автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Математическое и программное обеспечение восстановления и визуализации 3D-моделей в составе интегрированных СУБД

На правах рукописи

САФРОНОВ Виталий Владимирович

ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЗБ-МОДЕЛЕЙ В СОСТАВЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СУБД

Специальность: 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение

вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 ОПТ 2012

Воронеж-2012

005053262

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель Барабанов Владимир Федорович, доктор

технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», профессор кафедры «Автоматизированные и вычислительные системы»

Официальные оппоненты: Артёмов Михаил Анатольевич, доктор

физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет», зав. кафедрой «Программное обеспечение и администрирование информационных систем»;

Борисенков Дмитрий Васильевич, кандидат технических наук, НПО «Релэкс», главный специалист

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Воронежский

государственный университет инженерных технологий»

Защита состоится «01 » ноября 2012 г. в 1300 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан «01 » октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Барабанов В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Внедрение современных компьютерных технологий в различные области науки и техники всё чаще заставляет обращаться к вопросам восстановления и визуализации ЗО-моделей.

Восстанавливать трехмерную форму объекта можно как по одному изображению, так и по последовательности его изображений с разных ракурсов. При этом, регулируя количество изображений объекта, можно получить различные соотношения сложности и скорости процесса моделирования и его точности. Для восстановления объектов произвольной формы используются универсальные методы, которые на текущий момент не позволяют быстро получить качественный результат. Для визуализации объектов определенных классов, для которых априори известны некоторые свойства формы, используются специально разработанные алгоритмы, учитывающие особенности объектов данного класса.

Наиболее часто встречающимися ошибками при восстановлении и визуализации графических моделей являются ошибки геометрии: пропавшие или перевернутые грани, дублированные ребра и ошибки с файлами. Проблемы корректного отображения возникают и в тех случаях, когда пользователи графических систем хотят получить доступ к ЗБ-моделям, построенным в различных графических решениях и системах поддержки жизненного цикла (РЬМ). В таком случае необходимо преобразовать линии и сопутствующую информацию из исходных графических файлов в формат, который поддерживается используемой системой. Поскольку все системы обрабатывают данные различными способами и с разными приоритетами, трансляция требует проверки множества факторов. Отдельной проблемой является задача восстановления и визуализации многоэлементной модели. Так поведение программного обеспечения, используемого в большинстве современных графических систем, применительно к пространственным моделям, содержащих в своём составе более 100 элементов, плохо прогнозируемо.

Наиболее эффективными для работы с п-мерными моделями являются постоянно развивающиеся интерактивные средства моделирования в режиме диалога «человек-компьютер». В сложных системах с большим числом процедур обработки графической информации интегрированная база данных (ИБД) является центральным узлом, а СУБД обеспечивает эффективное взаимодействие с внешними программными решениями. Интегрированная база данных в современных информационных системах, ориентированных на исследование, разработку и практическую реализацию сложных объектов, является совокупностью различных видов, типов и структур организации данных.

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки математических и программных средств восстановления и визуализации трехмерных моделей, в которых

взаимодействие с пользователем сводится к минимальному количеству простых операций, позволяющих осуществлять комплексный контроль, коррекцию и формирование пространственных моделей элементов и конструкций на основании исходных структурных описаний с учетом погрешности построения и отображения п-мерных моделей, поддерживающих интеграцию с графическими системами и ориентированных на сохранение функциональной целостности четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания решений под держки жизненного цикла.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» «Вычислительные комплексы и проблемно-ориентированные системы управления» (ГБ 2010.48). Работа поддержана целевым грантом фонда Бортника в рамках программы «УМНИК».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка специального математического и программного обеспечения восстановления и визуализации ЗО-моделей с использованием интегрированных баз данных пространственных объектов в графических системах и решениях поддержки жизненного цикла.

Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:

- провести комплексный анализ методов и алгоритмов восстановления и визуализации пространственных моделей объектов в графических системах и решениях под держки жизненного цикла;

- разработать структуру информационной системы восстановления и визуализации пространственной модели объекта, а также предусмотреть возможность сопряжения с графическими системами и РЬМ-решениями;

- на основе системы управления БД разработать методы, алгоритмы и программные инструменты для взаимодействия графических систем и решений поддержки жизненного цикла с формированием интегрированной базы данных пространственных моделей с обеспечением целостности сетевой модели, клиент-серверной архитектуры развертывания РЬМ-решений;

- разработать программный комплекс, предназначенный для восстановления и визуализации пространственной модели с использованием структурных описаний объекта для работы с конструкциями и элементами сложной геометрии в составе СУБД.

Методы исследования. В качестве теоретической и методологической основы диссертационного исследования использованы методы параметрического моделирования, систем управления базами данных, математического моделирования, объектно-ориентированного

программирования, математического программирования, компьютерной графики.

Научная новизна работы. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- модель интеграции межмодульных интерфейсов, поддерживающая систему управления данными проекта, отличительной особенностью которой является обеспечение бесшовной интеграции разработанного программного обеспечения с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла;

- алгоритмы восстановления и визуализации ЗЭ-модели конструкции, отличительной особенностью которых является применение разработанной схемы трехмерной реконструкции элементов по исходной модели, содержащей неоднородные части;

- интегрированная база данных графических элементов, информационные поля которой содержат полную параметрическую модель объекта, отличающаяся поддержкой различных типов данных, классов и графических библиотек и многовариантного поиска;

- структурная схема информационной системы, позволяющей проводтъ в интерактивном режиме восстановление и визуализацию ЗО-модели графических данных, отличительной особенностью которой является формирование и использование интегрированной БД пространственных моделей;

- структура специального программного обеспечения в составе СУБД, с применением средств человеко-машинного интерфейса, содержащая интегрированные модули контроля, коррекции, восстановления и визуализации ЗО-моделей, отличающаяся сопряжением с широким кругом графических систем и решениями поддержки жизненного цикла с использованием четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

Результаты соответствуют следующим пунктам паспорта специальности:

- п. 3 «Модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем»;

- п. 4 «Системы управления базами данных и знаний»;

- п. 7 «Человеко-машинные интерфейсы; модели, методы, алгоритмы и программные средства машинной графики, визуализации, обработки изображений, систем виртуальной реальности, мультимедийного общения».

Практическая значимость работы. В работе предложен комплекс программных средств, реализующий бесшовную интеграцию графических систем и РЬМ решений с формированием интегрированной базы данных (с поддержкой динамических библиотек), обеспечивающий возможность выбора графической системы, выполняющий восстановление и визуализацию трехмерной модели, осуществляющий трансляцию пространственных моделей в рамках графических систем и решений поддержки жизненного цикла, ориентированный на использование четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

Реализация и внедрение результатов работы. В рамках диссертационной работы реализовано программное обеспечение «Система

восстановления и визуализации 30 моделей». Разработанные средства внедрены в деятельность ООО «Гики Корп» и ООО «РосЭкоСтрой» в интересах визуализации графических моделей и восстановления пространственных моделей сложных конструкций. Результаты диссертационной работы также внедрены в учебный процесс по ряду дисциплин на кафедре автоматизированных и вычислительных систем ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет».

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2010» (Воронеж, 2010); IX Международной конференции «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации. Распознавание 2010» (Курск, 2010); Международной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики» (Воронеж, 2010); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наукоемкие технологии и материалы, НТМ-2010» (Воронеж, 2010); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок» (Воронеж, 2011); научно-практической конференции "Связь и телекоммуникации - инновационное развитие регионов" (Воронеж, 2011); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2011» (Воронеж, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «ВВС-100 лет на страже неба России: История, современное состояние и перспективы развития» (Воронеж, 2012), а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного технического университета (2009-2012).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1,11] - описание подходов к интеграции графических систем с решениями под держки жизненного цикла; [2] — описание клиент-серверной архитектуры четырехуровневой модели РЬМ-решений; [3] - разработка программного обеспечения сопряжения с системами поддержки жизненного цикла; [6] - описание структуры взаимодействия компонент двухуровневой и четырехуровневой модели сетевой архитектуры РЬМ-решений; [7,8,9] - описание методов и алгоритмов отображения объёмных моделей в графических системах; [4,5,10] - разработка алгоритмов и структуры программного обеспечения восстановления и визуализации ЗО-моделей; [12] -описание применимости программного обеспечения для визуализации

многоэлементных конструкций. Материалы диссертации отражены в 8 научно-технических отчетах НИОКР.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 85 наименований. Основная часть работы изложена на 153 страницах, содержит 67 рисунков, 2 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели, задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, дается краткое содержание работы по главам.

Первая глава посвящена методам и алгоритмам сопряжения графических систем и программных решений поддержки жизненного цикла, а также формированию в них пространственных моделей объектов. Проведен анализ математического описания трехмерных моделей. Рассмотрены современные алгоритмы и подходы к решению проблемы восстановления трехмерных моделей.

Под восстановлением понимается процесс создания трехмерного объекта по исходной графической двухмерной модели с учетом возможных погрешностей построения. Под визуализацией понимается формирование фотореалистического представления объемной модели объекта.

Проведен анализ существующих программных систем графического моделирования, указаны основные характеристики программных средств формирования трехмерных моделей. Рассмотрены основные подходы к организации взаимодействия графических систем и решений поддержки жизненного цикла. Дано обоснование целесообразности разработки математического и программного обеспечения восстановления и визуализации трехмерных моделей; сформулированы требования, предъявляемые к разрабатываемому программному обеспечению.

Во второй главе приведено описание процесса формирования модели восстановления пространственной трехмерной модели с применением параметризации. ЗО-модель представляется как множество связных граней Оху2. Элементами множества Яхуг являются ребра трехмерной модели, представляющие собой отображение свойств графических примитивов и их конечных точек, формирующих множество вершин Ухуг- Элементами множества Т выступает набор правил и параметров формирования модели. Таким образом, трехмерное тело М выражается в математической форме

ПУхуДх у,Т2}

ЦУ2ХД2Х,ТУ} .

Реконструкция входных двумерных данных в трехмерные модели представлена функцией параметризации Р. Объемная модель представляется в виде совокупности множества линий и множества точек, полученных в результате параметризации Р (рис.1).

Исходна» 2D-1—N

Г Vxv, Rxv "I

Vyz, Ryz У I—N [_ Vzx.RzxJ

ЭО-моле.ть обмгга

. Vxyz - массив точек, I 'N Rxyz - массив линий,

T - набор правит/параметров

Рис. 1. Представление процесса восстановления ЗБ-модели

Математическая запись видов координатных плоскостей DR выражается формулой (2), где Rxy, Rzx, Ryz - множества отрезков на координатной плоскости, a Vxy, Vzx, Vyz - множества точек вершин.

Г Dr=P"' (М)= {R,V };

■< R={Rxy,Ryz,Rzx}; (2)

L V={Vxy,Vvz,Vzx}.

Разработанное математическое обеспечение ориентировано на работу не только с единичными моделями, но и с конструкциями. Взаимное расположение элементов конструкции на плоскости при восстановлении и визуализации жестко связано в рамках исходного структурного описания модели, однако часто для «массивных» сборок возникают ошибки недопустимого «наложения» и пересечения элементов. Для формализации процесса расположения разногабаритных элементов «массивных» сборок вводится матрица связности

с Hlcj,..,. (3)

где с,, - весовые коэффициенты, определяющие требования к взаимному расположению компонентов е i, е ■.

Задача оптимального взаиморасположения элементов «массивных» сборок с оптимизацией по критерию равномерного расположения может быть описана следующим образом: необходимо найти такое отображение, при котором qk множества размещаемых элементов EJ ={e';i=l,NJ } на зону возможного расположения D k имеет вид

F(q°) = min{F(q')} = min(i£ £ с | ) , (4)

где F - функция оценки качества расположения; Q={q\} - множество возможных вариантов взаимного расположения Еэ в зоне возможного расположения Dk; - расстояние между точками привязки элементов ef и е'.

При решении задачи взаимного расположения элементов сложных конструкций учитываются ограничения: зона установки элементов не может выходить за площадь зоны возможного размещения элемента; непересечение зон запретного расположения; непересечение элементов между собой;

элементы могут быть зафиксированы; может быть задан индивидуальный диапазон изменения координат точки привязки; фиксированное расстояние между элементами.

Обобщенная схема сквозного подхода к восстановлению и визуализации пространственной модели, позволяющая выполнять реконфигурацию элементов конструкции с учётом требований к их взаимному расположению, с учетом разнесенного плоскостного расположения на макете конструкции представлена на рис.2.

Рис. 2. Обобщённая схема трехмерной реконструкции пространственной модели элементов по исходному описанию модели объекта

Разработанные модели применяются в программном комплексе восстановления и визуализации объемных графических моделей.

В третьей главе рассматривается процесс формирования структурной схемы универсального программного комплекса (рис. 3), одной из отличительных особенностей которого является наличие модуля верификации и интегрированной универсальной справочной системы восстановления и визуализации ЗЭ-моделей.

Особенность программного комплекса заключается в организации взаимодействия с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла с применением динамически подключаемых библиотек и возможностью создания единой графической базы данных.

визуализации ЗО-модели с интегрированной базой данных

Важной частью программного комплекса является интегрированная графическая база данных (ГБД). Входными данными программной системы являются базы данных под управлением СУБД Oracle, MsSQL или DB2,

8

наборы графических файлов, интегрированные и динамические библиотеки компонентов, предоставляющих универсальный механизм процедур и функций. Электронная база компонентов представляет собой библиотеку компонентов, содержит редактируемый список изделий и выступает в роли источника информации, на основе которой проводится восстановление и визуализация объемной модели графического объекта. Параметрическая модель объекта сформирована на специализированном высокоуровневом языке описания п-мерных моделей НурегРип и хранится как в ГБД, так и в качестве элемента динамической библиотеки. Применение параметрических моделей и схемы реализации графической базы данных обеспечивает высокую структурированность и доступность данных без потери быстродействия программного комплекса.

Модульная структура программного комплекса восстановления и визуализации пространственных моделей приведена на рис.4.

1

Модуль ЖЗШШ0ДЄЙСТШ С Латами

і МІ« урн— иж4 графпаскей 6*ш!

■ ашидючмом мнвдкй д

Подогом» моделе! меманто* ; Друг** мелу им «аодмха

Модуль «икмааеиствня с исшнпш программными системами

■тграіаш іфооооа « гршфаче

Встроеюиі сістем* комплексна го контроля и корреоаш моделей

'І Мадулъкх агтаноменм Ш чг^чтиш^т "^Гкм^тли І

М ІМ(ВМ0{ЯПМСай мин! сйжя. ив т в» осим» ЗО-моамя

мам

Модуль

■мимо действия со сіфиочмой системой

Рис. 4. Модульная структура специального программного обеспечения восстановления и визуализации ЗЕ)-модели

В составе программного комплекса восстановления и визуализации объёмных моделей можно выделить следующие модули:

- модуль взаимодействия с базами данных: обеспечивает взаимосвязь с активной БД, выборку, поиск и редактирование данных;

- модуль взаимодействия с внешними программными системами: обеспечивает возможность интеграции с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла;

- встроенная система комплексного контроля и коррекции моделей: реализует функции корректировки и верификации данных на всех этапах работы программного комплекса;

- модуль восстановления объёмной графической модели: обеспечивает формирование параметрической модели объекта и организует её трансляцию во внешние программные решения;

- модуль взаимодействия со справочной системой: обеспечивает выборку данных формирования параметрической модели, с возможностью интерактивного просмотра структурного описания восстанавливаемого или визуализируемого элемента.

Исходя из организации модульной структуры программного обеспечения восстановления и визуализации графических моделей разработана модель интеграции межмодульных интерфейсов на основе системы управления данными проекта с внешними специализированными программными средствами, рис. 5.

Система управления данными проекта

Системы подявржх»

Встрсонни сриі ■ютегтаимя »рхчов

Вюуипоии

расаяреююй мумсгрчвчц* ти

і Икгараспвимшпумтаїт І:

і Модьяь РІМ-снчемц

¡"Йазель гра{*гческгД }

■ ««^ыпппп 3D-mn.li

Ь

н

:........г

6ч&«вяц

=и

—-»І

Рис. 5. Модель интеграции межмодульных интерфейсов на основе системы управления данными проекта 10

Тесное взаимодействие с базой данных позволяет решить проблему согласованности модулей и сформировать единое информационное пространство данных. В состав структуры информационной системы восстановления и визуализащт ЗО-модели графических данных входит: внешняя подключаемая программная графическая система; внешняя информационная среда поддержки жизненного цикла; встроенная справочная система; внешняя информационная среда поддержки проектирования; встроенная среда интеграции проектов; встроенная информационная система восстановления объемной модели, включающая модули сопряжения с РЬМ и графическими системами, модули восстановления модели объекта и конструкции, модули верификации и коррекции выходной ЗО-модели. Структура и состав разрабатываемого программного обеспечения не ограничены приведенным перечнем модулей и в зависимости от поставленной задачи могут изменяться.

Разработанная подсистема интеграции проектов позволяет пользователю автоматизировать цикл формирования ЗО-модели. Интегратор предоставляет возможность передачи справочной информации из графической системы в интегрированную справочную систему программного комплекса (рис.6.).

Вы Гор грвфическоТП

Рис. 6. Структурная схема работы подсистемы «Интегратор проектов»

Программная система поддерживает следующие популярные пакеты графических систем и решений поддержки жизненного цикла: система проектирования схемотехнических решений Altium; система проектировать

Autocad и другие системы; PLM-пакет фирмы IBM/Dassault Systemes; PLM-пакет фирмы Siemens и PLM-решеиия других производителей.

Использование программной системы восстановления и визуализации 3D модели совместно с PLM-решением вносит изменения в структурные связи узлов четырёхуровневой модели клиент-серверной архитектуры PLM. При реализации программного комплекса с использованием подхода клиент-серверной архитектуры вносятся дополнительные изменения в структурные связи узлов четырёхуровневой модели, рис. 7. Применение разработанной системы восстановления и визуализации в исходном варианте обеспечивает взаимодействие толстого клиента с сервером PDM, сервером данных и сервером БД напрямую в обход промежуточных запросов к серверу приложений и пулу сервером, что позволяет ускорить выполнение запросов выборки, обработки и внесения данных без нарушения или ослабления требований корпоративной безопасности данных. Модификация разработанного программного обеспечения (ПО) подразумевает реализацию клиент-серверной архитектуры решения, что в свою очередь позволит помимо расширения функционала толстого клиента тонкому клиенту выполнять все запросы напрямую к серверу БД и серверу данных в обход сервера приложений. Применение модифицированного ПО позволяет обеспечить повышение скорости выборки, обработки, занесения и интерактивной корректировки данных модели или конструкции в любой точке организации, имеющей доступ в корпоративную сеть._

Рис. 7. Модифицированная схема четырёхуровневой модели клиент-серверной архитектуры PLM-системы

Толстый клиент

по

ПО

Таким образом, разработанные модель интеграции межмодульных интерфейсов программного обеспечения с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла, модульная структура информационной системы восстановления и визуализации ЗО-модели графических данных и интегрированная база данных графических элементов обеспечивают бесшовную интеграцию программных систем и представляют собой комплексное решение широкого круга задач, учитывающих специфику предметной области.

Четвёртая глава посвящена процессу формирования схемы организации человеко-машинного интерфейса на основании модульной структуры программной системы, отражающей межмодульное взаимодействие графических интерфейсов программного комплекса и их связи между собой (рис. 8).

ВыПпр шутя Я фвйлу

3«итг« кочущу д

Модуль

г*1'

мремгтро« деа обгйипа

«гшиим мваулщ

Выва^пштпп ьа

ОгпДртгам ипмт ХревепсЗО-•*мсл«Я меютте* ■

Прим тршлгва м

^яичряклппдшш

гриф* ИНН би&ШОТТ«

отвбраше— ЗО-мвяелв

Отрееит ебьЬгаеа »в ■ бяА.-швгес]г БД

Рис. 8. Схема межмодульного взаимодействия графических интерфейсов в программном комплексе 13

Программный комплекс восстановления и визуализации объемных графических моделей разработан с применением интерактивных средств человеко-машинного интерфейса на основании модульной структуры, схемы взаимодействия графических форм. Отличительной особенностью комплекса является наличие: программных инструментов организации взаимодействия с системами графического моделирования и поддержки жизненного цикла; интерактивной справочной системы; интегрированной графической базы данных, а также модуля контроля и коррекции пространственных графических моделей.

Общая схема функционального взаимодействия с системами графического моделирования и поддержки жизненного цикла, сформированная на основании модульной структуры и функциональной схемы взаимодействия

Рис. 9. Общая схема функционального взаимодействия с системами графического моделирования и поддержки жизненного цикла

Взаимодействие с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла предусматривает использование типовых графических моделей, введение унификации данных о взаимодействии элементов для всех видов графических описаний конструкции, что делает процесс формирования модели сквозным, облегчает этапы проектирования, моделирования и дальнейшей под держки, позволяет добиться комплексного подхода к процессу сквозной разработки. На рис. 10 приведены разработанные графические интерфейсы программных систем, входящих в программный комплекс

Разработанные программные средства позволяют эффективно решать комплекс задач по восстановлению и визуализации пространственных моделей элементов и конструкций с помощью интерактивных программных модулей, обеспечивают бесшовную интеграцию программного комплекса, графических систем и решений поддержки жизненного цикла с формированием интегрированной базы данных.

восстановления и визуализации ЗО-модели. На рис. 11-12 приведены результаты работы комплекса.

Рис. 10. Графический интерфейс справочной системы и модуля верификации и

коррекции модели

а) б) ........ ..... В).....

Рис. 11. Трансляция модели конструкции а) прямая трансляция модели конструкции; б) после проведения коррекции шрифтов; в) после проведения коррекции шрифтов и габаритных размеров

а) б)

Рис. 12. Модель объекта, описанная языком НирегРип: а) восстановленная модель; б) визуализированная модель

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе комплексного анализа подходов к восстановлению и визуализации объемных графических моделей предложена модульная структура информационной системы восстановления и визуализации ЗО-модели графических данных с применением разработанной схемы трехмерной реконструкции пространственной модели элементов по исходному описанию модели объекта.

2. Сформирована модель интеграции межмодульных интерфейсов, поддерживающая систему управления данными проекта, отличительной чертой которой является обеспечение бесшовной интеграции разработанного программного обеспечения с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла, как посредством динамически подключаемых библиотек, так и с использованием БД РЬМ-систем.

3. Разработано специализированное математическое обеспечение восстановления и визуализации объёмных графических моделей конструкции, отличающееся использованием разработанной схемы трехмерной реконструкции элементов по исходной модели, содержащей неоднородные части, с контролем «соответствия» формируемой параметрической модели.

4. Создана интегрированная база данных графических элементов, информационные поля которой содержат полную параметрическую модель объекта; отличающаяся поддержкой различных типов данных и классов, графических библиотек и многовариантного поиска.

5. Сформирована структурная схема информационной системы, позволяющей проводить в интерактивном режиме восстановление и визуализацию ЗО-модели графических данных, отличительной особенностью которой является формирование и использование интегрированной БД пространственных моделей.

6. Предложена структура специального программного обеспечения в составе СУБД с применением средств человеко-машинного интерфейса, содержащая интегрированные модули контроля, коррекции, восстановления и визуализации ЗО-моделей, отличающаяся сопряжением с широким кругом графических систем и решениями поддержки жизненного цикла с использованием четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Сафронов В .В. Методы интеграции ЕСАЭ и РЬМ-систем / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов, С.А. Минаков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. № 10. С. 61-64.

2. Сафронов B.B. Анализ архитектуры развертывания PLM-систем / В В Сафронов, В.Ф. Барабанов, С.Л. Кении // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. № 10. С. 69-73.

3. Сафронов В.В. Разработка программного обеспечения сопряжения ECAD и PLM-систем / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // Вестник

Воронежского государственного технического университета 2011 Т 7 № 11 1

С. 111-113.

4. Минаков С.А. Синтезированный алгоритм конструирования трехмерных объектов для воссоздания пространственных графических моделей по чертежам ортогональных проекций / С.А. Минаков, В.Ф. Барабанов, В.В. Сафронов // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал. 2011. Вып. 3.2(45). С. 252-261.

5. Автоматизация процесса восстановления пространственных моделей по видам ортогональных проекций / С.А. Минаков, В.Ф. Барабанов, В.В. Сафронов, С.Л. Кенин // Системы управления и информационные технологии' научно-технический журнал. 2011. Вып. 4.1(46). С. 159-162.

Статьи и материалы конференций

6. Способы построения клиент-серверной архитектуры PLM-систем / В Ф Барабанов, В.А. Васильченко, М.Л. Шуршиков, В.В. Сафронов // Информационные технологии моделирования и управления: научно-технический журнал. Воронеж: Научная книга, 2011. Вып. 6(71). С. 689-695.

7. Барабанов В.Ф. Использование PLM-системы для создания и обработки 3D изображений / В.Ф. Барабанов, A.M. Нужный, В.В. Сафронов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении производстве, НТ-2010: сб. науч. тр. Всерос. конф. Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 288. Барабанов В.Ф. Применение системы PLM для создания и обработки

3D изображений / В.Ф. Барабанов, A.M. Нужный, В.В. Сафронов // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации. Распознавание 2010-материалы IX Междунар. конф. Курск: КГТУ, 2010. С. 47-48.

9. Минаков С.А. Воссоздание трехмерной модели по чертежам проекций используя подход инженерной семантики / С.А. Минаков, В.Ф. Барабанов, Б.в! Сафронов // Актуальные проблемы прикладной математики, информатаки и механики: сб. тр. Междунар. конф. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2010. С. 250-252.

10. Сафронов В.В. Восстановление и визуализация 3D графических данных / В.В. Сафронов, A.B. Барабанов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2011- труды Всерос. конф., Воронеж: ВГТУ, 2011. С. 107.

11. Сафронов B.B. PLM - технология управления жизненным циклом продукции / В.В. Сафронов, В.А. Васильченко, М.Л. Шуршиков // Новые

технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2011: труды Всерос. конф., Воронеж: ВГТУ, 2011. С. 113-114.

12. Сафронов В.В ЗО интеграция и визуализация узлов бортового оборудования / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // ВВС-100 лет на страже неба России: История, современное состояние и перспективы развития: сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф., Воронеж: ВАИУ, 2012. Ч.З. С. 181-182.

13. Свидетельство об интеллектуальной собственности «Подсистема сбора и обработки температурных данных» / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, ФГУП ВНТИЦ № 50200900191 от 26.01.2009.

14. Свидетельство об интеллектуальной собственности «Подсистема удалённого контроля и мониторинга системы термоконтроля» / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, ФГУП ВНТИЦ № 50200900192 от 26.01.2009.

15. Свидетельство об интеллектуальной собственности «Универсальная справочная система визуализации ЗЭ моделей (УСС-ЗБ)» / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, ФГБУ ФИПС № 2012618121 от 07.09.2012.

Подписано в печать 27.09.2012. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 80 экз. Заказ № /Щ

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ современных методов и алгоритмов сопряжения графических систем и PLM-решений.

1.1. Сравнительный анализ систем визуализации ЗБ-графических данных.

1.2. Анализ алгоритмов и методов сопряжения графических систем.

1.2.1 Использование коннекторов.

1.2.2 Использование конверторов данных.

1.2.3 Использование файлов визуализации.

1.2.4 Трансляция данных.

1.3. Сравнительный анализ в области промежуточных форматов графических данных.

1.3.1 IDF формат данных.

1.3.2 Форматы данных системы AutoCAD.

1.3.3 XML-формат данных.

1.3.4 JT формат данных.

1.4. Исследование и анализ существующего математического обеспечения восстановления графической ЗЭ-модели.

1.4.1 Алгоритм дискретного подхода.

1.4.2 Алгоритм марширующих кубиков.

1.4.3 Визуализация объемных изображений.

1.4.4 Показ с удалением невидимых точек.

1.4.5 Алгебраические методы восстановления изображений.

1.5. Цель работы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. Разработка математической и алгоритмической основы системы восстановления и визуализации ЗБ-модели графических данных.

2.1. Формирование модели дизайн-исследования восстановления и визуализации пространственной модели.

2.2. Особенности построения параметрической модели.

2.3. Разработка математического обеспечения формирования параметрической модели объекта и модели конструкции.

2.4. Разработка математического обеспечения контроля целостности пространственной модели.

2.5. Разработка математического обеспечения реконфигурации пространственных элементов ЗБ-модели конструкции.

2.6. Разработка математического обеспечения коррекции ЗБ-модели конструкции.

Выводы.

ГЛАВА 3. Разработка интерактивной программной системы восстановления и визуализации графических данных.

3.1. Разработка структуры универсальной программной системы восстановления и визуализации ЗБ-модели.

3.2. Разработка модульной структуры программного обеспечения восстановления и визуализации ЗБ-моделей.

3.3. Синтез структуры интегрированной базы данных системы восстановления и визуализации объёмных графических моделей.

3.4. Разработка алгоритмов модулей системы ЗБ-восстановления и визуализации.

3.4.1 Переход от геометрической модели к параметрической.

3.4.2 Разработка алгоритма программного формирования параметрической модели.

3.4.3 Разработка алгоритма функционирования системы управления графическими базами данных.

3.4.4 Разработка алгоритма функционирования конвертора форматов данных

3.4.5 Алгоритмическая структура модулей контроля и коррекции входных данных.

3.4.6 Разработка алгоритма функционирования «Универсальной справочной системы».

3.4.7 Разработка алгоритма функционирования подсистемы «Интеграции проектов».

3.5. Модификация 4-уровневой архитектуры РЬМ-системы.

3.6. Реализация процесса применения информационной системы восстановления и визуализации в рамках интегрированных компьютерных технологий.

Выводы.ИЗ

ГЛАВА 4. Программная реализация системы восстановления и визуализации графических данных в РЬМ-системе.

4.1. Разработка графического интерфейса программного обеспечения на основе функциональной схемы взаимодействия подсистем.

4.2. Разработка графического интерфейса универсальной справочной системы восстановления и визуализации ЗБ-модели.11В

4.3. Разработка графического интерфейса системы верификации и коррекции ЗБ-модели.

4.4. Разработка графического интерфейса системы формирования параметрических моделей.

4.5.Апробация расчётных значений.

Выводы.

Внедрение современных компьютерных технологий в различные области науки и техники всё чаще заставляет обращаться к вопросам восстановления и визуализации ЗБ-моделей.

Восстанавливать трехмерную форму объекта можно как по одному изображению, так и по последовательности его изображений с разных ракурсов. При этом, регулируя количество изображений объекта, можно получить различные соотношения сложности и скорости процесса моделирования и его точности. Для восстановления объектов произвольной формы используются универсальные методы, которые на текущий момент не позволяют быстро получить качественный результат. Для визуализации объектов определенных классов, для которых априори известны некоторые свойства формы, используются специально разработанные алгоритмы, учитывающие особенности объектов данного класса.

Наиболее часто встречающимися ошибками при восстановлении и визуализации графических моделей являются ошибки геометрии: пропавшие или перевернутые грани, дублированные ребра и ошибки с файлами. Проблемы корректного отображения возникают и в тех случаях, когда пользователи графических систем хотят получить доступ к ЗБ-моделям, построенным в различных графических решениях и системах поддержки жизненного цикла (РЬМ). В таком случае необходимо преобразовать линии и сопутствующую информацию из исходных графических файлов в формат, который поддерживается используемой системой. Поскольку все системы обрабатывают данные различными способами и с разными приоритетами, трансляция требует проверки множества факторов. Отдельной проблемой является задача восстановления и визуализации многоэлементной модели. Так поведение программного обеспечения, используемого в большинстве современных графических систем, применительно к пространственным моделям, содержащих в своём составе более 100 элементов, плохо прогнозируемо.

Наиболее эффективными для работы с п-мерными моделями являются постоянно развивающиеся интерактивные средства моделирования в режиме диалога «человек-компьютер». В сложных системах с большим числом процедур обработки графической информации интегрированная база данных (ИБД) является центральным узлом, а СУБД обеспечивает эффективное взаимодействие с внешними программными решениями. Интегрированная база данных в современных информационных системах, ориентированных на исследование, разработку и практическую реализацию сложных объектов, является совокупностью различных видов, типов и структур организации данных.

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки математических и программных средств восстановления и визуализации трехмерных моделей, в которых взаимодействие с пользователем сводится к минимальному количеству простых операций, позволяющих осуществлять комплексный контроль, коррекцию и формирование пространственных моделей элементов и конструкций на основании исходных структурных описаний с учетом погрешности построения и отображения п-мерных моделей, поддерживающих интеграцию с графическими системами и ориентированных на сохранение функциональной целостности четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания решений поддержки жизненного цикла.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» «Вычислительные комплексы и проблемно-ориентированные системы управления» (ГБ 2010.48). Работа поддержана целевым грантом фонда Бортника в рамках программы «УМНИК».

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка специального математического и программного обеспечения восстановления и визуализации ЗБ-моделей с использованием интегрированных баз данных пространственных объектов в графических системах и решениях поддержки жизненного цикла.

Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:

- провести комплексный анализ методов и алгоритмов восстановления и визуализации пространственных моделей объектов в графических системах и решениях поддержки жизненного цикла;

- разработать структуру информационной системы восстановления и визуализации пространственной модели объекта, а также предусмотреть возможность сопряжения с графическими системами и РЬМ-решениями;

- на основе системы управления БД разработать методы, алгоритмы и программные инструменты для взаимодействия графических систем и решений поддержки жизненного цикла с формированием интегрированной базы данных пространственных моделей с обеспечением целостности сетевой модели, клиент-серверной архитектуры развертывания РЬМ-решений;

- разработать программный комплекс, предназначенный для восстановления и визуализации пространственной модели с использованием структурных описаний объекта для работы с конструкциями и элементами сложной геометрии в составе СУБД.

Методы исследования. В качестве теоретической и методологической основы диссертационного исследования использованы методы параметрического моделирования, систем управления базами данных, математического моделирования, объектно-ориентированного программирования, математического программирования, компьютерной графики.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- модель интеграции межмодульных интерфейсов, поддерживающая систему управления данными проекта, отличительной особенностью которой является обеспечение бесшовной интеграции разработанного программного обеспечения с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла;

- алгоритмы восстановления и визуализации ЗБ-модели конструкции, отличительной особенностью которых является применение разработанной схемы трехмерной реконструкции элементов по исходной модели, содержащей неоднородные части;

- интегрированная база данных графических элементов, информационные поля которой содержат полную параметрическую модель объекта, отличающаяся поддержкой различных типов данных, классов и графических библиотек и многовариантного поиска;

- структурная схема информационной системы, позволяющей проводить в интерактивном режиме восстановление и визуализацию ЗБ-модели графических данных, отличительной особенностью которой является формирование и использование интегрированной БД пространственных моделей;

- структура специального программного обеспечения в составе СУБД, с применением средств человеко-машинного интерфейса, содержащая интегрированные модули контроля, коррекции, восстановления и визуализации ЗБ-моделей, отличающаяся сопряжением с широким кругом графических систем и решениями поддержки жизненного цикла с использованием четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

Результаты соответствуют следующим пунктам паспорта специальности: - п. 3 «Модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем»;

- п. 4 «Системы управления базами данных и знаний»;

- п. 7 «Человеко-машинные интерфейсы; модели, методы, алгоритмы и программные средства машинной графики, визуализации, обработки изображений, систем виртуальной реальности, мультимедийного общения».

Практическая значимость работы. В работе предложен комплекс программных средств, реализующий бесшовную интеграцию графических систем и РЬМ-решений с формированием интегрированной базы данных (с поддержкой динамических библиотек), обеспечивающий возможность выбора графической системы, выполняющий восстановление и визуализацию трехмерной модели, осуществляющий трансляцию пространственных моделей в рамках графических систем и решений поддержки жизненного цикла, ориентированный на использование четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

Реализация и внедрение результатов работы.

В рамках диссертационной работы реализовано программное обеспечение «Система восстановления и визуализации ЗБ-моделей». Разработанные средства внедрены в деятельность ООО «Гики Корп» и ООО «РосЭкоСтрой» в интересах визуализации графических моделей и восстановления пространственных моделей сложных конструкций. Результаты диссертационной работы также внедрены в учебный процесс по ряду дисциплин на кафедре автоматизированных и вычислительных систем ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет».

Апробация работы.

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2010» (Воронеж, 2010); IX Международной конференции «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации.

Распознавание 2010» (Курск, 2010); Международной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики» (Воронеж, 2010); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наукоемкие технологии и материалы, НТМ-2010» (Воронеж, 2010); Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок» (Воронеж, 2011); научно-практической конференции "Связь и телекоммуникации - инновационное развитие регионов" (Воронеж, 2011); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2011» (Воронеж, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «ВВС-100 лет на страже неба России: История, современное состояние и перспективы развития» (Воронеж, 2012), а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного технического университета (2009-2012).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [56,62] - описание подходов к интеграции графических систем с решениями поддержки жизненного цикла; [57] - описание клиент-серверной архитектуры четырех уровневой модели РЬМ-решений; [58] - разработка программного обеспечения сопряжения с системами поддержки жизненного цикла; [6] - описание структуры взаимодействия компонент двух уровневой и четырех уровневой модели сетевой архитектуры РЬМ-решений; [7,8,42] - описание методов и алгоритмов отображения объёмных моделей в графических системах; [43,44,61] -разработка алгоритмов и структуры программного обеспечения восстановления и визуализации ЗБ-моделей; [63] - описание применимости программного обеспечения для визуализации многоэлементных конструкций. Материалы диссертации изложены также в 8 научно-технических отчетах НИОКР.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 85 наименований. Основная часть работы изложена на 153 страницах, содержит 67 рисунков, 2 таблицы.

Выводы

1. Синтезирована структурная модель универсальной программной системы восстановления и визуализации пространственных моделей, отличающаяся наличием модулей, обеспечивающих интеграцию внешних систем графического моделирования и специализированной части программного комплекса, учитывающая специфику предметной области.

2. Разработана схема функционального взаимодействия с системами графического моделирования и поддержки жизненного цикла, обеспечивающая реализацию подходов бесшовной интеграции программных систем.

3. Сформирована структурная схема информационной системы, позволяющая проводить в интерактивном режиме восстановление и визуализацию ЗБ-модели графических данных, отличительной особенностью которой является формирование и использование интегрированной БД пространственных моделей.

4. Предложена структура специального программного обеспечения в составе СУБД с применением средств человеко-машинного интерфейса, содержащая интегрированные модули контроля, коррекции, восстановления и визуализации ЗЭ-моделей, отличающаяся сопряжением с широким кругом графических систем и решениями поддержки жизненного цикла с использованием четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

5. Синтезирован графический интерфейс форм программного обеспечения формирования пространственной модели в соответствии с разработанными алгоритмами подсистем, произведено описание их интерактивного взаимодействия с пользователем. Определён набор операций, задаваемых пользователем в рамках взаимодействия с графической средой ПО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе комплексного анализа подходов к восстановлению и визуализации объемных графических моделей предложена модульная структура информационной системы восстановления и визуализации ЗБ-модели графических данных с применением разработанной схемы трехмерной реконструкции пространственной модели элементов по исходному описанию модели объекта.

2. Сформирована модель интеграции межмодульных интерфейсов, поддерживающая систему управления данными проекта, отличительной чертой которой является обеспечение бесшовной интеграции разработанного программного обеспечения с графическими системами и решениями поддержки жизненного цикла, как посредством динамически подключаемых библиотек, так и с использованием БД РЬМ-систем.

3. Разработано специализированное математическое обеспечение восстановления и визуализации объёмных графических моделей конструкции, отличающееся использованием разработанной схемы трехмерной реконструкции элементов по исходной модели, содержащей неоднородные части, с контролем «соответствия» формируемой параметрической модели.

4. Создана интегрированная база данных графических элементов, информационные поля которой содержат полную параметрическую модель объекта; отличающаяся поддержкой различных типов данных и классов, графических библиотек и многовариантного поиска.

5. Сформирована структурная схема информационной системы, позволяющей проводить в интерактивном режиме восстановление и визуализацию ЗБ-модели графических данных, отличительной особенностью которой является формирование и использование интегрированной БД пространственных моделей.

6. Предложена структура специального программного обеспечения в составе СУБД с применением средств человеко-машинного интерфейса, содержащая интегрированные модули контроля, коррекции, восстановления и визуализации ЗО-моделей, отличающаяся сопряжением с широким кругом графических систем и решениями поддержки жизненного цикла с использованием четырехуровневой модели клиент-серверной архитектуры развёртывания РЬМ-систем.

1. Архангельский А.Я. Программирование в С++ Builder 6 / А.Я. Архангельский. 2-е изд. -М.: ООО «Бином-Пресс», 2005. 1168 с

2. Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 6 / А.Я. Архангельский. -М.: ООО «Бином-Пресс», 2004. 1120 с

3. Бейтс Р., Мак-Донелл М. Восстановление и реконструкция изображений / Бейтс Р., Мак-Донелл М.; М.: Мир, 1989.

4. Башмаков А.И., Старых В.А. Систематизация информационных ресурсов для сферы образования: классификация и метаданные / А.И. Башмаков, В.А. Старых; М.: "Европейский центр по качеству", 2003. 384 стр.

5. Балабан О.М. Интерфейс 2D-3D в графических системах: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.01.01. / О.М. Балабан. Н. Новгород, 1995.-21 с.

6. Барабанов В.Ф. Разработка универсальной системы 3D восстановления и визуализации в рамках PLM-системы / В.Ф. Барабанов, В.В. Сафронов // Наукоемкие технологии и материалы, НТМ-2010: Сб. докладов

7. Региональной науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 57-59.

8. Банковский Ю.М. Стандарты на передачу геометрической информации между системами автоматизированного проектирования / Ю.М. Банковский, В.А. Галактионов, В.А. Галатенко, Т.Н. Михайлова, И.Г.Рыжова,

9. A.Б Ходулев // Зарубежная радиоэлектроника. 1987. - т.8. -С. 42 - 52. - ISSN 0373-2428.

10. Блинова Т.А., Порев В.Н. Компьютерная графика / Под ред.

11. B.Н.Порева К.: Издательство Юниор, 2005. - 520 с.

12. Буланов А., Шевченко О., Гусаров С. Wildfire 3.0. Первые шаги / А. Буланов, О. Шевченко, С. Гусаров; Изд-во Поматур, 2008 г. 240 стр.

13. Василенко Г.И., Тараторин A.M. Восстановление изображений / Василенко Г.И., Тараторин A.M.; М.: Радио и связь, 1986.

14. Гонсалес Р. и Вудс Р. Цифровая обработка изображений / Р.Гонсалес и Р. Вудс; Техносфера, Москва, 2006

15. Гардан И. Машинная графика и автоматизация проектирования / И. Гардан, М. Люка. М.: Мир, 1987. - 222 с.

16. Гладкий A.B. Формальные грамматики и языки / A.B. Гладкий. — М.: Наука, 1973.-368 с.

17. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики / В.М. Глушков. -М.: Наука. 1982. 552 с.

18. Голованов H.H. Геометрическое моделирование./ H.H. Голованов -М.: Издательство Физико-математической литературы, 2002. — 472 с.

19. Данилов Ю., Артамонов И. Практическое использование NX / Ю.Данилов, И. Артамонов; Изд-во ДМК Пресс, 2011 г. 336 стр.

20. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики / Никулин Е.А.; СПб.; БХВ Санкт-Петербург, 2003.-560с.

21. Ершов А.П. Человек и машина / А.П. Ершов. М.: Знание, 1985. -21с.

22. Зудин A.A. Новая технология геометрического моделирования твердых тел / A.A. Зудин, СИ. Ротков // Сб. тезисов Междунар. конф. «VAI-91».-Новосибирск, 1991.

23. Иванов A.A. Сравнение форматов графического обмена в чертежных системах / A.A. Иванов, СИ Ротков // Сб. трудов 4-ой Междунар. конф. по компьютерной графике и визуализации ГРАФИКОН-94 Н. Новгород, 1994. -С. 74 - 86.

24. Иванов В.П., Батраков A.C. Трехмерная компьютерная графика /Под ред. Г.М. Полищука./ В.П. Иванов, A.C. Батраков- М.: Радио и связь, 1995. -224 с.

25. Коваленок В. И. Комплексное моделирование физических процессов высоконадежных РЭС / В. И. Коваленок, А. В. Сарафанов, С. В. Работай //

26. Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. тр. / Под ред А. В. Сарафанова. Красноярск: КГТУ, 2000. - С. 276-283.

27. Косников Ю.Н. Поверхностные модели в системах трехмерной компьютерной графики. Учебное пособие./ Ю.Н. Косников Пенза: Пензенский государственный университет, 2007. - 60 с.

28. Котов И.И. Алгоритмы машинной графики / И.И. Котов, В.С.Полозов, Л.В. Широкова. —М.: Машиностроение, 1977. — 232 с.

29. Краснов М., Чигишев Ю. Unigraphics для профессионалов / М. Краснов, Ю. Чигишев; Изд-во Лори, 2004 г. 320 стр.

30. Кучуганов В.Н. Автоматический анализ деталей в САПР / В.Н. Кучуганов, A.A. Чистяков, В.Н. Захаров // Математическое обеспечение систем с машинной графикой: Материалы Всесоюзн. научн.-техн. семинара. — Ижевск, 1979. С. 22 - 25.

31. Кузнецов C.B. Основы современных баз данных К.: издательская группа BHV, 1998. - 390 с.

32. Кучуганов В.Н. Автоматический анализ машиностроительных чертежей / В.Н. Кучуганов. — Иркутск: Изд-во Иркутск. Ун-та, 1985.-112 с.

33. Кучуганов В.Н. Анализ форм деталей в задачах САПР / В.Н. Кучуганов. М.: ВИНИТИ. - ДР 1539, 1981.-175 с.

34. Кучуганов В.Н. Методология и инструментальные средства синтеза сценариев графического инженерного диалога и объектно-ориентированных САПР: Автореферат дис. докт. техн. наук: 05.01.01 / В.Н. Кучуганов. Ижевск: ИМИ, 1993, 43 с.

35. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) Текст. / Ли К.; СПб.: Питер, 1996. 559 с.

36. Левин Д., Малюх В., Ушаков Д. Энциклопедия PLM / Д.Левин, В.Малюх, Д.Ушаков; Издательский дом «Азия», 2008 г. 448 стр.

37. Малюх В. Введение в современные САПР / В. Малюх; Изд-во ДМК Пресс, 2010 г. 192 стр.

38. Микуцкий В.Г. Интегральные микросхемы ТТЛ: Справочник / В.Г. Микуцкий-М., 1993. 95 с.

39. Минаков С.А. Воссоздание трехмерной модели по чертежампроекций, используя подход инженерной семантики /С.А. Минаков, В.Ф. "rt'

40. Барабанов, В.В. Сафронов // Сборник трудов Междунар. конф. «Актуальные 7 проблемы прикладной математики, информатики и механики». Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета ,2010. с. 250-252.

41. Минаков С.А. Автоматизация процесса восстановления пространственных моделей по видам ортогональных проекций / С.А. Минаков,

42. B.Ф. Барабанов, В.В. Сафронов, C.JI. Кенин // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал. 2011. Вып. 4.1(46).1. C. 159-162.

43. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики / Никулин Е.А.; СПб.; БХВ Санкт-Петербург, 2003.-560с.

44. Надь Г. Распознавание образов (обзор): Труды ИИЭР / Г. Надь. — М.:ИИЭР, 1968.-Т. 56.-№ 5.-С 334-361.

45. Поливанов С.А., Ерошенко В.В., Малакеев А.К. Справочник по транзисторам для профессионалов и радиолюбителей. 1-е изд. -M.: АРС, 1991. -39 с.

46. Порев В.Н. Компьютерная графика / Порев В.Н.; СПб.: БХВ- Санкт-Петербург, 2002. 432с.

47. Полозов B.C. Эвристическое моделирование. Управляющие системы и машины / B.C. Полозов. К.: 1981. - № 3. - С. 7 - 11.

48. Попов Е.В. Метод натянутых сеток в задачах геометрического моделирования: Автореф. дис. докт. техн. наук: 05.01.01 / Е.В. Попов — Н. Новгород, 2001. 45 с.

49. Роджерс Д., Адаме Дж. Математические основы машинной графики / Роджерс Д., Адаме Дж.; Пер. с англ. М.; Мир, 2001. - 604с.

50. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики: Пер. с англ. / Д. Роджерс — М.: Мир, 1989. — 512 с.

51. Ротков С.И. Интеграция 2D и 3D систем геометрии и графики / С.И. Ротков // Сб. трудов международ, конф. 'Трафикон-93", С Петербург, 1993.

52. Ротков С.И. Средства геометрического моделирования и компьютерной графики пространственных объектов для CALS-технологий: Дис. докт. техн. наук: 05.01.01 / С.И. Ротков. Н. Новгород, 1999.-287 с.

53. Сафронов В.В., Барабанов В.Ф., Минаков С.А. Методы интеграции ECAD и PLM систем / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов, С.А. Минаков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. №10. С.61-64.

54. Сафронов В.В., Барабанов В.Ф., Кенин C.JI. Анализ архитектуры развертывания PLM систем / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов, C.JI. Кенин // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. №10. С.69-73.

55. Сафронов В.В., Барабанов В.Ф. Разработка программного обеспечения сопряжения ECAD и PLM систем / В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. №11.1.0.111-113.

56. Сафронов В.В. Разработка универсальной системы 3D восстановления и визуализации модели ECAD данных в рамках PLM-системы /

57. В.В. Сафронов, В.Ф. Барабанов // Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок: сб. тр. Региональной науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Воронеж: ВГУ, 2011. С. 66-68.

58. Сафронов В.В. Восстановление и визуализация 3D графических данных /В.В. Сафронов, А.В. Барабанов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве, НТ-2011: Труды Всерос. конф., Воронеж: ВГТУ, 2011. С. 107.

59. Реконструкция изображений /Пер. с англ./ Под ред. Г.Старка. М.: Мир, 1992.

60. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Программирование систем числового программного управления / В. JI. Сосонкин, Г. М. Мартинов; Изд-во Логос, Университетская книга, 2008 г. 344 стр.

61. Тейбор Роберт, Реализация XML Web-служб на платформе Microsoft .NET = Microsoft .NET XML Web Services / Роберт Тейбор; M.: Вильяме, 2002. — 464 стр.

62. Ушаков Д. Введение в математические основы САПР / Д. Ушаков; Изд-во Ледас, 2006 г. 180 стр.

63. Уинстон П. Искусственный интеллект: Пер. с англ. / П. Уинстон. -М.: Машиностроение, 1991. 560 с.

64. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве: Пер. с англ. / А. Фокс, М. Пратт М.: Мир, 1982.-304 с.

65. Хохленков Р. В. Solid Edge с синхронной технологией / Р. В. Хохленков; Изд-во ДМК Пресс, 2010 г. 376 стр.

66. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений /Под ред. Т.С. Хуанга. М.: Радио и связь, 1984.

67. Хантер Дэвид, Рафтер Джефф, Фаусетт Джо, ван дер В лист Эрик XML. Работа с XML, 4-е издание = Beginning XML, 4th Edition / Дэвид Хантер, Джефф Рафтер, Джо Фаусетт, Эрик ван дер Влист; М.: «Диалектика», 2009. — 1344 стр.

68. Cayiroglu I. A new method for extracting 3D solid models of objects using 2D technical drawings/ I. Cayiroglu, A. Cavusoglu, V. Celik // Mathematical and Computational Applications.- 2007, vol.12 №1.- p.53-58.

69. Geng W. Embedding visual cognition in 3D reconstruction from multiview engineering drawings/ W. Geng, J. Wang, Y. Zhang // Computer-aided design.-2002. Vol.34, №4.- p.321-336.

70. Haralick, R.M. Understanding engineering drawings / R.M. Haralick, D. Queeney // Сотр. Graphics and Image Processing. 1982. — Vol.20, №3.-P. 244258.

71. Kargas A. Interpretation of engineering drawings as solid models / A. Kargas, P. Cooley, T.H.E. Richards // Computer-Aided Engineering Journal, -april 1988.-P.67-78.

72. Prasad M. Fast and Controllable 3D Modelling from Silhouettes / M. Prasad, A. Zisserman, A.W. Fitzgibbon // Proceedings of the 26th Annual Conference of the European Association for Graphics, 2005, p. 5-12.

73. Preiss K. Constructing the 3-D Representation of a Plane-Faced Object from a Digitized Engineering Drawings / K. Preiss // Fifth Intemasional Conference and Exhibition on Computer in Engineering and Building Desing, 1980.

74. Preiss K. Constructing the Solid representation from engineering projections / K. Preiss // Computer & Graphics. 1984. - Vol. 8, № 4. -P. 381-389.

75. Randy H. Shih Parametric Modeling with UGS NX 4 / Randy H.; 2006, P. 371 стр.

76. Wang Z. Reconstruction of 3D Solid Models Using Fuzzy Logic Recognition/ Z. Wang, M. Latif // Proc.s of the World Congres on Engineering 2007.- London: News-wood, 2007.- vol.1.-p. 37-42.

77. You C.F., Yang S.S. Automatic Feature Recognition from Engineering Drawings/ C.F. You, S.S. Yang // The international journal of advanced manufacturing technology.-2008 vol.14 №7.-p.495-507.

78. Yoshiura H. Top-down construction of 3-D mecanical object shapes from engineering drawings / H. Yoshiura, K. Fujimura, T.L.Kunii // IEEE Сотр. Magazine, dec. 1984. P. 32 - 40.

79. Zhao Ting. 3D reconstruction of single picture / Zhao Ting, David Dagan Feng, Tan Zheng// Proceedings of the Pan-Sydney area workshop on Visual information processing, 2006, p. 83-86.