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基于Open GL对STL文件描述实体的渲染技术研究

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第 ２ 卷 ６
李春雷 ， 俊芳 ： 倪 基于 Ｏ ｅ Ｇ ｐｎ Ｌ对 Ｓ Ｌ文件描述实体 的渲染技术 研究 Ｔ
２ ５
…
…
／ 略了其他面 倦
ｅｄｏ ｄ ０ ／￣实体结束 ｎｓｌ １ ／ ｉ０ 从上可以看 出， 文件给出了组成实体模型的所有空间三角形的法 向量和三个顶点的空间坐标 ， 且该三点 的排列顺序与法 向量的方向满足右手螺旋法则 。
ｅ ｄｏ ｐ ｎｌ
ｅｄａｅ／Ｊ 三角形 平 面结束 ｎ ｆｃｔ／ ￣ Ｐ
＊ 收稿 日期 ：０ ６ ３ ４ ２０ —０ —０
作者简介 ： 李春雷（９ ３ ， 硕士研 究生 ， １８ 一）男， 主要研究方 向为计算机集成制造。
基金项 目： 江苏省教育厅 自然科学基 金资助项 目（ 编号 Ｑ２ １ ｏ ２ 。 １ ７ ４ ）
单元 、 将原数组内容复制到新开辟的数组中， 销毁原数组这样一个效率低下的过程。随着实体复杂程度的增 加， 特别是对于装配体而言 ， 增加 了渲染时内存的负担。 本文采用 ｗｎｏ Ｓ Ｐ Ｖｉ ａ Ｃ ＋ ． 作为开发平台， ｉ Ｗ 和 ｓ ｌ ＋ ６０ ｄ Ｘ ｕ 结合 Ｏ ｅ Ｌ图形库进行软件 系统开发。采 ｐｎＧ 用链表结构来处理数据 ， 通过实体链表和面链表相结合的方式进行渲染 ， 无需连续分配存储单元 ， 结构清晰 ，
２ 算 法
在算法上设计了实体链表和面链表相结合 的方法进行渲染。主要思想是读取 Ｓ Ｌ文件 ， Ｔ 得到该文件所 含实体 的全部信息 ， 建立实体链表并按其所含面数进行降序排序 。对该有序实体表进行遍历 ， 按第一个实体 结点的信息建立面链表 ， 以后每个实体则按其结点信 息对该面表进行 改写 ， 并删除多余面结点 ， 每次面链表
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第２ ６卷第 ４期 ２０ ０ ６年 ８月
苏
州
大
学
学
报（ 工
科
版）
Ｖ０ ｌ６ Ｎｏ ４ Ｉ２ ． Ａｕ ２ ０ ｇ． ０ ６
Ｊ Ｒ Ａ Ｆ Ｓ Ｏ Ｈ Ｗ ＮＩ Ｅ ＳＴ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｓ ＩＮ Ｅ Ｅ Ｉ Ｉ ＯＵ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｃ Ｏ Ｕ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ（ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｄ Ｔ ＯＮ
一
ｆｃｔ ｏＴａ ０Ｏ０ ０ ｅ ０ —１０ ００ ｅ ００ ００ ０ ｅ ０ ／ ＿ 平 面法 向量 的 ＸＹ Ｚ 量 ａｅ Ｉ ｌ ．０ ００ ＋Ｏ ｎ ｎ ．０ ００ ＋０ ．０ ００ ＋０ ／Ｊ角形 、 、分
ｏ ｔｒｌｏ ｕ ｅ ｐ ｏ
ｖｒ ｘ一 ．２５６ ＋ １ ．００ ０ ＋０ ．９７ ５ ＋ １ ／ ｅ ｅ ３６ ４８ ｅ ０ ０００ ｅ ０２９ ４５ ｅ ０ ／该平面第一个顶点 的 ｘ ｙＺ ｔ ０ 、 、分量 ｖｒ ｘ一 ．２５６ ＋ １ ．００ ０ ＋０ ｅ ｅ ３６ ４８ ｅ ０ ０００ ｅ ０—２９４ ５ ｅ ０ ／ｉ 平面第二个顶点的 ＸＹ Ｚ ｔ ０ ．９ ７５ ＋ １ ／ Ｐ ￣ － 、 分量 ， ｖｒ ｘ一 ．０００ ＋ １ ．００ ０ ＋ ０—３００ ０ ｅ Ｏ ／ｉ平面第三个顶点的 Ｘ ｙＺ ｅｔ ｅ ３５ ００ ｅ ０ ００ ０ｅ ０ ０ ．０ ００ 十 １ ／ ￣ 、 、分量
Ｓ Ｌ Ｓｅｅ Ｌｔｏｒｐｙ文件格式是快速成型数据的准标准 ， 前 的 Ｃ Ｄ软件系统所产生的 Ｓ Ｌ格式 Ｔ （ｔ ｏ ｉ ｇａｈ ） ｒ ｈ 目 Ａ Ｔ 文件难免有一些缺陷 ， 如出现错误的裂缝或孔洞 、 微小特征遗漏或出错等， 因此在成型加工前要对 Ｓ Ｌ模型 Ｔ
进行前处理。其中， 模型的三维真实感 图形显示和模型辅助变换就是重要功能之一… 。 Ｉ 上述真实感软件系统的开发均采用了 Ｖ ｓａ Ｃ ＋中 ＭＦ （ ｃ ｓｆＦ ｕ ｄｔ ｎＣａｓ ） ｉ ｌ ＋ ｕ Ｃ Ｍｉｏｏ ｏｎａｉ ｌ ｅ 类库提供 的数 ｒ ｔ ｏ ｓｓ 组类 Ｃ ｒ ｙ ２ Ａ ｒ 类【３ ａ ，。其主要优点是与传统 的静态数组相 比可在必要时进行动态压缩或扩展。主要不足之 Ｊ 处在于内存对数组上界仍需连续地分配空间 ， 当数组预留空间不够用时， 都要经历一个分配更大的连续存储
建立后就进行渲染。整个算法的流程 图如图 １ 所示 。
图 ｌ Ｓ Ｌ算法流程 Ｔ
３ 功能分析及软件实现
ｖ ｓａＣ＋ ． ｉ ｌ ＋６０的 ＭＦ ｕ Ｃ功能十分强大 ， 它封装 了大部分 的 Ｗｉ ｏ ｓ Ｐ 函数 ， ｎ ｗ Ｉ ｄ Ａ 大大简化了传统 Ｗｉ ｎ —
ｄｗ 应用程序的编制 ， ｏｓ 因此采用 ＭＦ Ｃ进行软件系统开发＿ 。 ４ Ｊ
进行渲染的算法。在此基础上开发 了能对 Ｓ Ｌ文件进行三维真 实感 图形显示 ， Ｔ 并能进行平移、 旋
转和缩放 等模 型辅 助 变换 的软 件 系统 。
关键词 ：Ｔ ； Ｓ Ｌ 链表 ； ｐｎ Ｌ 渲染 Ｏ ｅＧ ； 中 图分 类号 ： ３４ ＴＰ １ 文献标 识 码 ： Ａ
０ 引言
效 率较 高。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ Ｓ Ｌ文 件 Ｔ
Ｓ Ｌ文件有 Ａ Ｃ Ｉ Ｔ Ｓ Ｉ 码和二进制码两种输 出形式 。Ａ Ｃ Ｉ Ｓ Ｉ输出形式可以进行阅读并能进行直观检查 ， 所 以本文采用 Ａ Ｃ Ｉ Ｓ Ｉ码形式的 Ｓ Ｌ文件作为源文件进行处理。 Ｔ 个典型 Ａ Ｃ Ｉ Ｓ Ｉ码输出形式的 Ｓ Ｌ文件部分描述示例如下。 Ｔ ｓｌ １ ／ ｏｉＯ ／ ７始实体名称 ｄ０
文章编号 ：６ ３ ４ Ｘ｛０ ６ ０ １ ７ —０７ ２ ０ ｝４—０ ２ —０ ０４ ３
基于 Ｏ ｅ Ｌ对 Ｓ Ｌ文件描述实体 的渲染技术研究 ｐｎＧ Ｔ
李春雷 ， 倪俊芳
（ 苏州大学机电工程学院 ， 江苏 苏州 ２ ５ ２ ） １ ０ １
摘
要： 通过 对 Ｓ ＴＬ文件 格 式和 ＯｐｎＧ ｅ Ｌ渲染技 术的研 究 ， 出 了采 用 实体链表 和 面链 表 相结 合 提

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基于OpenGL的实体真实感图形显示工具的开发

基于OpenGL的实体真实感图形显示工具的开发


Ｃ ｍｐ ｔ Ｋ ｏ ｌ ｇ Ａ ｄＴｃ ｎｌ ｙ电脑 知 识 与技 术 ｏ ｕ ｒ ｎ ｗｅ ｅ ｎ ｅｈｏｏ ｅ ｄ ｇ
Ｖｏ．， ．，ｅ ｔｍｂｅ ０ ８ Ｐ１ ８ —１ ８ １ Ｎｏ７Ｓ ｐｅ ３ ｒ２ ０ ，Ｐ ．５ ７ ５ ８
基 于 Ｏｐ ｎ ｅ ＧＬ的实体 真 实 感 图形 显 示 工具 的开发
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａｅｏ ｈ ｅｅ ｒｈ ｏ ｅ ＧＬ ａ ｄＳ Ｌ，ｈｓ ａ ｅ ｔ ｄ ｃｓａｔｏ ｇ ｔ ｈ ｔ ｅｌ ｅ ｈ ｍａｅｗｉ ｅ ｓ ｆ ｅｌｙ ｕｉｇ ｔｅ ｓｒ ｃ ： ｓ ｎ ｔｅｒｓａｃ ｎＯｐ ｎ ｎ Ｔ ｔｉｐ ｐ ｒｉ ｒ ｕ ｅ ｈ ｕ ｈ ａ ａｉ ｓｔｅｉ ｇ ｔ ｓｎｅｏ ａ ｔ ｓ ｈ ｎｏ ｔ ｒ ｚ ｈ ｒ ｉ ｎ
Ｓ Ｌｓ ａ ． ｎ ｒｓ ｔ ｐ ｒａｈｔ ｄ ｐａ ｌ ｔ Ｔ — ｌ ｒ ｉｉａｙｂ ｓ ｇｔｅＯｐ ｎ ． ｎ ｔｏ ａ ｄｏ ｓ ｐ ｒａｈｉｄ— Ｔ ｄｔ ａｄｐｅｅ ｐｏｃ ｉ ｌ ｓ ｉ ｗｉ Ｓ Ｌ ｆｅ ｅ ｓｃｌ ｙｕｉ ｅＧＬ Ａ ｄａ ０ ｌ ｓ ｎｔ ｐｏｃ ｅ ａ ｎａ Ｏ ｓ ｙ ｏｄ ｈ ｉ ａ ｔ ｌ ｌ ｎ ｈ ｂｅ ｉ ｈａ ｓ
，
（． ｎｔ ｕｅｏ ａ ｕａｔｒ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉｇ Ｓ ｕｈ ｓ Ｕｎｖ ｒ Ｗ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｉｎ ａ ｇ６ １ １ ， ｉａ ２Ｄｅ ａｔ １ Ｉｓｉ ｔ ｆＭ ｎ ｆｃｕ ｅＳ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉｅ ｒ ， ｏ ｔｗｅｔ ｉｅｓ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｍ ａｙ ｎ ２ ０ ０ Ｃｈｎ ； ． ｐ ｒ ｔ ｎ ｉ －
李亮 ， 永 李 桥 谌 祥 ，永
（． １ 西南 科 技 大 学 制 造学 院 ， 四川 绵 阳 ６ １ １ ；． 南 科 技 大 学 研 究 生 处 ， 川 绵 阳 ６ １ １ ） ２ ０ ０ ２西 四 ２ ０ ０
基于OpenGL的STL文件三维模型真实感图形可视化研究

基于OpenGL的STL文件三维模型真实感图形可视化研究


范 、对三维实 体描述的解 释唯一 ，目前已成为 Ｃ Ｄ Ａ ／ Ｃ ＡＭ／ Ａ Ｃ Ｅ系统 接 口的工业 标 准之 一 。因而 Ｓ Ｌ文 Ｔ 件 在 三 维 Ｃ Ｄ 设计 、逆 向工 程 、有限 元 分 析 、医 Ａ 学成像 系统 、文物保护 等方 面有广泛 的应用 ｕ 。 Ｏ ｅ Ｇ （ ｅ ａｈｃＬｂａｙ 是 一 个 三 维 真 ｐ ｎ Ｌ Ｏｐ ｎＧｒｐ ｉ ｉｒｒ ） 实 感 图形 模 型 库 ，被 广 泛 地 运 用 于 科 学 计 算 可 视
作者简介：耿铁 （９ ８ １ ６ 一），男，副教授 ， 主要从事塑料及玻璃成 型过程数值模拟及工艺优化的工作 。
第３ 卷 ３ 第８ 期 ２ １－ （ ） ［２】 ０ １ ８ 下 １ １
Ｉ
头 ，第 二行 为 ｏ ｔｒ ｏ ｐ关 键 字 ，随 后 的 第 ３ 、 ｕｅ ｏ ｌ 、４
５行数 据 分别 是三 角形 面 片的个 顶 点坐 标 ，分 别 以
为 可视化 研 究对 象 。
ＣＶｅ ｔｒ Ｄ ｏ ａ ｃｏ ３ ｎ ｒ ； ｍ ｐ ｂｌ ｕ ｉ ｃ：
Ｃ ｒ ｎ ｌＣ ａｓ ； Ｔｉ ｇｅ ｌｓ０ ａ
ｖｒ ａ —Ｃ ｒ ｎ ｌ ｌｓ０ ｉｕ ｌ— Ｔ ｉ ｇｅ ａｓ ； ｔ ａ Ｃ
ＣＴ ｅ ＰｔＡ ｒａ ｙｐ ｄ ｒ ｒ ｙ＜ＣＯｂ ｒ ｙ， Ａｒ ａ ＣＴｒａ ｌ Ｃｌ ｓ ｉｎｇ ｅ ａ ｓ
ｖ ｉ ｒａ ｇｅ ａ ｓ：ｅ ｉｌ ｅ ＣＡｒｈ ｖ ＆ａ） ｏｄＣＴ ｉｎ ｌＣｌｓ ： ｒａｉ （ ｃ ｉｅ ｒ Ｓ ｚ
ｖ ｒｅ ｅ ｘＸ Ｙ Ｚ ｔ
ｖ ｒｅ ｅ ｔｘ Ｘ Ｙ Ｚ
ｅ ｄｌ ｏ ｎ ｏｐ ｅ ｄｆ ｃ ｔ ｎ ａ ｅ
ｅ ｓ ｌｄ ｆｌｎ ｍ ｅ ｓｌ ｎｄ ｏ ｉ ｅ ａ ｉ ｔ
基于WPF的STL可视化系统

基于WPF的STL可视化系统

基于WPF的STL可视化系统陈军任; 王艳红【期刊名称】《《微处理机》》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】5页(P38-42)【关键词】STL文件; WPF框架; XAML技术; 可视化【作者】陈军任; 王艳红【作者单位】沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870; 沈阳工业大学管理学院沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TP3911 引言随着科技发展，人们对加工速度以及加工质量有了更高的要求，STL 的可视化技术在应用中占据了很大的比重。

STL 的可视化技术就是将3D 扫描的STL 文件快速转化为可视化的三维模型，便利于人们对其进行人机交互等操作，提高加工速率及精确度。

研究者对于STL 的可视化进行了大量的研究，占志敏[1]等结合OpenGL 图形编程技术，成功实现STL 三维模型的可视化，其算法简单，只是经过简单的冗余处理及拓扑关系。

郑毅[2]使用C++标准模板库和迭代器技术进行编程，借助红黑树结构，加快了拓扑重建任务，但没有实现三维显示及人机交互。

邹学涌[3]等采用基于哈希表的拓扑重建算法，并借助了OpenGL 显示技术，实现显示效果及信息获取，该算法中哈希函数的设定对算法效率影响较大，设置不当会使效率大幅降低。

尚旭明[4]利用WPF 及XAML技术实现了对3ds Max 模型的显示及简单人机交互。

Tata[5]等人提出了一种自适应分层算法，可以根据局部几何形状改变层厚，算法基于三个基本概念：选择适应曲面复杂性的准则、识别对象的关键特征和物体特征，以及开发用于表示对象的facet 的分组方法。

Choi[6]等人提出了一种用于分层制造的切片轮廓处理的容错切片算法，该算法旨在克服计算机内存的限制和传统切片方法所固有的计算不稳定性。

Brown[7]等人运用切片算法实现了能够处理和切割一个或多个STL 文件。

在此，针对上述研究成果的不足及可行之处，并结合某机械加工企业的实际需求，提出一种基于WPF 的STL 系统可视化设计方案，通过建立WPF模型数据，对直接导入的STL 文件模型进行转化，对模型顶点、边、以及三角片面进行拓扑关系建立，生成三维模型，从而确定模型特征，在此基础上，利用WPF 的3D 显示模块将三维模型显示出来，进而实现STL 文件对应模型的旋转、缩放、平移等人机交互功能。

OpenGL在MDI框架中的应用及并行渲染技术

OpenGL在MDI框架中的应用及并行渲染技术

O pen GL 在MD I 框架中的应用及并行渲染技术王仁明①刘志刚②刘代志③摘要本文介始了在多文档视图框架下的应用Open GL 的方法、同时利用W indow s 多线程技术实现了一种高效率的Op en gl 多场景并行渲染的方法。

关键词Open GL多文档界面多线程一、引言目前, Open GL 图形应用程序设计接口在W indow s 操作系统上已得到较为广泛的支持和应用。

在使用M FC 开发Open GL 应用程序时, Op en GL 在SD I 单文档程序中的应用。

而在复杂的3D 应用程序中, 有时需要打开多个数据文档同时进行多视图3D 显示, SD I 应用框架自然无法满足这种需求, 这时多文档视图框架(M D I: M u lt i - Docum en t In terface) 则是一种较好的选择; 另外, 一个数据文档中可能包含有多个物体, 每个物体需要在不同的场景里运动, 这种情况下多线程并行渲染技术将会是解决问题的关键。

二、O p enGL 多文档应用方法M D I 应用程序使用多个视图窗口来分别显示打开的多个文档, 所以在实现Open GL 的多文档应用时, 每个视图窗口必须各自管理使用一个Op en GL 绘制上下文, 并要保证各个Open GL 的绘制上下文(RC: R enderin g Con tex t) 与W indow s 系统的窗口设备上下文(DC: D evice Con tex t) 正确关联[ 1 ]。

在W indow s 单一线程中, 同一时刻只能有一个Op en GL 绘制上下文绑定窗口设备上下文,M D I 应用程序也是单线程式结构, 因此每个视图窗口的Open GL绘制上下文必须与窗口设备进行即时关联和即时脱离, 以保证其他视图窗口的Open GL 绘制上下文也能有机会实现与窗口设备的关联, 否则将会出现Open GL 视图混叠现象。