半穿甲战斗部CAD系统研究

    2系统实现
   
    考虑微机环境的视境生成技术主要包括OpenGL技术和Direct3D技术，Direct3D技术主要应用在Microsoft Windows平合上，其实现和应用相当方便，但易受操作系统平台限制;而OpenGL即开放性图形库，它实际上是一种图形与硬件的接口，开发者可以利用其图形库来建立三维模型和三维实时交互，考虑系统的扩展性，在图形仿真方面利用OpenGL技术实现。在数据管理方面，利用动态数据库技术，实现数据的管理，在数据处理方面，采用VRML技术，实现图形数据的保存和读取。
   
    2.1数据库
   
    根据半穿甲战斗部知识体系。构建数据库系统，具体内容见表1。
   

    针对每一个数据库，构建相应的数据字典。如结构模型数据:保存目标的几何信息，其中组件表主要包括部件的特征信息，如材质的颜色，面元数目等。面元表表示一个部件由那些面元组成，面元由那些点构成。系统开发人员和战斗部设计人员共同完成知识的获取和人库工作。
   
    2.2可视化实现
   
    可视化的核心是生成三维真实感图形。OpenGL作为最新的开放式三维真实感图形标准，近年来得到了迅速发展和广泛性应用。OpenGL作为一个与硬件独立的图形接口，它不提供与硬件密切相关的设备操作函数，也不提供复杂形体的图形操作函数。如果使用OpenGL库直接建模，就必须从点、线、面等最基本的图形单元开始构造自己的三维模型。当然，对于复杂的集合模型，可以使用一些工具软件或者使用更高一级的基于OpenGL的三维图形建模开发软件包来实现，因此OpenGL的图形操作十分灵活。
   
    基于参数化结构模型的可视化是CAD系统的重要组成部分，它主要通过三维曲面生成算法来实现三维建模.由于战斗部是基于参数化设计的，根据设计要求和设计结果，需对设计参数进行调整，因此，不能采用一些工具软件(如"Convert"的转型。考虑本文的可视化实体都是旋转体结构，我们采用离散化的方法Lql，即通过分段计算，获取离散化后各个顶点的坐标，然后利用四边形来构造曲面，实现战斗部可视化建模，曲面生成算法的实现见图4。
   
    该方法适用于所有旋转结构的建模，对同一物体具有不同的表面方程，应该考虑分段建模，在旋转面指定旋转段数时，应该保持一样，这样使分段交界处生成的顶点相同。同时，利用OpenGL基本变换和投影变换，实现对战斗部模型的平移、旋转、缩放等功能。
    

    2.3 VRML中间件
   
    考虑与箕他CAD和有限元软件的接口，本文利用VRML(Virtual Reality Modeling Language)技术，把模型数据写入到wrl文件中，实现可视化图形的保存，保证与其他系统的数据共享。在进行模型的显示、保存和转换时，利用开发的VRML中间件。来实现模型数据和性能评估结果数据的导入、导出和显示。VRML中间件主要是实现数据库和wrl文件的操作和处理，在进行数据库访问时，使用数据库访问中间件来实现。一方面，根据wrl文件，解读其结构数据信息.把数据自动装人到数据库中，另一方面，把数据库的数据，根据需要写到wrl文件中，实现目标的部件、组件和系统的可视化，要包括如下功能:
   
    (1)创建:主要完成数据库的动态创建功能，根据wrl文件动态创建数据库，包含目标几何特征的相关数据表，如部件表、面元表和点元表。
   
    (2)数据的导入和导出:主要完成数据库与wrl文件的双向数据处理功能，导入功能主要完成wrl文件的数据自动录入到数据库，完成目标几何信息的提取，导出功能是根据数据库和用户需求，把相应数据写人到wrl文件中，实现目标及评估结果可视化。导人和导出的具体实现见图5。
   

    (3)数据处理;主要是完成数据的操作功能，如确定部件由那些面元构成。