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三维包装纸盒CAD交互设计技术研究

张玉可  
【摘要】: 目前,三维交互技术在纸盒CAD中的应用还是一个空白,而且三维交互具有二维交互所无法比拟的直观性,所以对三维交互技术在纸盒CAD中的应用研究具有重要的理论和应用价值。本文研究的核心内容就是实现三维纸盒的交互设计,并在理论研究的基础上设计并开发了一套交互式的三维纸盒CAD系统。围绕此软件中的一些关键问题,主要研究了以下内容: 系统地研究了纸盒的几何信息与拓扑信息的表示与存储。用类似于CSG构造树的方式——纸盒结构树,描述纸盒面节点的拓扑结构。用B-Reps的描述方式描述每个面节点的几何信息,不仅对几何信息和结构信息进行了清晰的层次描述和存储,同时也为交互操作提供了支持。 研究了三维交互技术在三维纸盒中的应用问题。包括层次对象的拾取(点、线、面)、图形的交互编辑、盒型结构的交互编辑、表面纹理材质的交互编辑、图形的交互创建等。 研究三维纸盒与二维纸盒之间自动转换的问题。通过一定的算法,自动搜索出纸盒折叠线,自动计算出盒型面的折叠角度,实现了三维纸盒与二维纸盒之间的互换,从而使在三维空间中设计的三维纸盒也能输出为二维的平面结构图。 研究了交互式三维纸盒CAD系统的设计思路,实现方法以及操作方法,主要对底层的三维图形引擎提供一个系统的设计思路,该引擎具有良好的可维护性和扩展性。


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