автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Унификация графических стандартов в системах геометрического моделирования

На правах рукописи

ЗЕЛЕНОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

УНИФИКАЦИЯ ГРАФИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ В СИСТЕМАХ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.12 «Системы автоматизации проектирования» (отрасль - авиационная и ракетно-космическая техника)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре «Инженерная графика» в Московском авиационном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель: -доктор технических наук, профессор

Куприков М.Ю.

Официальные оппоненты: Тузов АД. Зайцев В.Е.

-доктор технических наук, профессор -кандидат технических наук, доцент

Ведущая организация: Научно исследовательский центр

автоматизированных систем конструирования «НИЦ АСК»

Защита диссертации состоится «2» июля 2004 года в ^ часов на заседании диссертационного совета Д 212.125.13 Московского авиационного института (государственном техническом университете) по адресу: 125871, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.4, главный административный корпус, зал заседания ученого совета.

Просим Вас принять участие в обсуждении диссертационной работы или прислать свой отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, по указанному выше адресу.

Для участия в заседании диссертационного совета необходимо заблаговременно заказать пропуск по тел. 158-45-91.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_/_» июиЯ 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д212.125.1Г

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Проблема исследования и ее актуальность. Жизненный цикл любого изделия в реалиях современной производственной и экономической ситуации можно разделить на этапы, приведенные в таблице 1.

Важно отметить, что автоматизация каждого этапа из этой цепочки является важной качественной и экономической характеристикой изделия, что в конечном счете позволяет сократить сроки разработки, стоимость проекта и т.д. Таким образом, для достижения по сути глобальной цели - тотальной автоматизации всего жизненного цикла необходимо наличие полного спектра систем геометрического и имитационного моделирования.

В процессе жизненного цикла изделие проходит множество этапов. На каждом этапе решаются свои задачи, работа происходит с различными представлениями модели с использованием различных информационных технологий. Но автоматизация ни одного этапа жизненного цикла изделия не обходится без его визуального представления или, если рассматривать более широко, без интерактивного диалога пользователя с моделью или процессом. На разных этапах жизненного цикла перед визуализацией стоят различные задачи, характеристика которых в контексте последовательности этапов жизненного цикла представлена в таблице 1.

Таблица 1. Задачи визуализации на различных этапах жизненного цикла изделия _____

Этапы жизненного цикла Требования к визуальному представлению

Составление технического задания Планирование Дать предварительное представление о внешнем виде изделия.

Концептуальное проектирование Разработка Отображение деталей изделия в режиме проектирования. Организация интерактивного диалога между конструктором и системой.

Численный анализ Отображение результатов численных расчетов на поверхностях изделия.

Проектирование производства Планирование производства Визуализация трехмерных моделей сборочных цехов. Имитация в реальном времени сборочных процессов и работы станков.

Тестирование и оценка качества Виртуальное представление функционирования изделия.

Продажа и дист-рибъюция Организация виртуальных сцен демонстрации, подготовка медиа материалов об изделии.

Обслуживание Утилизация Имитация процессов обслуживания и утилизации. Эргономика.

РОС. и I'' "НА^ЬНАЯ БИ, >' ИЕКА СЛ^-.^рбург

яюСРК

Таким образом, на каждом этапе жизненного цикла изделия необходимо иметь дело с визуальным представлением объекта, эффективность получения которого является важным аспектом всего процесса автоматизации.

Бурное развитие информационных технологий накладывает свои требования к отображению моделей, которые на всех этапах автоматизации должны представляться максимально реалистично и наглядно. Процесс проектирования трехмерных объектов должен происходить в форме интерактивного диалога конструктора с виртуальным представлением модели, максимально приближенным к реальному.

Необходимость быстрой и качественной разработки систем геометрического моделирования, в частности, постоянно растущие требования, предъявляемые к интерфейсным частям, проблема быстрого и максимально эффективного получения качественных представлений трехмерных объектов свидетельствует об актуальности исследуемой проблемы.

По результатам работы был выигран ряд грандов и конкурсов:

Год Название конкурса и результат Организация

2002 Конкурс проектов «Ползуновские гранты»: грант Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползу-нова

2003 Всероссийский конкурс «компьютерный инжиниринг»: 2-ое место по разделу «Работы молодых специалистов» и 2-ое место в конкурсе «использование отечественных САО/САМ/САЕ систем» «МАТИ» - российский государственный технологический университет им. К.Э.Циолковского, Научно-исследовательский центр автоматизированных систем конструирования. (НИЦ АСК)

2003 Конкурс работ в рамках школы семинара «Новые информационные технологии»:грант Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере

Методика исследования. Поставленные в работе задачи решались методами линейной алгебры, аналитической геометрии, объектно-ориентированного программирования, теории технико-экономического анализа.

Теоретической базой проведенных исследований в области систем геометрического моделирования и автоматизации жизненного цикла стали работы ведущих ученых: Давыдова Ю.В, Злыгарева В.А., Юрина В.Н., Елисеева Ю.С. Сурова В.И., в области компьютерной графики Роджерса Д, Фоли Дж., а также публикации западных ученых по стандартизации в области машинной графики.

Научная новизна работы заключается в разработке научно-методического обеспечения для инвариантного использования различных графических стандартов в системах трехмерного геометрического моделирования, основанного на базе разработанных методов, моделей и алгоритмов унификации.

В ходе работы были получены следующие новые результаты:

разработана модель унификации нескольких графических стан-

дартов в системах геометрического моделирования;

разработаны программные модули унифицированного интерфейса, позволяющие разрабатывать интерфейсные части и организовывать интерактивный пользовательский диалог инвариантно графических библиотек;

выработаны проектные рекомендации для разработчиков новых программных модулей унификации и пользователей разработанных готовых программных решений.

Практическая значимость разработанного научно-методического обеспечения заключается в возможности построения с его помощью инвариантного приложения относительно различных графических стандартов. Разработанные модель и технические средства унификации позволяют использовать выработанную методику при разработке широкого спектра систем геометрического моделирования.

Внедрение результатов работы. Алгоритмы и методики, полученные в диссертационной работе, реализованы в виде программных объектно-ориентированных компонент и внедрены в ОАО "НИЦ АСК" ОАО «Solid Works Russia»,

Что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на ряде научно-технических конференций:_

Год Организация Наименование конференции, семинара и т.д.

2000 Московский государственный Авиационный технологический университет им. К.Э. Циолковского XXVI Гагаринские чтения

2001 Московский государственный институт электроники и математики Международная школа-семинар «Новые информационные технологии»

2002 Московский государственный институт электроники и математики 10-я юбилейная Международная школа-семинар «Новые информационные технологии»

2003 Московский авиационный институт «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред»

2003 Московский государственный институт электроники и математики Международная школа-семинар «Новые информационные технологии»

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и списка использованных материалов. Работа содержит 180 страниц, в том числе 16 рисунков, 16 схем и 3 графика.

На защиту выносятся:

- научно-методическое обеспечение для унификации различных программных средств получения трехмерных представлений объектов при раз-

работке систем трехмерного геометрического компьютерного моделирования;

- методы и алгоритмы получения фотореалистичных представлений трехмерных моделей с применением различных библиотек трехмерной графики и организации интерактивного диалога пользователя с элементами модели.

- методические разработки по применению разработанных программных компонент при проектировании систем геометрического моделирования автоматизации различных этапов жизненного цикла изделия.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе «Графические инструменты, применяемые при разработке системы геометрического моделирования» проведен анализ предметной области. В частности, был проведен сравнительный анализ интерфейсных частей систем геометрического моделирования, применяемых при автоматизации различных этапов жизненного цикла изделия. При этом были рассмотрены функциональности систем, и требования к визуальному представлению моделей, характерные для различных этапов жизненного цикла изделия. На примере существующих, широко распространенных систем автоматизированного проектирования, были выявлены основные принципы построения пользовательского интерфейса, а также определены основные скоростные и качественные требования по представлению объектов в подобных системах. В рамках проведенных исследований анализировались используемые математический и программный аппараты компьютерной графики: алгоритмы получения закрашенных поверхностей трехмерных объектов, отсечения невидимых граней, различные модели освещения.

Обращаясь к истории развития компьютерной графики, были рассмотрены существующие в этой области стандарты (CORE SYSTEM, GKS, PHIGS, OpenGL, DirectX), проведен их сравнительный анализ, выявлены недостатки и рассмотрены проблемы их применения для интерфейсных частей систем геометрического моделирования. В результате проведенных исследований, рассмотренных в первой главе, были сформулированы цели работы и поставлены задачи в вербальном и математическом виде.

Целью работы является снижение временных и материальных затрат на разработку интерфейсных частей систем геометрического моделирования а также повышение качественных и скоростных характеристик проектируемых систем за счет использования более широкого спектра инструментов трехмерной графики.

Достижение поставленных целей базируется на решении следующих основных задач:

- Разработка научно-методическое обеспечение эффективной, удобной для разработчика унификации различных библиотек трехмерной компьютерной графики в рамках одного программного продукта;

- Определение функционального наполнения унифицированного программного графического интерфейса, разработка содержания его декларативной части;

- Разработка алгоритмов нереализованных в библиотеках решений необходимых для интерфейсных частей;

- Программная реализация разработанной модели унификации и сопутствующих алгоритмов; разработка программных модулей интерфейса;

- Выработка проектных рекомендаций для разработчиков интерфейсных частей систем геометрического моделирования в части использования выработанного научно-методического обеспечения унификации и разработки новых программных модулей интерфейса.

Рассмотривая графическую библиотеку М как множество состояний 5 и множества переходов /'т

где з - вектор начального состояния, зависящий от содержания буферов цвета (с) и глубины (<1),

б* - вектор конечного состояния, в которое перешла система после перехода /I,

х - вектор входных параметров

М/ -множество преходов библиотеки М,

унифицированный интерфейс определяется как набор переходов рп таких что

Задача унификации библиотеки М заключется в построении для каждого перехода р1 упорядоченного набора переходов , таких что

в = [с,с1],кх...кп еКрР)

Таким образом задача унификации для библиотеки М заключается в построении отображения Рт, ставящее в соответствие каждому переходу р1

из множества Р набор отображений /*' х) из множества М{, такого, что

Рт :р^,х)-еР,/1 еМ;.

Исходя из проведенного анализа, было выявлено, что качественная характеристика модулей унификации является многофакторным критерием.

Задачу в общем виде можно сформулировать так: определение наборов переходов состоящий из элементов, которым соответствует мини-

мальное значение целевой функции /г(7'т], связывающей наборы и их харак-

теристики.

Математическая постановка задачи, как задачи многокритериальной дискретной автоматизации, имеет вид:

Рт=А^МшР(Ртк(*,х)),

Где Рт - Множество наборов переходов для унификации библиотеки М $ - вектор состояний; х - вектор входных параметров.

F(Л^^',5,)- вектор целевых функций:

где N - количество вызываемых переходов;

V - объем передаваемых данных за набор переходов; 5 - скорость затрачиваемая на выполнение набора переходов.

Вторая глава «Модель унификации графических библиотек» посвящена формализации процесса унификации графических стандартов и их интеграции в системы геометрического моделирования.

В разработанной модели унификации предлагается ввести в схему "Яд-ро"<-> "Графика" промежуточное звено - унифицированный графический интерфейс, позволяющее регламентировать связь ядра системы с графическими компонентами, и предоставляющее системе на базе графических компонент некоторые дополнительные инструменты.

Унифицированный интерфейс состоит из декларативной части и программных модулей реализации. Схематично взаимодействие ядра системы с различными графическими библиотеками посредством интерфейса представлено на схеме 1.

Система ^Лшмимк'еирл ипАепнппялння

Уичфи^ирпяпииит тпп/МшАгют нитрпгЬрйг

Декларативная часть 1

ПрогрI

модули цнщерфейса

Библиотека 1 || Библиотека 2 ||

Библиотека

Схема 1. Модель взаимодействие системы с графическими библиотеками посредством графического интерфейса

Рассмотренная модель графического интерфейса была использована при унификации имеющиеся на сегодняшний день графических стандартов -OpenGL и DirectX.

Таким образом, раньше система была жестко привязана к выбранной графической библиотеке (функции графических библиотек были жестко интегрированы в процедуры визуализации объектов). Использование унифицированного интерфейса позволяет выйти на более высокий уровень абстракции, ограждая разработчиков системы геометрического моделирования от специфических особенностей графических библиотек.

Схематично взаимодействие системы с графическими библиотеками посредством унифицированного интерфейса представлено на схеме 2.

Схема 2. Взаимодействие системы с графическими библиотеками посредством графического интерфейса

Ядро системы посредством разработанного графического интерфейса и одного из его модулей реализации общается с графической библиотекой. При этом декларативная часть интерфейса является единой для всех библиотек, а модули реализации взаимозаменяемы. Таким образом, заменой модулей реализации достигается переход с одной технологии рендеренга на другую, при сохранении архитектуры самой системы. Кроме того, данная схема допускает неограниченное количество самих реализаций, которое при желании и необходимости может быть расширено.

Разработчикам системы предполагается всего лишь реализовать следующую универсальную для всех реализаций интерфейса архитектуру визуализации объектов (схема 3).

Процедуры отрисовки объектов формируют векторное представление объектов, которое передается графическому интерфейсу, после окончания чего происходит передача уже растрового изображения в процедуры вывода. Таким образом, основные компоненты системы не используют напрямую вы-

зовы процедур и функций графических библиотек. При этом даже разработчику необязательно знать какую технологию рендеринга он использует.

Визуализация объектов

Процедуры отри-совки объектов

Унифицированный графический интерфейс

Полигональное представление

Вывод изображения

Растровое представление

Схема 3. Визуализация объектов

В третьей главе «Реализация унифицированного программного графического интерфейса» описаны технические аспекты реализации интерфейса. В частности, приведено описание основных разделов и функций интерфейса. Условно функции интерфейса можно разделить на следующие разделы:

- инициализация;

- установка проекции, вида, масштаба;

- установка настроек рендеринга;

- передача данных на рендеринг;

- вывод растрового изображения

- органицация обратной связи;

- другие.

Схематично взаимодействие системы с графическими библиотеками посредством унифицированного можно представить схемой 4.

Проектируемая система

Инициализация / настройка

(область вывода, глубины буферов, источники освеще-

Задание проекционных

матриц (матрица трансформации,

пплекинн пячиепм гиеш.Л

Передача массивов данных ( double * pdData )

Схема 4. Взаимодействие системы с основными группами функций интерфейса

Большое внимание при разработке было уделено функциям обратной связи, как основному средству организации интерактивного процесса проектирования. К этим функциям относятся инструменты получения идентификатора выбранного объекта сцены и реакция системы (изменения свойств объекта) на выбор.

В разработанном интерфейсе унифицированы процедуры выбора объектов для всех реализаций. Для этого перед началом рендеринга сцены необходимо указать анализируемую область и перед передачей на рендеринг объектов указывать их идентификатор. По окончании рендеринга объектов можно получить имя ближайшего к курсору объекта.

Следует отметить, что в различных реализациях интерфейса механизмы выбора различны. В OpenGL реализации выбор реализован средствами самой библиотеки. Для этого используется режим рендеринга - режим выбора (enable selection). В DirectX из-за отсутствия поддержки такого режима, реализация выбора основана на выборе по цвету, однако функциональность такого выбора нисколько не ограничивается. В этой реализации идентификатор интерпретируется как цвет объекта. Использование 32-х разрядного буфера цвета не ограничивает количество возможных имен по сравнению с OpenGL. В соответствии с выбранной методикой абстракции, все вызовы для этих инструментов унифицированы.

Рендеринг сиены

Выделение объекта

Унифиц рванный интерфейс

Рендеринг сцены

тг~

Сохранение 6vdm>a кааоа

V

iz

Увеличение величины смешения -I L

Расчет вектора смещения через обратную матрицу проекции J L

Добавление выделяемого объекта со смешением

F

Отмена выделения

<2.

Восстановление буфера кадра

V

Обновление видео буфера

IVi Ч КГп. »» ~ — 1ЁЁМт*шш>г'"" у***

!тажшякжяшжттмтяттжшят

Схема 5. Алгоритм реализации выбора объекта через минимальные смещения

Особое внимание было уделено скоростным характеристикам организации интерактивного диалога. Трудность заключается в том при использова-

нии рассматриваемых библиотек для выделения (изменения цвета, например) какого либо объекта необходимо заново раскладывать в растр всю сцену, т.к. некоторые части выбранного объекта могут быть скрыты другими элементами сцены. Генерация всей сцены с нуля признается нерациональным в данной ситуации, ведь никаких изменений вида или структурных изменений не происходит. И в случае достаточной нагруженности сцены может давать нежелательную задержку между выделением объекта и его изменением (ответной реакцией). Подобные задержки могут создавать неудобства при пользовании системой.

В частности было предложено и реализовано два способа выделения объекта сцены без повторного рендеринга всей сцены. Оба алгоритма основываются на сохранении картинки из видеопамяти.

Суть одного алгоритма заключается в добавлении выделенного элемента с минимальным смещением по Шубине в текущей матрице вида. К координатам вершин выделяемого элемента прибавляется некоторое значение, вычисляемое на основе текущей матрицы вида, которое дает выделяемому объекту гарантию для прохождения теста по глубине. Далее происходит добавление только одного выделяемого объекта в сцену, его рендеринг и обновление видеопамяти. Схематично, такая процедура рассмотрена на схеме 5.

Основная идея другого - очистка буфера глубины и добавление в сцену каркасного представления объекта или контурной его линии. В этом случае взаимное расположение тел не изменится, а пользователь получит полную информацию о контуре выделяемого объекта. Схематично, такая процедура рассмотрена на схеме 6.

Рендеринг сцены

Ун,

ифиц.

Выделение объекта

анный интерфейс

Рендеринг сцены

ЗЕ

1

Отключение теста по глубине

Сохранение буфера кадра

Ж

Отмена выделения

Добавление выделяемого объекта

Восстановление буфера кадра

Схема 6. Алгоритм реализации выбора объекта через отключения теста по глубине

Сравнивая качественные и скоростные характеристики рассмотренных алгоритмов можно говорить об их достоинствах и недостатках. Стоит отметить, что минимальное смещение по поубине - величина достаточно субъективная, и неаккуратное обращение с ней все же может приводить к артефактам. С другой стороны, использование контурного представления треугольников для выбранных объектов является целесообразным, как с точки зрения наглядности, так и с точки зрения скорости реакции системы. При использовании контурных линий объектов ресурсы не затрачиваются на растеризацию треугольников, и отрисовка контурных линий происходит исключительно в целочисленной арифметике.

Для получения реалистичных представлений полупрозрачных объектов с интерфейс были добавлены программные компоненты получения таких эффектов. Под универсальной прозрачностью (альфа смешением цветов) будем понимать получение корректного (реалистичного) результата в общем случае, т.е. для нескольких объектов сцены в любой проекции видны поверхности «за» полупрозрачным объектом. Препятствием для этого служит сам алгоритм рендеринга (г-буфера), применяемый во всех рассматриваемых библиотеках. В этом случае для каждого пикселя результирующего изображения выделяется ячейка памяти, с текущей глубиной. Если объект имеет глубину большую текущей (находится «за» уже отработанными объектами), то он не проходит тест по глубине и считается невидимым. При возникновении ситуации, когда за отработанным полупрозрачным объектом присутствует другой объект, возникает артефакт. Это происходит потому, что глубина второго объекта больше. Тест по глубине не проходит и второй объект никак не изменяет буфер цвета. В реальной же ситуации он участвует в механизме смешения цветов. Иначе, находясь в помещении, мы бы не увидели деревьев за полупрозрачным стеклом окна. В общем случае элемент, не проходящий тест по глубине, может участвовать в альфа смешении цветов. Для такого общего случая необходимо делать альфа смешение имея всю информацию о глубине и прозрачности всех объектов одновременно, т.е. принцип хранения только текущей глубины пикселя (2-буфер) не подходит.

При работе с такими сложными объектами, был выдвинут тезис, что если выводит полупрозрачные объекты после всех непрозрачных и заранее сортировать их по глубине в текущей матрице вида, то указанного артефакта можно избежать. В разработанных модулях унифицированного интерфейса реализованы алгоритмы для устранения рассмотренных артефактов и получения истинной полупрозрачности. Схематично такой алгоритм представлен на схеме 7.

При передачи на отрисовку в интерфейс полупрозрачных объектов, они не отправляются на растеризацию, а сохраняются в базе данных по полупрозрачным объектам в специальной структуре. При сигнализации интерфейсу об окончании отрисовки, рассчитывается глубина каждого треугольника из базы данных как глубина точки пересечения медиан треугольника. После сортировки всех треугольников по этому значению, они передаются на рен-

деринг в порядке приближения к месту положения наблюдателя (по мере уменьшения глубины).

Объект

Унифицирм анный интерфейс

Окончание птпиговки

Сортировка объектов по глубине в текущей матрице вида

Передача на рендеринг

Схема 7. Алгоритм реализации универсальной прозрачности

Такой алгоритм обеспечивает реалистичный результат для большинства комбинаций расположения любого количества полупрозрачных объектов в общем виде.

В четвертой главе «Применение интерфейса визуализации» проведен анализ функциональности различных систем геометрического моделирования, для их использования на конкретных этапах жизненного цикла изделия; дана оценка возможности применения унифицированного интерфейса при разработке систем для автоматизации каждого этапа жизненного цикла. Рассмотрены конкретные пакеты, в которых применялись разработанная модель унификации и программные модули графического интерфейса.

На разных этапах жизненного цикла изделия перед визуализацией стоят разные задачи. Характеристика этих задач и требования, предъявляемые к унифицированному интерфейсу, в контексте последовательности этапов жизненного цикла представлены в таблице 2.

Таблица 2. Задачи визуализации на различных этапах жизненного цикла изделия

Этапы жизненного цикла. Требования к визуальному представлению Задачи для унифицированного интерфейса Примеры визуального представления

разработка технического здания Дать предварительное представление о внешнем виде изделия. Рендеринг предварительных обводов изделия.

планирование

концептуальное проектирование Отображение деталей изделия в режиме проектирования Организация интерактивного процесса проектирования. Организация виртуального диалога между конструктором и изделием. Организация визуализации моделей при проектировании изделия

разработка Визуализация сборочных единиц. Имитация кинематики. :. \ V

численный анализ Отображение результатов численных расчетов Визуализация физических характеристик (температуры, напряжения, скорости) на поверхностях изделия в режиме реального времени. Визуализация обводов изделия с результатами численных анализов. ч

проектирование производства Визуализация трехмерных моделей сборочных цехов. Визуализация в реальном времени сборочных процессов Имитации работы станков. Получение растровых представлений объектов цехов. Рендеринг при имитации работы станков яУВя

планирование производства Визуализация материальных потоков при имитации. II

тестирование и оценка качества Виртуальное представление функционирования изделия. Возможность оценки некоторых свойств изделия по виртуальным представлениям. Рендеринг моделей в различных условиях.

продажа и дистрибъю- ция Подготовка демонстрационных виртуальных роликов и медиа материалов об изделии. Рендеринг изделия в различных средах для моделирования виртуальной реальности

обслуживание Визуализация процессов обслуживания и ремонта Эргономика. Рендеринг виртуальных сцен обслуживания и ремонта

утилизация Имитация процессов утилизации. Рендеринг при имитации процессов утилизации.

Выбранный технический путь интеграции графических стандартов и разработанные программные модули интерфейса позволили использовать закрашенные представления моделей на стадии проектирования в системе автоматизированного конструирования и технологической подготовки производства (АСК ТПП) «КРЕДО». Ранее в системе «КРЕДО» при проектировании модели использовалось ее каркасное представление. Пример такой работы представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Каркасное представление кронштейна на стадии проектирования

Внедрение разработанного графического интерфейса позволило использовать закрашенное, реалистическое представление модели уже на стадии проектирования. Пример работы с закрашенной моделью в системе «КРЕДО» представлен на рисунке 2.

Рис. 2 Работа с закрашенными моделями в АСК ТПП «КРЕДО»

Схематично взаимодействие структурных элементов системы «КРЕДО» с графическим интерфейсом представлено на схеме 8.

Ядро системы включает математический аппарат для работы с параметрическим представлением объектов. Объекты части, с которой работает в данный момент система, хранятся в параметрическом представлении в базе данных по объектам. Векторное представление содержит треугольники, соответствующие полигональному представлению поверхностей объектов модели с нормалями в каждой точки для обеспечения плавной закраски. При созда-

нии или изменении объекта, вызываются подпрограммы генерации его векторного представления, которое записывается в нейтральный дисплейный файл (НДФ) системы. При команде обновления экрана векторное представление объекта из НДФ передается в подпрограммы визуализации, которые формируют растровое представление сцены посредством вызова функций унифицированного графического интерфейса. При этом в интерфейс передается настроечная информация, необходимая для формирования растрового представления и данные содержащие наборы полигонов, соответствующие поверхностям объектов модели, на основании которых происходит рендеринг сцены. Результатом работы интерфейса является контекст устройства вывода, содержащий растровое представление сцены. Разработанная модель унификации позволила использовать модули интерфейса, минимально изменив саму систему. Фактически были изменены только подпрограммы ответственные за получения растрового представления, при этом архитектура самой системы не изменилась, что позволило существенно сократить сроки внедрения рассматриваемых компонент.

Схема 8. Взаимодействие компонент системы «Кредо» при отрисовке объектов с использование графического интерфейса

Функции управления изображением системы включают: автоматическое построение проекций геометрической модели или ее отдельных элементов во всех стандартных или дополнительных видах системы, одновременное изображение нескольких видов, динамическое управление изображением (пространственный поворот и масштабирование в реальном масштабе времени).

Пересчет проекционных матриц осуществляется программным модулем интерфейса. Для этого в интерфейс передаются масштабные коэффициенты или габаритные прямоугольники детали, а также углы поворотов сцены

относительно осей. На основании этой информации происходит пересчет и задание видовых и проекционных матриц.

- мт ■ MR

'cos(Я,) ■ cos(Rf) - sin(fl,) • cos(K,) + cos(fl,) • sin(Ry ) • sin(/?,) sin(/?7) • cosí/?, ) cos( Д, )cos(/?,) + sin(«,) • sin(/?r ) • sin(/f,)

-sin(^) 0

cos(Ry)sm(Rt) 0

sin(/?,) • sin(K,) + cos (Л,) • ) • cos(tf,) Tr "l - cos(R,) • s'm(Rx) + sin(/?,) • sin(Kf ) • cos(Rx) Г

right-left 0

0 0

cos(/?,) •«»(/?,) 0

0 2

top - bottom 0 0

T, 1

right + left " right-left top + bottom

far - near 0

top - bottom far + «gar far — near -1

где

М-

Mr

- видовая матрица

- проекционная матрица

- матрица сдвига

' mr, ' мях - матрицы осевых поворотов Rx,Rr,R, - углы осевых поворотов тх'т,<т, - величины осевых сдвигов

left, right, - координаты отсекающих плоскостей по bottom, top, осям координат near, far

Так как с каждым объектом в системе ассоциирована матрица вида в котором он был определен (вид определения), то эти данные также учитываются при расчете вектора перед передачей на рендеринг. Для этого вектора объекта из базы данных последовательно перемножаются на рассчитанные видовые и проекционные матрицы, полученные в результате чего координаты вектора передается на рендеринг. Схематично процесс пересчета векторов объекта в соответствии с текущим видом и видом определения в унифицированном графическом интерфейсе представлен на схеме 9.

На сегодняшний день рассматриваемые программные компоненты включены в новую версию системы.

Подпрограммы визуализа-_щш_

Задание масштаба /

Задание текущего вида /

Учет вида определения

Передача на рендеринг

Масштабные коэффициенты

Углы осевых поворотов

\

БД объектов

Объект

Вид определения

ч Вектора (V,)

Унифицированный графический интерфейс

Расчет матрицы проекции

Расчет матрицы вида

Пересчет вектстив

И

• м

вида определения Мтекущсго яти * ' Млиоскшш

Рендеринг

Схема 9. Пересчет векторов объекта в графическом интерфейсе при передачей его на рендеринг.

С использованием унифицированного графического интерфейса было разработано приложение просмотра и редактирования файлов в формате >\ТШЬ. Это приложение состоит из модуля загрузки файлов в формате \VRML, базы данных по объектам, и собственно ядра, для формирования растрового представления в котором, используется унифицированный графический интерфейс.

Кроме информации о визуальном представлении объекта, формат WRML может быть использован как исходные данные для сохранения последовательности иерархии деталей сборочной единицы. Так, сборки, сделанные, в некоторых системах геометрического моделирования могут быть экспортированы в формат УЛШЬ с сохранением дерева конструкции.

Рис. 3. Сборочная единица с технологическим деревом иерархии (слева)

Очевидным преимуществом при таком подходе является отсутствие избыточности данных при многократном дублировании детали в изделии, что позволяет сокращать объемы используемых ресурсов. Кроме того, пользователь получает представление о взаимном подчинении объектов друг другу. Программа просмотра при открытии файла, содержащего вложения, динамически формирует и заполняет дерево иерархии деталей, при этом каждый объект модели содержит в себе ссылку на элемент этого дерева. При этом устанавливается однозначное соответствие между элементом дерева иерархии и объектом модели. Пример такого дерева представлен на рисунке 3.

Использование такого рода просмотрщиков и «легких» редакторов позволяет применять их на тех стадиях жизненного цикла изделия, где не нужно твердотельное и поверхностное параметрическое моделирование, а требуется получение виртуальных представлений модели, с возможностью редактирования материалов. Функциональность и круг решаемых задач таких систем гораздо ниже чем у систем геометрического моделирования, однако не сопоставимы и их ценовые характеристики и ресурсоемкость. Сравнение различных характеристик рассматриваемого редактора с системой БоНс^огкз приведена в таблице 3.

Таблица 3. Сравнение системы геометрического моделирования с редактором \VRML___

Характеристика БоИсНУогкз №11МЬ редактор

твердотельное и поверхностное параметрическое моделирование да нет

богатый интерфейс импорта / экспорта геометрии да нет

Редактирование \\Т1МЬ да да

Ведение иерархии объектов да да

Объем требуемого дискового пространства (МЬ) от 200 до 1

Цена (у.е.) 8000 10

Также существенно различаются и характеристики моделей, представляемых в этих системах. Так, на рисунке 4 приведены представления одной и той же модели в системе параметрического моделирования БоНй^Уогкв и в \VRML редукторе. В таблице 4 приведены характеристики используемых при этом моделей.

Рис. 4.Представления модели, полученные в системе БоНсЛУогк! (слева) и в №1ШЬ редакторе (справа).

Таблица 4. Сравнение характеристик модели

Характеристика SolidWorks WRML редактор

Объем требуемого дискового пространства (МЬ) 3,99 1,08

То же в сжатом состоянии 3,47 0,27

Время для получения изображения отображения (сек) 15 5

Рассматривая стремительное развитие сетевых технологий, популярным является представление трехмерных моделей в сетях internet / intranet, их интеграцию в популярные и широко распространенные протоколы передачи информации. Такое приложение очень привлекательно для разного рода PDM систем в части быстрого предпросмотра моделей, оформления сайтов, построения виртуальных банков моделей и технопарков, организации документооборота в локальных сетях предприятий и КБ. При этом важным является отсутствие какого либо специального программного или аппаратного обеспечения на стороне клиента, что потенциально расширяет круг пользователей.

На базе научно-методического обеспечения, разработанного в данной работе, была спроектирована и реализована ActiveX компонента, с возможностью загрузки удаленной модели (*.wrl файла) по сети internet / intranet по протоколу HTTP и отображения проекций моделей средствами унифицированного программного графического интерфейса.

При этом для использования такого просмотровщика достаточно всего лишь наличие у клиента браузера, поддерживающего технологию

ActiveX (Internet Explorer, Netscape Navigator), т.к. просматриваемые модели и компоненты находятся на стороне сервера.

Результатом работы компоненты является растровое представление трехмерной модели в окне браузера с возможностью проекционных преобразований (вращение, перемещение, масштабирование, автоцентрирование) и переключением между стандартными видами проекций. Пример использования компоненты представлен на рисунке 5 или в интернете по адресу http://www.sergezelenov.narod.ru/Teapot. html.

Првсютр««а*х WXML фМлоа АсмХнммет '

Уфамаме á

IpwiM МииЫи|>14В«яОм| й

Дцишицчн МммсМот + ЬвВжмОмт+ЗМ |

Ыаотбаромям Mouse Whed I Пуиииэдшитклу♦ шпышпЛщт»»ш* L«ftD»«MtCbck J

» 4>

i \ ?

Рис 5 Пример использования ActiveX WRML просмотровщика в IE

Если говорить о рассмотренных приложениях унифицированного интерфейса в контексте жизненного цикла, то можно говорить об успешном применении унифицированного интерфейса при разработке интерфейсных частей систем автоматизации различных этапов жизненного цикла изделия.

Так, например, система «КРЕДО», в которой был использован унифицированный интерфейс для использования закрашенных моделей на стадии проектирования, предназначена для автоматизации начальных этапов жизненного цикла изделия, где происходит автоматизация конструкторских работ. Кроме того, существующая подсистема ЧПУ, позволяет применять систему на стадии проектирования производства.

Просмотровщик и редактор \VRML файлов, целиком основанный на унифицированном интерфейсе, может быть использован при подготовке презентационных и медиа материалов на стадии продажи и дистрибьюции.

Быстрая разработка сетевых приложений на основании унифицированного интерфейса подтверждает возможность его использования как легкого средства просмотра трехмерных моделей при разработке систем автоматизации документооборота, РЭМ систем и технопарков.

Таблица 5. Применение унифицированного интерфейса на различных этапах жизненного цикла изделия_

Этапы жизненного цикла.

Практическое применение интерфейса

Возможное применение интерфейса

разработка технического здания

планирование

концептуальное проектирование

разработка

численный анализ

проектирование производства

+

планирование производства

тестирование и оценка качества

продажа и дистрибъюция

обслуживание

утилизация

Возможное практическое применение унифицированного интерфейса не ограничивается рассмотренными этапами жизненного цикла. Как было показано, виртуальное представление моделей необходимо на каждом этапе жизненного цикла, а, следовательно, применение унифицированного графического интерфейса возможно на всех этапах жизненного цикла изделия. Этапы жизненного цикла изделия с практическим и возможным применением унифицированного интерфейса представлены в таблице 5.

Обращаясь к математической постановке задачи, в четвертой главе приведены количественные характеристики значений составляющих вектора целевых функций. На диаграммах 1 и 2 рассмотрены результаты использования разработанного научно-методического обеспечения при оптимизации количества вызовов между программными компонентами и его скоростные преимущества перед обычными способами разработки.

N2 N3 N4 №

Диаграмма 1. Количество вызовов со стороны приложения для различных графических средств и унифицированного интерфейса (УИ)

Диаграмма 1. Сравнение скорости выделения объектов от числа итераций при обычном выделении и с использованием унифицированного интерфейса

В результате разработки описанных программных компонент, открылась широкая область их применения: разработанный интерфейс подходит для нужд как уже существующих, больших систем на примере «КРЕДО», так и легких просмотровщиков трехмерных моделей, применяемых при автоматизации различных этапов жизненного цикла.

Разработанное научно-методическое обеспечение и выбранный технический путь его реализации позволил успешно использовать достигнутые результаты как при разработке Windows приложений, так и для компонентного программирования.

ВЫВОДЫ

В диссертационной работе, унификации графических стандартов для интерфейсных частей систем геометрического моделирования получены следующие теоретические и прикладные результаты:

- Проведенный анализ инструментов и средств разработки интерфейсных частей систем геометрического моделирования позволил установить, что, используя современные графические стандарты, дальнейшее улучшение характеристик системы возможно за счет их инвариантного использования.

- Анализ систем геометрического моделирования при автоматизации различных этапов жизненного цикла позволил установить соответствие между характеристиками средств получения визуального представления моделей и требуемой на конкретном этапе функциональности системы.

- Разработанная модель унификации графических стандартов позволила инвариантно использовать графические инструменты в компонентах визуализации систем геометрического моделирования.

- Разработанное научно-методическое обеспечение позволило реализовать инвариантность системы относительно 2-х графических стандартов и способно обеспечить такую инвариантность и для других библиотек.

- Прикладное использование разработанного научно-методического обеспечения позволило в 10 раз сократить количество вызовов и объем информационных потоков между проектируемой системой и интерфейсным модулем, по сравнению с графической библиотекой.

- Использование разработанных алгоритмов оптимизации выделения объектов позволило получить преимущество в скорости на 2-ой итерации при выделении 10% объектов и на 10-ой итерации при выделении 90% объектов сцены.

- Использование программных модулей при унификации графических стандартов позволило дополнить унифицированный интерфейс средствами организации интерактивного процесса проектирования и дополнительными инструментами, необходимыми для разработки интерфейсных частей систем геометрического моделирования.

- Унификация двух графических стандартов и разработка для них программных модулей интерфейса позволило выработать проектные рекомендации для использования разработанного научно-методического обеспечения а также для разработки программных модулей интерфейса для унификации других библиотек.

- Выбранный технический путь унификации графических стандартов позволил практически использовать разработанное научно-методическое обеспечение при разработке систем геометрического моделирования для автоматизации 50% этапов жизненного цикла изделия и доказана возможность его использования при автоматизации всех этапов жизненного цикла изделия.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Крылов С.С., Зеленое C.B. Расширение оформительских возможностей АСК ТПП «КРЕДО» с применением шрифтов Тше Туре. Тезисы докладов международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», -Москва, 2000 г. 4.2.

Крылов С.С., Зеленое C.B. Компонента создания и визуализации эквидистантных контурных надписей для автоматизированной системы конструирования и технологической подготовки производства "Кредо". Тезисы докладов международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии", -Судак, 2001 г.

Зеленое C.B., Крылов С.С. Разработка унифицированного интерфейса визуализации пространственных объектов САПР на основе стандартных графических библиотек. Тезисы докладов международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии", -Судак, 2002 г. Ч.1.- С. 100-101.

Зеленов C.B. Автоматизация СГМ. Тезисы докладов международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», -Ярополец, 2003 г.

Зеленов C.B. Использование унифицированного программного графического интерфейса при автоматизации этапов жизненного цикла изделия. Тезисы докладов международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии", - Судак, 2003 г. Ч.1.- С. 147-148. Зеленов C.B. Разработка унифицированного программного графического интерфейса для АСК ТПП «КРЕДО». Материалы конкурса «Компьютерный инжиниринг»,- Москва, 2003 г.

Зеленов C.B. Средства унификации программных компонент при разработке программного обеспечения на примере стандартных графических. Тезисы докладов «Авиация и космонавтика 2003», Москва 2003. Зеленов C.B. Использование графических стандартов в современных системах геометрического моделирования. Тезисы докладов международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», -Москва, 2004 г.

Зеленов C.B. Интеграция графических стандартов в современных системах геометрического моделирования. Тезисы докладов международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии", -Судак, 2004 г. Ч.1.- С. 147-148.

26

РНБ Русский фонд

2006-4 1074

4 »

í I. i1 »

VvV

s*

13!::: гл

î

ВВЕДЕНИЕ

1. ГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ

ПРИ РАЗРАБОТКЕ СИСТЕМ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Анализ интерфейсных частей систем геометрического 10 моделирования на различных этапах жизненного цикла изделия.

1.1.1. Применение систем геометрического моделирования на 10 протяжении жизненного цикла изделия

1.1.2. Анализ функциональности систем на различных этапах 14 жизненного цикла

1.1.3. Задачи визуализации на различных этапах жизненного 17 цикла изделия

1.2. Основные принципы построения пользовательского 20 интерфейса

1.3. Интерфейс пользователя на примере существующих 22 САПР

1.4. Проблемы применения закраски в САПР. История . 25 унификации графических средств.

1.5. Программное устройство САПР

1.6. Математический и программный аппарат 34 компьютерной графики

1.7. Применение существующих библиотек рендеринга 51 для проблем САПР

1.8. Постановка задачи 53 1.8.1. Цели разработок

1.8.2. Вербальная постановка задачи

1.8.3. Математическая постановка задачи 55 1.9. Выводы

2. МОДЕЛЬ УНИФИКАЦИИ ГРАФИЧЕСКИХ 59 БИБЛИОТЕК

2 1, Модель взаимодействия системы с интерфейсом

2 2 Архитектура унифицированного графического интерфейса

2.3. Технологии использования унификации

2.3.1. Принцип полиморфизма

2.3.2. Унификация на уровне исходных текстов

2.3.3. Унификация на уровне динамических библиотек 70 2.4. Выводы по части

3. РЕАЛИЗАЦИЯ УНИФИЦИРОВАННОГО 73 ПРОГРАММНОГО ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

3.1. Описание основных разделов функций интерфейса

3.2. Унификация пространственных преобразований

3.2.1. Унификация матричных представлений

3.2.2. Унификация матриц трансформации

3.3. Реализация универсальной прозрачности

3.4. Реализация выбора

3.5. Реализация реакции на выбор

3.5.1. Алгоритм смещения по глубине

3.5.2. Алгоритм отключения теста по глубине

3.6. Программные средства реализации (разработки)

3.7. Краткое описание декларативной части интерфейса 96 3.8 . Оптимизация модулей реализации интерфейса 99 3.9. Выводы по части

4. ПРИКЛАДНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

УНИФИЦИРОВАННОГО ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

4.1. Возможность использования унифицированного 110 интерфейса на различных этапах автоматизации жизненного цикла

4.2. Использование унифицированного программного 113 графического интерфейса при проектирование моделей в режиме полной закраски в автоматизированной системе конструирования и технологической подготовки производства «КРЕДО»

4.2.1. Визуализация моделей в системе «КРЕДО» в 113 контексте решаемых ею задач

4.2.2. Архитектура интеграции программного интерфейса 116 с АСК ТПП «КРЕДО»

4.2.3. Влияние использование унифицированного 124 интерфейса на подпрограммы визуализации системы «КРЕДО»

4.2.4. Влияние интеграции графического интерфейса с 125 АСК ТПП «КРЕДО» на диалоговый интерфейс пользователя

4.3. Просмотровщик сборочных моделей с ведением 128 технологического дерева сборки на базе унифицированного графического интерфейса

4.3.1. Состав и назначение просмотровщика

4.3.2. Ведение дерева иерархии объектов

4.3.3. Архитектура интеграции унифицированного 136 интерфейса с программой просмотра.

4.4. Просмотровщик удаленных WRML файлов для вычислительных сетей (ActiveX компонента ) на базе унифицированного графического интерфейса

4.5. Результаты применения унифицированного 141 интерфейса на различных этапах жизненного цикла

4.6. Проектные рекомендации

4.6.1. Проектные рекомендации для разработки новых 145 модулей интерфейса

4.6.2. Проектные рекомендации для использования 148 разработанных программных модулей интерфейса

4.7. Выводы по части 150 ВЫВОДЫ * 152 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 154 ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Основные сокращения и определения

2. Материалы о внедрении

В настоящее время можно говорить о значительном расширении программных инструментов, в задачи которых входит работа с трехмерными моделями. Помимо уже привычных систем проектирования и геометрического моделирования, развитие аппаратных средств позволило использовать трехмерную компьютерную графику в программах моделирования объектов и процессов в различных областях - архитектуре, медицине, и т.д. в игровых программах. Развитие вычислительных сетей сделало возможным использование трехмерной анимации в глобальных вычислительных сетях. Современные средства поддержки и автоматизации жизненного цикла изделия вышли на тот уровень, когда наличие визуального представления модели необходимо на каждом этапе: от проектирования до утилизации. Предметом отображения являются не просто модели - предмета разработки, но и всех сопутствующих процессов: от моделирования сборочных и производственных процессов до имитации его утилизации.

При разработке систем, в которых присутствуют визуальные представления трехмерных объектов, перед разработчиками неизбежно встает задача организации пользовательского интерфейса, интерактивного диалога между конструктором и моделью или процессом. Эта задача включает в себя разработку и реализацию эффективных алгоритмов получения растровых представлений трехмерных объектов.

Бурное развитие вычислительных средств и конкуренция среди разработчиков графических систем за последние десятилетия, привели к появлению на сегодняшний день нескольких графических стандартов.

Анализ существующих систем геометрического моделирования показал, что актуальной на сегодняшний момент остается проблема инвариантного использования системой различных графических стандартов.

Практическая значимость разработанного научно-методического обеспечения заключается в возможности построения с его помощью инвариантного приложения относительно различных графических стандартов. Разработанные модель и технические средства унификации позволяют использовать выработанную методику при разработке широкого спектра систем геометрического моделирования.

Внедрение результатов работы. Алгоритмы и методики, полученные в диссертационной работе, реализованы в виде программных объектно-ориентированных компонент и внедрены в ОАО "НИЦ АСК" и ОАО «Solid Works Russia», что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Основные теоретические положения и результаты исследования опубликованы автором в четырёх научных статьях и тезисах докладов [14-20] и [25-26] на научно-технических конференциях всероссийского и международного значения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и списка использованных материалов. Работа содержит 180 страниц, в том числе 16 рисунков, 16 схем и 3 графика.

ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ инструментов и средств разработки интерфейсных частей систем геометрического моделирования и выявлены решения по инвариантному использованию графических стандартов.

2. Проведен анализ задач автоматизации этапов жизненного изделия и установлено соответствие между характеристиками средств получения визуального представления моделей и требуемой на конкретном этапе функциональности системы.

3. Выработана модель унификации графических стандартов для инвариантного использовать графические инструменты в компонентах визуализации систем геометрического моделирования.

4. На базе разработанного научно-методического обеспечения была реализована инвариантность системы относительно двух графических стандартов и выявлены способы обеспечения инвариантность и для других библиотек.

5. Прикладное использование разработанного научно-методического обеспечения позволило в среднем в 7 раз сократить количество вызовов и объем информационных потоков между, проектируемой системой и интерфейсным модулем, по сравнению с графической библиотекой.

6. Использование программных модулей при унификации графических стандартов позволило дополнить унифицированный интерфейс средствами организации интерактивного процесса проектирования и дополнительными инструментами, необходимыми для разработки интерфейсных частей систем геометрического моделирования.

7. Выработать проектные рекомендации для использования разработанного научно-методического обеспечения а также для разработки программных модулей интерфейса для унификации других библиотек.

8. Разработанное научно-методическое обеспечение было практически использовано при разработке систем геометрического моделирования для автоматизации шести этапов жизненного цикла изделия и доказана возможность его использования при автоматизации всех этапов жизненного цикла изделия.

Таким образом, в данной диссертационной работе разработано научно-методическое обеспечение, включающее методики, алгоритмы, программные модули и проектные рекомендации унификации различных графических стандартов для разработки интерфейсных частей систем геометрического моделирования.

1. Аммерааль Л. «STL для программистов С++» М.: ДМК 1999.

2. Бадц Т. «Объектно-ориентированное программирование в действии» СПб.: Питер 1997

3. Баженова И. Ю. «С++ & Visual Studio .NET.» КУДИЦ ОБРАЗ •2003

4. Березин Б.И. Березин С.Б. «С и С++» М.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1995

5. Братухин А.Г., Давыдов Ю.В.,Елисеев Ю.С. «CALS в авиастроении», 2000

6. Вайнер Р., Пинсон Л. «С++ изнутри» Киев «ДиаСофт» 1993.

7. Галактионов В.А. "Генерация изображений в базисной графической системе"

8. Гилберт С., Маккарти Б. «Самоучитель Visual С++ 6 в примерах. Учебник» ТИД ДС • 2002

9. Гилой В. Интерактивная машинная графика. Пер. с англ. М.: Мир, 1981

10. Грегори К., Кейт «Использование Visual С++ 5» К.: Диалектика . 1997

11. Грегори К. «Использование Microsoft Visual С++ .NET. Специальное издание» Вильяме • 2003

12. Давыдов Ю.В.,Суров В.И. «Современные средства конструирования наукоемких изделий» Информационные технологии в наукоемком машиностроении.

13. Жарков В. А. «Самоучитель Жаркова по анимации и мультипликации в Visual С++ .NET 2003» Жарков Пресс • 2003

14. Зеленов С.В. Автоматизация СГМ. Тезисы докладов международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», -Ярополец, 2003 г.

15. Зеленов С.В. Разработка унифицированного программного графического интерфейса для АСК 11111 «КРЕДО». Материалы конкурса «Компьютерный инжиниринг»,- Москва, 2003 г.

16. Зеленов С.В. Средства унификации программных компонент при разработке программного обеспечения на примере стандартных графических. Тезисы докладов «Авиация и космонавтика 2003», Москва 2003.

17. Зеленов С.В. Использование графических стандартов в современных системах геометрического моделирования. Тезисы докладов международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», -Москва, 2004 г.

18. Зеленов С.В. Интеграция графических стандартов в современных системах геометрического моделирования.

19. Тезисы докладов международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии", Судак, 2004 г. Ч.1.-С. 147-148.

20. Злыгарев В.А., Юрин В.Н. "К разработке корпоративной информационной среды, реализуемой на основе электронных технологий" Журнал Информационные технологии. № 1. 2002.

21. Краснов М. "OpenGL. Графика в проектах Delphi". 2000 г.

22. Краснов М. "DirectX .Графика в проектах Delphi". 2000 г.

23. Круглински Д., Уингоу С., Шеферд Д. «Программирование на Visual С++ 6.0 для профессионалов (с CD-ROM)» Русская Редакция • 2000

24. Крылов С.С., Зеленов С.В. Расширение оформительских возможностей АСК 11111 «КРЕДО» с применением шрифтов True Туре. Тезисы докладов международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», -Москва, 2000 г. 4.2.

25. Лукас П. «С++ под рукой» Киев «ДиаСофт» 1993

26. Мейсон, Нейдер Д., Девис Т., Шрайнер Д. «OpenGL. Руководство по программиста.» 2002 г.

27. Мешков А., Тихомиров Ю. «Visual С++ и MFC» Cn6.:BHV-Санкт-Петербург 1997

28. Михаиленко В.Е., Лященко А.А. «Справочник по машинной графике», 1984 г.

29. Музыченко «Самоучитель компьютерной графики» Технол оджи-3 ООО

30. Мюррей У., Паппас К. «Эффективная работа: Visual С++ .NET» Питер-2002

31. Ньюмен У., Спрулл Р. Основы интерактивной машинной графики. Пер. с англ. М.: Мир, 1976.

32. Олафсен Ю., Скрайбнер К, Уайт Д. «MFC и Visual С++ 6. Энциклопедия программиста (с CD-ROM)» ДиаСофтЮП • 2003

33. Очередько С.А., Концепция управления жизненным циклом.// Открытые системы, #02/200236. "Открытые Системы" журнал # 4(12)/95

34. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986.

35. Паппас К.Х., Мюррей У.Х. «Отладка в С++» М.: «Бином» 2001

36. Поляков А «Методы и алгоритмы компьютерной графики в примерах на Visual С++» BHV-СПб • 2002

37. Потемкин А. «Инженерная графика (+ CD-ROM)» (2002)

38. Потемкин А. «Инженерная графика. Просто и доступно» (2000)

39. Рейнбоу «Компьютерная графика Энциклопедия» Издательство: Питер

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

41. Седжвик Р. «Фундаментальные алгоритмы на С++» Издательство "Диасофт", 2002 г

42. Соколенко П.«Программирование SVGA-графики для IBM РС» BHV-СПб • 2001

43. Страуструп Б. «Яык программирования С++» Киев «ДиаСофт» 1993

44. Тарасов И.А." Основы программирования в OpenGL. Учебный курс" 2001 г.

45. Тихомиров Ю. «Open GL Программирование трехмерной графики» СПб.: BHV

46. Тихомиров Ю. «Самоучитель MFC (с дискетой)» BHV-СПб • 2002

47. Флеминг «Создание фотореалистичных изображений» М.: ДМК

48. Фоли Дж., вэн Дэм А. Основы интерактивной машинной графики: В 2-х книгах. Пер. с англ. М.: Мир, 1985.

49. Френсис Хилл «OpenGL. Программирование компьютерной графики. Для профессионалов» 2002 г.

50. Чепмен Д.«Освой самостоятельно Visual С++ .NET за 21 день» Вильяме • 2002

51. Чеппел Д. «Технологии AxtiveX и OLE» М.: «Microsoft Press Русская редакция» 1997

52. Черняк JI.B., «PLM не роскошь, а необходимость» // Открытые системы, #06/2003

53. Шикин Е.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Динамика, ж реалистические изображения.М.:"ДИАЛОГ-МИФИ", 1995.228 с.

54. Шикин Е. В., Боресков А. В. «Компьютерная графика. Полигональные модели » 2000 г.

55. Шилдт Г. «Программирование на С и С++ для Windows95»-K.: «BHV» 1995

56. Шрайнер Д. «OpenGL. Официальный справочник» Диасофт • 2002

57. Энджел Э. «Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL, 2-е изд.» 2001 г.

58. Юань «^«Программирование графики для Windows (с CD-ROM)» Питер • 2002

59. Arnold D.B., Bono P.R., "CGM and CGI Metafile and Interface Standards for Computer Graphics", Springer-Verlag (1988).

60. Arnold D.B., Duce D.A., "ISO Standards for Computer Graphics -The First Generation", Buttenoorths (1990).

61. Ausura Bill, Deck Mark, The «new» Product Lifecycle Management systems: What are these PLM systems? And how can they help your company do NPD better? www.pdma.org.

62. Brodlie K.W., Hopgood F.R.A. , Duce D.A., "Second Generation Computer Graphics Standards", RAL 89-097, Rutherford Appleton Laboratory (1989).

63. Enderle G., Kansy K., Pfaff G., "Computer Graphics Programming, GKS The Graphics Standard", Springer-Verlag (1987).

64. Graef G.L., "Graphics formats", Byte, 305-310 (Sept. 1990).

65. Hardenbergh Jan, "PEX Programming. A Mixture of PHIGS, PZXlib, X and Motif', EG92 TNI, Zurographics Technica/ Report Series.

66. Hearn D., Baker P. M. Computer Graphics. Prentice Hall, 1994.

67. Hopgood F.R.A., Duce D. A., Gallop J. R., Sutcliffe D. C., Introduction to the Graphical Kernel System (GKS) (2nd ed. revised for international standard), Academic Press Ltd., London, UK, 1986

68. Hubbold R.J., Hewit W.T., "GKS-3D and PHIGS Theory and Practice", Tutorial, Zurographics'88 (1988). 22.Newman W.M., Sproull R., Principles of interactive computer graphics, 1979

69. Parasolid, "Ядро геометрического моделирования", http://www.ugs.ru/Parasolid/parasolidoverview.htm

70. Product Lifecycle Management, «Empowering the Future of Business». CIMdata, www.acutyinc.com/News/articles/PLMdefinedCIMdata.pdf.

71. Roberts W., Slater M., Drake K., Simmins A., Davison A., Williams P., "First Impression of NeWS", Computer Graphics Forum, v.7, n. 1,1998.

72. Rost R., "Comparing OpenGL and PEX, Tutorial Notes, Eurographics '94 (1994).

73. Thomas S.W., "X and PEX Programming", Tutorial Note, Eurographics '90 (1990).

74. Wilson P.R., "A Short History of CAD Data Transfer Standarts", EE CG&A, Jun 1987pp.64-67.1. Электронные издания