵为球的个数;Nc,为圆柱的个数;N。。为 改进后的方向个数;N。。为凼锥的个数;以’为改 进后的笛卡尔点个数。 图形包含的相同形体越多,相同要素去掉得越 多,消冗效果越明显。式(3)和式(4)针对规则 冈形的一般情况,即实体的中心点彳;在原点时该要 素改进后的的最大数量值。 将上述长方体的STEP中性文件通过式(3)和 式(4)计算整理,得到如表2所示描述。 由此可见,改进前引用部分有53条实体描述, 其中笛卡尔点要素27个,方向要素9个;改进后仅 有14条,其中笛卡尔点要素9个,方向要素5个。 表1长方体STEP文件部分原始信息 CARTESIAN POINT: DIRECTl0N: 树5=c』Ⅶ:rEsL气N Pc心r兀NONE:120』MXJI)【x巧【n10(i0(WXXXKI(X)0.0(腿KI】(】【Ix耵11: 水伊D小j蔓’11UNINONE,(】盟46467t/,)7E_016.0 0[000c哪0000,一l 0[00000[町00)): 槲MAIHEsL蝌Pon'qT('NONE',(20(Hnll(1f1(1(L1000fwwJ300(wq02000(1f¨啪【】o)1: #62=-DIR唧0N(.NONE(000000)0∞00000【).1 0(1【lf)『)【)【Wm.0(】(】0f)l】0[)【)f耵00)k 拍8《A盯EsIAN POINT('NONE',(600000000删0(XX)000(X)4加,-2000000000)); 拍7=DmECllONgNONE',/.】0(KJ(XXW](XW_】0fW)0,1 020046799叫16,000(删“Ioll: If581CAmBIAN POINT(NONE',(600000000000 l ol】0|)0000000嘎0肛100∞0000怅 #70-DI砒:C110N('NONlE',(0(JO(X】【I【KXIWXI(XK),(](从10(XIHIII*n—1.00(XXl0(IX脚m惭喊A邮IAN POINTCNONE',(20000C000500J0 0[10【删X](100D∞㈣M】【)f111 舯1-DrRE(11()N('NONFJl[X,WX](I(WXWXWWi(n()00(WXXXWWWWXn『1(IIInXII“x1)):塥I《Al嬲【AN F'OINT('NONE',(加000(]000000,000州“X“m.000(,1J【J【H】o【J11: 胛8:DIRE【110N('NONE,(1 5254327呻E_016,0.204646709E-016,-I.000(X1000()o¨: 粕9毛A盯EsIAN PoIN“NON酬20【lcJ【JL—xnII^0【J(1【IIxIIIIIIJ’一20I)【l幔xJX劬1k #79-DIf{上【j兀ON(刊ONE',(00ffJ(㈣,I(】lXXJ000000000000000000000lk 胛H1ARrEs【AN POINT('NONE',(20 0[I(Hl【)[)l】(耵,10瑚I](1(HK嘶0.000I:10I】0(|(100)), #84=DIRECIIONI('NONE'(000000000000000,1.000000000(YxID024蜥7Eml6lk 椭憾ARrEsIAN POlNT('NONE',(200000000(300.0.㈣.-20.00000000)); 姻0=D瓜ECllONOqO忸,/0(幻(1IxlIIInn一1“lHnxHII耵.0000(XXKXXI(XX))); 婀6:CA刚BI^N PoINT('NONE',(600000000330.J oJ]0【)『:㈣)0n一2000000000)); #99=DIREC邢ONfN()N尉lⅢXXX,WH麒W3(JO,0.【x】【XJ()lX)00(WK.WD,0【Jf.WJ(W](WWW肼x】)); 船8《ARTESIAN P0仆rrr卜】0NFJ60Ⅱ““I舢D舢“x“IKm.0“IWWI(WWI(W))); #l(H=f】l趾堋ON(_N()N已』1 CW](W.WJ(W“W)00,0(1[】0[n“J【】(】【10【邶∞f10删)00)): 盼2=G吣(rEslAN POn、JT('NONF,(砷000(X)(X](XD,IO.00000(3IX)000.o.oeooo(o)o)); #108=DmEclloNfNONE,(0000000000000.-1.(X)0(X)00000000n000。00。00000IX 婀4气■且丁ESIAN POINT('NONE',1600000000000.10.00()【)(E00000.0.000000(E00ll #112=Dl砌:C110N(N呷』1舰5468787E_016,05251599E.0160.J 0【眦I【)【XXXj0)k#101=CAl硼IAN Po【Nr(N()NF』20眦00(】()0(啪'0000(“nXY】【10,000000fNl00)); 堋15=DIRECTION('NONF.卜l J'WWIOOf)fX)0(W3,0364327991咖16,0(1【l【f10fI“IIIJ)l: #103《AKrEsIAN POⅡxq'('NONE',(60肼】l】【】【x】0(1[x1.0.00(】0(JCOIW](J(K).0【II肌II瑚m 群116=DIJu;(mONCNONE’』0.0(,w..WKWIJO(I(J(W),0.O(0)(WW.WDg(J(W)CW),-1.“_IIJ【1【XXX】0)k#106=(A嗍IAN F'OINT('NO/,aYX2000呻000000 10瑚0∞00000,0加000000()o)k #121=DIREcll()N(_NONE,(00000【】00【】0嘎】00(HXX××XXXXX)000 l 0D删0000“:群1I喊Al硼IAN POINTCNONEX加瑚00000200.10.000001X)000,-20.00000000)); #122=DIRECTlONfNONF』.1 00呻0000000D000000000000000000000000000)k#114《A唧L~N POINTCNONE'’(20“mXXl000,10(mWXXl000,000001TIMXE)地 #132_DIRECmON('NON尉282547879E-016,098543290啪16,.1 00f】l】0I】00(】(】0J1; 舟11MA耵BlAN POINT(■IONFX20.00㈣,1000㈣,00呻fVXX)『)fX】)); #135=D爪F(’丌ON(_NONE’』0矾IXxI耵0(1【l【)03.0(】【xxxxxxxIIIx】'1.(XXXWXW)0(0LW))); #131气1A脏SIAN POINT(NONE',(20瑚00000000,1n000000000n一20∞000000)l #139=DIRECTION('NONE',(0,㈣,0,42732799】E.oInl 0000删”; #133=CAⅪESL^N POlNTCNONE',(600000000(1[)0.10(删M】(1【X)90,00eO(WXWNX)0)); #140=DIR唧ON…ONE,(O.0(0Xi0(X)()【XW)QO,一IⅡXUl【)0(10【】【)[I.0(xxl【)Ixl【)lxHX^忱#144=CA嬲LAN POrNT('NONE',(20lXl0(W)002(1【),1000000(,WXl(】0,-20(_埘HI劬)): #142=D小唧ON(N0十岖‘』.I.(W,,WYJ(W】fXWW3(1J,(J(“nxI姗TII】(I』lflI】fNHnIxxx))k样150=(1A丽LAN p0INT('NONF』60瑚(】(】0【耵00n10.0(0)00(0)0(]0,-2006000000)k #I盯=D】RECll嘲NoNE』l 0000000000000’o(】o(1f删删】00q0脚盯Il【I】000)); #15l=CARrEs【AN POe,'TCNoNP脚000000I】【l(】【】.n啊舢舢Km20(】0讲肼啪0”: 糍2-f)IRE(110N州ONE,(1()【】(“】(】(舢脚’000000000(X)0000“)0000000000】); #184《ARⅡS【AN POINT(NONE,(0.00(O'.00(】(i(YJO,0.(】(哪l【)【xJ(】(J0.0.()0(XWXXWXX))); z233=DIRECTION(“NONE'如0(]0(Ⅲ0(E(E(i00,0f】0【)Ol瑚(删xmlm【】【x)l“】【】【I幻));#1鹤=(认册【AN POINT('NONF2,(20.tl(1【UXK)2【n10(J00000000n-2.00000e000)); go_.34=DIRECnON(NOⅧ,(0000【]00000000nD伽㈣xx】【】I删nl“)【l【J【l【J【l【删K)0】k #23旺ARrEsIAN F'OINT(删日2.00000[0000l,000(0XWWXI(W)f)“H肼J00(10)k,0 表2 STEP文件处理结果 CARTESIAN—POINT: DIRECTION: #45=CARTESIAN POINT('NONff,(20.(300()【】00000,100000【蝴耵_ooocoocoau】【】『】)); #49-DIRECllON('NONE',(0000000(】0㈣0(X)C(W)0(X)0000.-l瑚000【】00fXn瑚)k #47=《ARTES[AN POINT('NONE,(20.(Xi0(000000,1000()0(1[1I】(1()0,20埘啪0(1㈣“; #62=DIREC310N('NON蹦0(WX3啪0ff)(Wi00,-](m000DIIxl【lI^0加。(】【)。00。c00000)1: 撑48=CAI(rESlAN Po矾T(.NONE』60瑚0【】咖【)0‘l口L0删XUxl0()000-2000。0㈣k 栅=D喂ECTlONr卜J0nJF』.1 000(】呻0呻哪.n∞00【Ix硼)0(n 0Ⅱ舢HI)0【IX加0)k嬲8=∞册LAN—P0肘W籼』砸0000嗍10删舢瑚0'0瑚00眦㈣】); #71=DIRECT]ON('NONE',(1.000000∞000仉o 00I)0000∞00∞n000000。0000ln)om 粕1-CAK]Y三s[AN P(卧m1N研啦』20【10【XX】000呻000000㈣D舢Hl【Ⅺ00000)); #112=D眦佣ONCNONE'舯0啪00(X300000,0()0∞000(啪0(nl 00000000呻00嘞X 静眦^耵EsI^N PoMrNO陋』2n00[㈣.0(10[哪∞000卧200)00删m 撑喊A吣nN Po删(】NF』6n00000000吡100000000000r2000000000㈣k #88==cAKIESI,tdq P(心rn刈m旧(∞∞∞000000n0000l】0∞0【lU’IJI“J【l。啪0(1【J呻)1; #184.=CARTESIAN POINT0qONE,(0.C00懈100C00,0.00000∞000n0.000000(X)0啪)); 万方数据 ·6· 设计与研究 祝材2009年第10期总第36卷 2 STEP格式消冗算法程序实现 在上节消冗理论的基础上,用程序实现其消冗 过程。该程序提高了STEP文件的取值质量,并为 后续转换程序提供精确的数值,减少转换程序的取 值计算量,提高运行速度,同时减少文件的资源占 用量。不仅满足方体、球、圆柱等正规几何形体的 消冗,同时也满足自由造型曲线的消冗。 消冗算法程序实现过程如下: (1)读入几何形体的STEP中性文件。从STEP 文件中取出笛卡尔点要素和方向要素。 (2)找出两类要素的相同值项,以及近似值项 (杂点项),杂点项定义为同类要素中相IJ项内所 有相应数值差不超过l O。o。 (3)从各类要素中选出最优质项,以各类要素 中所含数值最整为最优。 (4)选出最优项后,记录最优项的项和杂点项 的项号,然后删除杂点项内容。 (5)搜素整个STEP文件,将最优项的项号替 换文件中所有杂点项项号,输出STEP文件。 3消冗程序实验结果及分析 根据附录所示程序进行试验,得到试验结果如 表3所示。 表3消冗算法实验结果 图形 M%.^七’ %’ 原数 改进后 原始大小(kB) 改进大小(kB J 比例 4结论 由式(1)和式(2)可知,实体越复杂,点基 数就越大,文件的描述量就越多,组成^k的三个 量Ⅳ玎、帆、M和组成ⅣD的两个量Ⅳ附和M的值 就越大,致使Ⅳc和^名的值成倍增加。在改进后的 式(3)和式(4)中,JV,f和Ⅳ0的值只随基数的变 化而变化,斜率为l。实验可见,减少量增大.所 需存储空间就会大大降低,减少资源占用。 在质量上,由表2可见,}}112点非所画点,也 非精确点,其值近似等于#121,此类点属于杂点, 杂点越多越容易使描述的实体失真。经过多次试验 得出,只有在图形不复杂的情况下(如实体仅为一 个三棱柱),此类近似点就不会出现,故消除杂点 是有很强现实意义的。改进后点或方向等基本元素 均是定义的精确值,只是重复取出,不再重复定义, 从源头处杜绝了近似点出现,因此能有效减少文件 交换中点等数据杂乱遗失等问题,同时使数据得到 优化。此种方法对复杂图形的描述更为有效。 参考文献: (1】陈燕凡.基于STEP标准的船舶设计数姑描述【DJ大连:大连理 工大学,2005,23—30. 【2】尹卫星.基于STEP标准的CAD模型数据交换质量研究『D】.大连: 大连理工大学,2005.12—36. [3】吴湘,赵万生,魏莉,三维几何表达法【J】航天制造技术.2002. 8(4):43—48 【4l孙家广.许隆文.计算机图形学【M】北京:清华大学出版社,1995: 202—257. 万方数据
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