CN1318975C - 与二维或三维几何实体相关的数据的输出方法 - Google Patents

与二维或三维几何实体相关的数据的输出方法 Download PDF

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CN1318975C CNB018234445A CN01823444A CN1318975C CN 1318975 C CN1318975 C CN 1318975C CN B018234445 A CNB018234445 A CN B018234445A CN 01823444 A CN01823444 A CN 01823444A CN 1318975 C CN1318975 C CN 1318975C
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Abstract

本发明涉及输出与用计算机系统(1)建模和/或处理的二维或三维几何实体(10)有关的数据的方法，所述计算机系统(1)包括至少一个建模和/或处理程序(11)和至少一个显示程序(12)，所述至少一个建模和/或处理程序(11)通过调用位于所述至少一个显示程序(12)中的函数，将待显示的与几何实体(10)有关的数据传递到至少一个显示程序(12)中，其特征在于，与几何实体(10)有关的数据的输出程序(15)被代入到至少一个所述显示程序(12)中，所述输出程序(15)具有与所述至少一个显示程序(12)相同的显示函数。

Description

与二维或三维几何实体相关的数据的输出方法
技术领域
本发明一般涉及信息数据的输出，更具体涉及从计算机程序，比如计算机辅助设计软件(CAD)或视频游戏的软件输出与几何实体有关的数据。
背景技术
目前，在各种工业领域中，通过仿真程序，比如飞行仿真器，进行比如CAD和视频游戏等几何实体的建模和/或处理技术和系统是很普遍的，这可从诸如小轿车或飞行器的计算机辅助设计到3D虚拟现实的活动游戏。
虽然CAD比较年轻，还不到20年，尽管信息技术有了飞速的进展，然而由于必须与早先的CAD系统向上相容，导致要保持历史数据的结构，只是部分开发被新的信息系统所提供的可能性。
另外，在CAD或视频游戏领域中，使用的数据结构的格式普遍是具有知识产权的，这就是说，对所涉及的软件是专有的，至少对涉及的软件的编写者是专有的。但是，至少在CAD领域中，这些图形软件一般具有输入与几何实体相关的不同格式数据的功能。
相反，由于要保持客户的明显的原因，这些软件的编写者，很少公布他们使用的数据格式规范，基于同样的想法，对于提出能够从他们的软件将数据整体输出到流行软件中的实用程序，他们一般是很有保留的。
这种情况导致很难把这些软件使用的数据从几何数据的建模和/或处理信息系统完全转移到类似的信息系统中。然而，这样的转移经常是很必要的，比如对于在不同机种的CAD系统进行的数据转移，比如在同一个企业内部，在同级提供者的不同子处理器中所遇到的，比如特别是由于历史原因在长时间使用CAD的大企业中所发生的情况。
同样，可以预见到，视频游戏技术的进展使得定期地在视频游戏中输入人物或物体，此时这将重新引起从另一个视频游戏中输出此类实体的问题。
由于没有涉及有关数据库格式的精确的规范，在与几何实体有关的数据建模和/或处理的不同机种系统之间进行数据转移的必要性导致在这些数据转移的实用程序中要很高的开发费用，另外，当所涉及的系统数据库的结构进行改进或变化时，这些实用程序径应该完全或部分重新建立。另外，由于缺乏涉及待转换数据格式的精确规范，这样的转换一般是不完整的。
另外，在CAD系统的用户企业里，对普遍和很好确定的开放数据的结构和格式，同时作为不同CAD系统之间交换的手段，但也为了保证企业所使用的CAD软件编写者之间尽可能低的独立性，假设所用CAD软件的编写者终止活动的情况下，一般须要从一个软件到另一个软件来重新处理CAD的数据。
经过前面的考虑，很显然对于具有良好市场而且可靠的可从任何与几何实体有关的数据建模和/或处理软件中输出与几何实体有关数据的方法和系统是有需求的，而且无须知道此软件使用的数据结构，也无须以任何方式对此软件进行任何改变，而且不用开发对所涉及软件特殊的界面。
在实用程序的先有技术中存在着比如glTrace或glAnalysePro等，它们能够截取和存储由应用图形所进行的调取函数或原函数。但是，这些实用程序只具有将涉及的图形应用的调试功能，完全不能把与几何实体有关的数据输出到同样性质的另一个系统中。
发明内容
因此，本发明的目的是使用为几何实体建模和/或处理的计算机系统，提供一种与几何实体有关的数据输出方法，所述几何实体建模和/或处理计算机系统包括至少一个能够执行计算机程序的中央处理单元、一个能够在执行所述计算机程序的过程中存储所述计算机程序和与几何实体有关的数据的存储器和至少一个能够永久存储与几何实体有关的数据的存储器，所述计算机系统运行至少一个几何实体建模和/或处理程序和至少一个与几何实体有关的数据的显示程序，所述至少一个建模和处理程序，通过调用位于所述至少一个显示程序中的显示函数将待显示的与几何实体有关的数据传递到至少一个显示程序中，待由所述显示程序显示的所述数据，以由所述至少一个几何实体建模和/或处理程序调用的所述显示函数的参数形式被所述至少一个建模和/或处理程序传递到所述至少一个显示程序中，所述显示函数能够显示一定量的与几何实体有关的数据，其特征在于，与几何实体有关的数据的输出程序被代入所述至少一个显示程序，所述输出程序具有和所述显示程序相同的与几何实体有关数据的显示函数，所述输出程序的所述与几何实体有关数据的显示函数具有与所述至少一个显示程序的相应函数相同的参数，所述至少一个几何实体建模和/或处理程序以透明方式调用所述输出程序的函数以代入所述至少一个显示程序的相应函数。
在本发明的方法中，所述至少一个建模和/或处理程序中的至少一个是比如计算机辅助设计类，即CAD类的程序，或者是视频游戏类的程序。
另外，当把所述至少一个建模和/或处理程序时调用到所述输出程序的所述一个显示函数中时，所述输出程序以适当的格式将数据存储在所述至少一个存储单元中，该数据来源于由所述输出程序把所述至少一个建模和/或处理程序调用到所述输出程序的所述显示函数中的处理。
而且，当将所述至少一个建模和/或处理程序调用到所述输出程序的所述显示函数中之一时，所述输出程序可以将相应的所述显示程序的显示函数调用到在所述输出程序中调用的，具有与在调用到所述输出程序的所述函数时存在的参数相同的调用参数的所述显示函数中。
在此情况下，所述被调用的显示程序可以是其中所述输出程序已被代入的所述显示程序，或者相反，是与其中所述输出程序被代入的程序不同的显示程序。
另外，所述计算机系统还可包括至少一个图形显示装置，所述至少一个显示装置包括至少一个图像刷新和/或显示存储器，所述至少一个显示程序给所述至少一个显示装置中指令，使由所述显示程序接收的显示函数的所述调用呈点状数值化，所述显示装置将所述点存储在所述图像刷新和/或显示存储器中，此点来源于由所述至少一个显示程序接收的显示函数调用时的所述数值化。
在此情况下，所述计算机系统还可包括至少一个图形显示器，而且其中所述图像刷新和/或显示存储器使所述至少一个显示装置发光，所述至少一个显示装置在所述至少一个图形显示器上显示出从所述图像刷新和/或显示存储器所重新读出的点。
此时，由所述输出程序进行的数据输出可以被至少一个特别的图形指令所启动，此指令是被所述至少一个建模和/或处理程序传递到所述输出程序中的，所述启动所述数据输出的至少一个特别的图形指令是比如促使完成所述调用在所述图像刷新和/或显示存储器中的所述点接收的图形函数的所述数值化的指令。
在实施方案中，所述至少一个显示装置包括至少两个图像刷新和/或显示存储器，而且其中所述促使所述输出的指令是促使将所述至少两个图像刷新和/或显示存储器中的一个切换到所述至少两个图像刷新和/或显示存储器中的另一个的指令。
另外，当将所述建模和/或处理程序调用到所述输出程序的所述显示函数中时，所述输出程序可以已适当的格式存储在来源于由所述输出程序调用到所述输出程序的所述显示函数所进行处理的数据的所述存储器中。在此情况下，所述计算机系统还可执行在来源于由所述输出程序进行处理的数据存储器中重新读出的实用程序。另外，此时重读所述存储器的所述实用程序可以以适当的格式存储在所述至少一个所述来源于被从所述存储器中重新读出的所述输出程序进行处理的数据的存储单元中。
另外，所述实用程序还可以借助于适当地调用到所述至少一个显示程序的显示函数来显示从所述存储器中重新读出的所述数据。
在其中代入所述输出程序的所述至少一个显示程序中之一将要符合比如Silicon Graphics公司的OpenGL规范。在此情况下，所述至少一个促使所述输出的指令将是指令OpenGL“wglSwapBuffer”和/或指令OpenGL“glFlush”。
同样，其中所述输出程序被代入的所述至少一个显示程序中之一将要符合Microsoft公司的DirectX规范。
通常，在本发明的方法中，所述与几何实体有关的数据要包括几何数据。在此情况下，几何数据将是二维类型和/或三维类型的。另外，此时所述几何数据可包括点数据和/或具有两个点的线段数据和/或涉及三角形的数据和/或涉及四边形的数据和/或涉及多边形的数据。
同样，所述几何数据可以与线型和/或表面型和/或体型几何实体有关。此时，与几何实体有关的所述几何数据还包括与至少一个与至少一个所述线形和/或表面型和/或体型实体正交的向量有关的几何数据。
同样，所述与几何实体有关的数据可包括色彩数据和/或结构数据。
本发明还提供一个与几何实体有关的使用几何实体建模和/或处理计算机系统的数据输出系统，所述几何实体的建模和处理计算机系统包括至少一个能够执行计算机程序的中央处理单元、一个在执行所述计算机程序的过程中能够存储所述计算机程序和与几何实体有关数据的存储器，以及至少一个能够永久存储与几何实体有关数据的存储单元，所述计算机系统包括至少一个几何实体的建模和/或处理程序和至少一个与几何实体有关数据的显示程序，通过调用位于所述至少一个显示程序中的显示函数，所述至少一个建模和/或处理程序将待显示的与几何实体有关的数据传递到所述至少一个显示程序中，所述待由所述显示程序显示的数据被所述至少一个建模和/或处理程序以调用被所述至少一个几何实体建模和/或处理程序调用的所述显示函数参数的形式转移到至少一个显示程序中，所述显示函数能够显示出一定量的与几何实体有关的数据，而且其特征在于，它使用了按照前面任何一顶权利要求的方法。
附图说明
下面仅作为举例，参照附图说明本发明的两个实施模式，其中：
图1是不使用本发明的输出方法，借助于标准的显示函数程序库，在计算机显示器上显示几何模型的功能示意图；
图2是使用按照本发明的与几何实体有关的数据输出方法，在计算机显示器上显示几何模型的功能示意图；
图3是按照本发明的与几何实体有关的数据输出方法的组织图；
图4是在本发明的第一个实施模式中图3的方块40的详细组织图；
图5是在本发明的第二个实施模式中图3的方块40的详细组织图；
具体实施方式
本发明的方法在与几何实体有关的数据建模和/或处理计算机系统1中运行。
此计算机系统1可以由没有显示出的与几何实体有关的数据建模和/或处理程序11的用户使用，在此计算机系统1上可使用或不使用本发明的方法。此计算机系统1还可以在图形显示器14上显示来源于被图形函数程序库12控制的图形界面13卡的图形信号。
在此叙述的后面，为了更加简化，与几何实体有关的数据建模和/或处理11的程序11也可以表示为图形应用11。
在本发明的优选实施模式中，用来运行本发明方法的计算机系统1是一台计算机，该计算机能够使用Microsoft公司的Windows操作系统，在此操作系统中，几何数据的显示程序是通过编辑符合比如SiliconGraphics公司的OpenGL规范的动态链接库(DLL)执行的图形API(对于高级编程界面)。此DLL通常位于Windows系统目录中，被命名为opengl32.dll。
OpenGL程序库包括许多函数，在此叙述中，作为例子使用的整个OpenGL函数，不管是使用本发明的方法，还是不使用本发明方法的，都有意局限于OpenGL的很简化的子集，以在此叙述中能够保持合理的总量。然而，由此应该很好地理解，本发明的原理不但限于在此叙述中存在的OpenGL函数，而且同样应用于在OpenGL规范中存在的各种函数。
参见图1，现在叙述不使用本发明的数据输出方法，在图形显示器14上显示几何模型10的运行原理。
当希望的图形应用11在图形显示器14上显示一个几何模型时，它将图形界面12调用到位于DLL中的图形函数中。此图形界面12将向量型的指令经过其相关的控制软件送往图形卡13。
所述的显示器由阴极射线管或类似的装置组成，通过视频型的扫描进行显示，因此，必须存储被显示的图形数据的二进制影像，以使使用者2能够保持显示图形数据在视觉上的保留。对于显示器14的每个可显示点，这个由一定量的二进制数字组成的二进制影像就被存储在被称为图像刷新存储器的图形卡13的内存储器中。通过每秒20多次重新读出此二进制影像，和由存储在图形卡13的图像刷新存储器中的影像的代表性视频信号重读的信息产生，就由图形卡得到了对于使用者2的数据视觉保留。图形卡13就把这些视频信号送到图形显示器14上，在这里它们使以二进制形式存储在图形卡13的图像刷新存储器中的影像得以显示出来。
因此，希望在计算机显示器14上显示几何模型10的图形应用11将执行一系列存在于DLL OpenGL中的图形函数的调用。在OpenGL规范中，此一系列图形函数的调用终止于特定函数的调用，这将结束把送到卡13的指令转换为在图形显示器14上显示的二进制点的过程。
比如，为了显示由两个分别通过坐标的点ABC和BCD的三角形的片(strip)T1和T2组成的几何模型10，它们的坐标分别是：
A：(0，10，0)；
B：(0，10，-10)；
C：(0，0，0)；
D：(0，0，-10)；
按照DLL OpenGL图形应用11进行图形函数的调用：
glBegin(GL_TRIANGLES_STRIP)
glVertex3fv(0.000，10.000，0.000)
glVertex3fv(0.000，10.000，-10.000)
glVertex3fv(0.000，0.000，0.000)
glVertex3fv(0.000，0.000，-10.000)
glEnd()
wglSwapBuffers()
在此一系列调用当中，调用glBegin(GL_TRIANGLES_STRIP)表示三角形片的开始，而调用glEnd()表示其结束。函数glVertex3fv能够由三个坐标x、y和z定义三角形的顶点。
当前面的全部元素被图形应用11经过调用上述函数而转变为API图形12时，图形应用11就引起借助于API图形12适当的函数，比如在上面的例子中指出的“glFlush”函数或“wglSwapBuffers”函数转变的上述元素显示的完成。这些函数促使完成全部两个前面接收的图形指令转变为在图形卡13的电流图像刷新存储器中的比特影像，结果这就结束了前面接收的图形接收指令在图形显示器14上的显示。
在图形卡13具有两个帧存储器的情况下，指令“wglSwapBuffers”还引起图形卡13两个帧存储器的转变。
在所述显示例子的情况下，接收指令“wglSwapBuffers”的效果就是引起在图形显示器14上有效地显示出被图形应用11通过图形界面转变到图形卡13中的图形指令。在此情况下，其效果就是在此显示器14上完成了由两个三角形T1和T2组成的几何实体10的显示。
现在参照图2和图3，叙述使用本发明的方法进行输出几何模型。
当使用本发明的方法安装图形数据输出程序时，在Widows系统目录中存在的原DLL“opengl32.dll”12被重新命名为比如“opengl32bis.dll”，而且它被实施本发明方法而且与原来的，即“opengl32.dll”相同的方式命名的DLL15取代。按照本发明的此DLL15在OpenGL规范中具有与原DLL12相同的功能，即对于同样的名称和同样的参数，它赋予和原DLL OpenGL12相同的界面函数。
当没有显示出的操作者2希望输出由图形应用11建立和/或处理的几何模型10的数据时，预先使用了实施本发明方法以及如上所述的DLL。此时要显示图形应用11希望的几何模型10。与在前面所述的使用计算机系统1而不使用本发明方法的方式相同，当图形应用希望在显示器上显示一个几何模型时，使用了位于Windows系统目录中被命名为“opengl32.dll”的DLL15，即按照在此DLL15中包含的OpenGL规范调用函数和原程序。
考虑到此，在安装按照本发明的输出与几何实体有关的数据的程序时，用使用本发明的DLL15代替了DLL12，此时显然图形应用调用使用本发明方法的DLL15中存在的函数和原程序代替在原DLL12中存在的函数和原程序。
在另一个实施方案中，可以通过在特定的应用11目录中只安装DLL15来只安装命名为DLL15的opengl32.dll以便用来应用特定的几何建模或处理。实际上，当Windows操作系统寻找被应用11所指定的DLL15时，它首先在应用11存在的同一个目录中寻找此DLL15。如果没有找到，Windows操作系统随后就在特别包括安装Windows操作系统的系统目录的系统1的预先确定的目录中寻找此DLL15。
因此，当使用本发明的方法并重新处理如上所述的例子时，本发明的DLL15代替原来的DLL OpenGL12，调用用于后者的图形函数。在本发明当前的实施模式中，此时本发明的DLL15把调用接收的函数转变为原来的DLL12，即它调用具有与在来源于图形应用11的调用中接受的函数具有相同参数的DLL12的相应函数。
结果，本发明的DLL15接收了如下函数的调用：
glBegin(GL_TRIANGLES_STRIP)
glVertex3fv(0.000，10.000，0.000)
glVertex3fv(0.000，10.000，-10.000)
glVertex3fv(0.000，0.000，0.000)
glVertex3fv(0.000，0.000，-10.000)
glEnd()
wglSwapBuffers()
为了输出与几何实体有关的数据，在按照本发明的DLL15中包含的程序将一定量的与几何实体有关的数据表存储在其存储器16中并进行管理，这些表非限定地是比如点的“点”表和三角形的“三角形”表。在开始时，这两个表是空的，即点表的N Point元素数和三角形表的NTriangle的元素数都是0。
在步骤30开始DLL15的程序，这里把点的N Point数和三角形的N Triangle数都初始化为0，然后等待接收来自图形应用11的图形指令。当接收到指令glBegin(GL_TRIANGLES_STRIP)时，本发明的方法就到达步骤31，在这里检测指令GL_BEGIN的参数值是否是表示由其顶点定义三角形片的图形指令串GL_TRIANGLES_STRIP的预定值。如果回答是否定的，本方法就转向步骤30，这就是说如果参数值是GL_TRIANGLES_STRIP，本方法就转向步骤32，在此等待一个图形指令。
当接收到一个图形指令时，本发明的方法就在步骤33中检测接收到的指令是否是指令glVertex3fv，在本实施例的情况下，回答是肯定的，当接收了调用glVertex3fv(0.000，10.000，0.000)时，本发明的方法就到达步骤34。在步骤34中，当接收了N Point的单位点时，即N Point由其初始值0变为1时，就将DLL15中的程序增量。此时将接收的点存储在点表中，即在步骤34中，在数值为0.000、10.000和0.000的情况下，总是分别将接收到的指令glVertex3fv的第一、第二和第三参数存储在点表第一点的坐标x、y和z的位置上。然后本发明的方法就到达步骤35。
在步骤35中，本发明的方法检测接收的点的N Point是否小于3。如果回答是肯定的，本发明的方法将转向步骤32，否则本发明的方法就到达步骤36。
当在步骤33中时的回答是否定的时，这意味着至少有三个点被前面的指令glVertex3fv传递。按照对于GL_TRIANGLES_STRIP三角形片的OpenGL规范，这表明确定了一个由接收的后三个点组成的三角形片。
因此随后在步骤36中，使用本发明方法的程序DLL15增加由一个单位接收的三角形的数，即增加由一个单位接收的三角形的N Triangle数。此时把构成如此接收的三角形的点的号码n1、n2和n3，即按照OpenGL规范的接收的后三个点，存储在三角形表的相应位置上，即把接收的后三个点的号码N Triangle-2、N Triangle-1和N Triangle存储在三角形表的N Triangle号码位置的n1、n2和n3位置上。
此时，DLL15中的程序转向步骤32，为的是在这里等待由图形应用11传递的三角形片的另一个可能的点。
本发明的方法反复进行步骤32到步骤36，直至在步骤32中的回答是否定的为止。
在所述的实施例当中，在经过4个“glVertex3fv”指令有了4个点以后，DLL15不再接收另外的“glVertex3fv”指令，而是代之以接收指令“glEnd”。然后在步骤33中，回答是否定的，此时DLL15就到达步骤37。
在OpenGL规范当中，在GL_TRIANGLES_STRIP三角形片的情况下，指令“glEnd”意味着由前面的指令“glBegin”开始的图形指令结束。
在步骤37中，DLL15检测接收到的后一个调用是否是调用函数“glEnd”。如果回答是否定的，在DLL15中包含的程序就转向步骤32。当在步骤37中检测的回答是肯定时，DLL15中的程序就到达步骤38。在所述的实施例当中，当图形应用11在4个“glVetrex3fv”指令以后送出指令“glEnd”时就是这样。
在步骤38中，在本发明的DLL15中包含的程序等待来自图形应用11的指令，然后当接到这样的指令时，就到达步骤39。
在步骤39中，DLL15程序检测接收到的图形指令是否是OpenGL指令“wglSwapBuffers”或“glFlush”。如果回答是否定的，即如果接收到的指令既非“wglSwapBuffers”也非“glFlush”，此时按照本发明方法的DLL程序就结束了。如果在步骤39中的回答是肯定的，此时DLL15程序就到达步骤40。
在所述的实施例当中，在送出指令“glEnd”以后，图形应用11此时向程序DLL15送出指令“wglSwapBuffers”，但也可以使用指令“glFlush”。
如同前面在使用计算机系统1而不用本发明的方法时所指出的，这些指令促使完成图形指令的转变及其在显示器14上的所谓适当的显示，因此这些指令暗含着包括前面转移的指令形成协调一致的整体的意思，因为它应该显示在显示器14上而不用等待其他图形指令。
然后，在本发明的实施模式中，使用这些指令来确定前面接收到的哪一个指令形成协调一致的整体以及在此时用来将其输出到存储单元18。
然后，当在步骤39在检测时的回答是肯定的时候，即当接收到指令“wglSwapBuffers”或“glFlush”时，前面被DLL15中的程序接收到的指令就形成协调一致的整体，而且此时使用本发明方法的DLL15中的程序到达步骤40，在这里，一个名为Raider3D的模块17将存储在存储器16中的点和三角形表输出到存储单元18。
在本发明的方法中，在其中存储点和三角形表的存储器16是在实施本发明方法的计算机中的一个共享存储器，这意味着它可以被DLL15写入，同时由Raider3D模块17读出。
在本发明的第一个实施模式中，点和三角形表以简单的文本文件的形式输出到单元18，其中点和三角形被写入在存储单元18中的同名文件中。
现在再参见图4叙述按照本发明方法的第一种实施模式的模块Raider3D17的运行情况。
在此第一种实施模式中，在步骤41中，模块Raider3D17在存储单元18中生成并打开一个点输出文件，在所述实施例中其名称是“点”，它把在文件“点”中写入的点i的值初始化为数值0，然后就到达步骤42。
在步骤42中，模块Raider3D17检测在文件“点”中写入的点i的值是否小于在共享存储器中存在的点N Point的数值。如果在步骤42的回答是肯定的，模块Raider3D17就到达步骤43。在步骤43中，模块Raider3D17将点i的值增加一个单位，然后在文件“点”中写入点i的新值，然后在同一行写入对应i的点的三个坐标x、y和z，此点是由存储在共享存储器16中的“点”表的输入i复制的。此时模块Raider3D17到达文件“点”中的一行，然后转向步骤42。
如果在步骤42的回答是否定的，模块Raider3D17就到达步骤44。在步骤44中，模块Raider3D17关闭文件“点”，然后它就到达步骤45。在步骤45中，模块Raider3D17在存储单元上生成并打开一个三角形输出文件，在所述的实施例中将其命名为“三角形”，然后将在文件“三角形”中写入的三角形i的值初始化为0。此时就到达步骤46。
在步骤46中，模块raider3D17检测在文件“三角形”中写入的三角形i的值是否小于在共享存储器中存在的三角形N Triangle的数值。如果在步骤46中的回答是肯定的，模块Raider3D17就到达步骤47。在步骤47中，模块Raider3D17将三角形i的值增加一个单位，然后在文件“三角形”中写入当前三角形的号码i，而且在文件“三角形”的同一行由存储在共享存储器中的表“三角形”的三角形i的值再复制组成号码i的三角形的三个点的号码n1、n2和n3。此时模块17返回到步骤46中。
如果在步骤46中的回答是否定的，模块Raider就到达步骤48，在这里它关闭输出文件“三角形”。
此时在前面的实施例中得到的文本文件“点”和“三角形”将是分别在下面表1和表2中存在的形式。
表1
1    0.000，10.000，0.000
2    0.000，10.000，-10.000
3    0.000，0.000，0.000
4    0.000，0.000，-10.000
表2
1    1，2，3
2    2，3，4
此时，按照本发明的第一个实施模式的与几何实体有关的数据输出方法被终止，而且如同所看到的，这将能够输出由图形应用11所建立和/或处理的几何模型10，而无须知道此应用的数据格式，对此应用无须进行任何改变，也没有开发任何对此应用11来说是特殊的程序。
在本发明的第二个实施模式中，使用的输出格式是AutoDesk公司的DXF格式(Data eXchange格式)，这在输出与几何实体有关的数据方面是市场参考格式。
DXF格式是一种按照逐行信息的文本格式。这些行被逐对分组，第一行的对包含指出出现在下一行数据类型的实体数字数据。比如，当数字数据的类型是在0～9之间的实数时，在下一行出现的数据将是字符串，而当数字数据的类型是10～59之间的实数时，在下一行出现的数据将是两倍精确度浮点型的三维点的坐标。
另外，DXF文件被组织为节。节被引入一对行，行由引入字符串的数字0构成，行由关键词SECTION构成，它们由一对行终止，其中第一行由数字0构成，第二行由关键词ENDSEC组成。
DXF文件包括一定量不同类型的节，特别是描述几何类实体的ENTITIES节，以及一定量的其他节，比如定义参数或分类的节，它们都来源于本发明的范围。
ENTITIES节由几何模型的各种几何实体构成，每个实体都被指出实体类型的字符串引进，然后是定义相关实体所必需的参数。
比如，在空间定义一个面被一对行引入，其中第一行由引入字符串的数字0组成，然后是由关键词3DFACE组成的一行。
在空间中的一个面由分别构成三角形或四边形的三个或四个点构成，在用于指示时，第四个点被规定为与第三个点是一样的，习惯上更愿意是三角形而不是四边形。面的四个点中的每一个都被三个坐标x、y和z定义，如在前面所指出的，坐标中的每一个都被一对行所定义，其中第一行是10～59的指示实数，第二行是适当的所谓坐标。
在DXF格式规范中，此面第一个点坐标x1、y1和z1使用的指示符分别是10、20和30，对于此面的第二点的坐标x2、y2和z2的指示符分别是11、21和31，对于此面的第三点的坐标x3、Y3和z3的指示符分别是12、22和32，而对于此面的第四点的坐标x4、y4和z4的指示符分别是1 3、23和33。
在另一方面，对于一个号码为j的点，对于j由1～4变化的面点j的坐标x的数字指示符是9+j，点j的坐标y的数字指示符是19+j，点j的坐标z的数字指示符是29+j。
更准确说，现在参照图5，按照本发明的第二个实施模式的模块Raider3D17在步骤51中生成并打开一个输出文件，在所述实施例中其文件名为“DXF”，然后就到达步骤52。在步骤52中模块Raider3D17以DXF格式在文件的开头写入几行，即如下4行：
0
SECTION
2
ENTITIES
然后将在文件“DXF”中写入的面的数值i初始化为0。此时模块Raider3D17到达步骤53。在步骤53中，模块Raider3D17检测写入的面的数值i是否小于在共享存储器中存储的三角形N Triangl的数值。
如果在步骤53的回答是肯定的，即如果前面在文件DXF中写入的三角形的数i小于在共享存储器16在存储的三角形N Triangl的数，此时模块Raider3D17就到达步骤54。在步骤54中，模块Raider3D17使前面在文件中写入的三角形的数i增加一个单位，然后在用于面的文件DXF中从上端写入几行，即下面两行：
0
3DFACE
另外，在步骤54中，模块Raider3D17总是把在文件“DXF”中写入的三角形i的点j初始化为0，然后就到达步骤55。在步骤55中，模块Raider3D17检测在文件“DXF”中写入的三角形i的点j是否小于3。如果回答是肯定的，模块Raider3D17就转向步骤56。
在步骤56中，模块Raider3D17使在文件“DXF”中写入的三角形i的点j增加一个单位，并将号码n计算为等于三角形nj，即n应该等于三角形i的点j的号码nj。然后接着在第一行以DXF格式上写入对于此面的点j的坐标x的指示符，即数值9+j，然后对于前面计算出号码n的点，在第二行上写入坐标x本身。
同样，总是在步骤56中，总是对于号码为n的点，模块Raider3D17分别在第三行写入指示符19+j，在第四行写入其坐标，然后在第5行写入指示符29+j，在第6行写入坐标z。此时模块Raider3D就转向步骤55。
反复进行步骤55和56的方法，直至在步骤55中的回答变成否定，这就是说，在文件“DXF”中写入的三角形的点j等于3。在这个操作点上，模块Raider3D17将写入三角形i的三个点。
因此当i的值是1，即对于第一个三角形时，对于三角形1的点n1＝1，模块Raider3D17将在文件“DXF”中相继写入下面各行：
10
0.0
20
10.0
30
0.0
然后对于三角形1的点n2＝2，写入下面各行：
11
0.0
21
10.0
31
-10.0
然后对于三角形1的点n3＝3，写入下面各行：
12
0.0
22
0.0
32
0.0
当在步骤55中在文件“DXF”中写入的点j等于3时，模块Raider3D17就到达步骤57。在步骤57的开头，模块Raider3D将在文件“DXF”中以在上面所指出的形式写入三角形i的三个点。然而，对于一个面，DXF规范需要4个点，如在前面所述，号码是n3的第三个点是重复的，按照DXF的习惯，这意味着所描述的这个面是个三角形。
为此，在步骤57中，模块Raider3D17在文件的第一行中写入该面第四点的坐标x，即13指示符。同样，在第3行写入坐标y，即23的指示符，在第4行写入坐标y，在第5行写入坐标z，即33的指示符，在第6行写入坐标z。
在i的数值是1的情况下，即对于第一个三角形，根据在步骤57中的表现，模块Raider3D17在文件“DXF”中写入如下几行：
13
0.0
23
0.0
33
0.0
这重复了当前面的前一个点，即第一个三角形的第三个点的坐标。
在步骤57的出口处，模块Raider3D17转向步骤54，使用上面对于第一个三角形所述的同样方法，以输出下一个三角形，直至在步骤54中的回答是肯定的。
当在步骤54中的回答是肯定时，即存储在共享存储器16中的前一个三角形完全被写入文件“DXF”中，模块Raider3D17就到达步骤58。在步骤58中，模块Raider3D17写入一节的最后两行，即如下的两行：
0
ENDSEC
然后是将输出文件的结尾引入到DXF格式的两行，即：
0
EOF
然后，总是在步骤58中，模块Raider3D17关闭了文件“DXF”，此时它将是在如下表3中存在的形式。
表3
0
SECTION
0
ENTITIES
0
3DFACE
10
0.0
20
0.0
30
0.0
11
0.0
21
10.0
31
-10.0
12
0.0
22
0.0
32
0.0
13
0.0
23
0.0
33
0.0
0
3DFACE
10
0.0
20
0.0
30
-10.0
11
0.0
21
0.0
31
0.0
12
0.0
22
0.0
32
-10.0
13
23
23
0.0
33
-10.0
0
ENDSEC
0
EOF
此时，按照本发明第二个实施模式的与几何型实体有关的数据输出方法就结束了，正如所看到的，这将能够输出由图形应用11建立和/或处理的几何模型10，而无须知道此应用的数据格式，无须对此应用11做任何改变，也无须开发对此应用11的特殊的程序。
当然，本发明的方法并不限于截取和输出如上所述的点和三角形的图形函数。特别是在前面所述的实施例中，用于产生点的函数是函数glVetrex3fv，但是对于在该技术中的技术人员来说，前面的叙述显然适合于各种glVetrex指令集合。
另外，由前面的叙述完全应该清楚，本发明的方法能够输出所需的各种OpenGL函数，非限定性地比如定义四边形的函数、定义表面取向信息，比如在点上正交的函数、定义颜色、表面组织、透明度信息的函数。
另外，本方法不限于输出如在所述实施例中那样简单的几何结构的输出，对于先有技术的专业人员来说，显然本发明的方法能够输出任何几何模型，因为各种模型结构，无论如何复杂，都将借助于点、三角形、四边形等的原程序来显示，因此使用如上所述的方法可将它们输出。
同样，显然出于简化叙述的原因，假设所有使用的几何结构，特别是点，都是清晰的，因此用不着试图以任何方式将使用的表拆分或简化。实际上，无论是通过程序DLL15在点表和三角形表中记录时，还是在通过模块Raider3D17输出到存储单元18中的时候，显然可通过适当的方法删除重复的元素。
另外，本方法不限于叙述的使用OpenGL图形库的实施模式，对于本技术领域的专业人员来说，显然如上所述的方法也是可以应用于各种其他的能够用于建模或几何建模10的应用的显示函数库12，以非限定性的方式比如Microsoft的DirectX显示库。
另外，本发明的方法仅通过在希望的应用目录11中安装使用本发明方法的DLL15，而非在Windows操作系统目录中，只能用于所需的特定应用11，而非用于在建模和/或处理系统1中存在的整体图形应用。
因此按照前面的叙述可以看出，本发明的方法能够由应用11模型化的实施例10的几何信息，无须开发对此应用11是特定的程序，无须知道后者使用的数据格式，只须截取此应用11用来显示其几何模型10的图形函数和图形原程序。
考虑到此，为了把输出的与几何实体有关的数据存储在存储单元18中使用的数据格式将是一种已知和开放的格式，比如在第一种实施模式中存在的格式，或者是市场的标准格式，比如DXF格式，或者是特殊应用所需的其他格式，将很容易把这些数据输出到各种其他的所需几何建模或处理系统中。
因此，本发明的方法可应用于各个领域中，特别是应用在各种需要在不同系统之间交换与几何实体有关的数据的领域中，比如在使用与几何实体有关的数据的各种产业和服务业中所遇到的问题，比如小汽车或飞行器制造、工业设计、建筑物设计和/或建筑学等产业和服务业、视频游戏等领域。

Claims (26)

1.一种输出与用计算机系统(1)建模和/或处理几何实体(10)有关的数据的方法，该方法利用一个计算机系统(1)，其包括至少一个能够执行计算机程序(11、12、15)的中央处理单元、一个在执行所述计算机程序(11、12、15)的过程中能够存储所述计算机程序(11、12、15)和与几何实体有关的数据的存储器(16)和至少一个永久存储与几何实体有关的数据的存储单元(18)，所述计算机系统(1)运行至少一个建模和/或处理程序(11)和至少一个与几何实体(10)有关的数据的显示程序(12)，其特征在于包括如下步骤：
所述至少一个建模和/和处理程序(11)通过调用位于所述显示程序(12)中的显示函数而将待被显示程序(12)显示的与几何实体有关的数据传递到所述显示程序(12)中；
所述待被所述显示程序(12)显示的数据，以被所述几何实体(10)的建模和/或处理程序(11)调用的所述显示函数的参数的形式，被所述至少一个建模和/或处理程序(11)传递到所述至少一个显示程序中；
所述显示函数能够显示一定量的与几何实体(10)有关的数据，所述方法进一步包括步骤：
将与几何实体(10)有关的数据的输出程序(15)代入到所述至少一个显示程序(12)中；
使所述输出程序(15)具有与所述至少一个显示程序(12)相同的与几何实体(10)有关数据的显示函数；
使所述输出程序(15)的与几何实体有关数据的所述显示函数具有与所述至少一个显示程序(12)的相应函数相同的参数；
所述至少一个几何实体建模和/或处理程序(11)以透明方式调用所述输出程序(15)的函数以代入所述至少一个显示程序(12)的相应的函数。
2.如权利要求1的方法，其中所述至少一个建模和/或处理程序(11)是计算机辅助设计程序，即CAD程序。
3.如权利要求1的方法，其中所述至少一个建模和/或处理程序(11)是视频游戏程序。
4.如权利要求1的方法，其中当所述至少一个建模和/或处理程序(11)调用所述输出程序(15)的一个所述显示函数时，所述输出程序(15)以适当的格式将数据存储在所述至少一个存储单元(18)中，该数据来源于由所述输出程序(15)把所述至少一个建模和/或处理程序(11)调用到所述输出程序(15)的所述显示函数中的处理。
5.如权利要求中1的方法，其中当所述至少一个建模和/或处理程序(11)调用所述输出程序(15)的一个所述显示函数时，所述输出程序(15)调用所述显示程序(12)的显示函数，该显示函数相对于所述输出程序(15)调用的显示函数其调用参数与与所述输出程序(15)的函数调用的当前参数是相同的。
6.如权利要求5的方法，其中所述被调用的显示程序是其中所述输出程序被代入了的所述显示程序(12)。
7.如权利要求5的方法，其中所述被调用的显示程序是与其中所述输出程序被代入了的显示程序不同的显示程序(12)。
8.如权利要求1-7中任何一项的方法，其中所述计算机系统(1)还包括至少一个图形显示装置(13)，所述至少一个显示装置(13)包括至少一个图像刷新和/或显示存储器，所述显示程序(12)向所述至少一个显示装置(13)发出指令，使由所述显示程序接收的显示函数的所述调用以点的形式数值化，所述显示装置(13)把所述点存储在所述图像刷新和/或显示存储器中，此点来源于对所述至少一个显示程序(12)接收的显示函数调用进行的所述数值化。
9.如权利要求8的方法，其中所述计算机系统(1)还包括至少一个图形显示器(14)，而且其中所述图像刷新和/或显示存储器被所述至少一个显示装置(13)读出，所述至少一个显示装置(13)在所述至少一个图形显示器(14)上显示从所述图像刷新和/或显示存储器中重新读出的所述点。
10.如权利要求8的方法，其中被所述输出程序(15)进行的数据输出被至少一个被所述至少一个建模和/或处理程序(11)传递到所述输出程序(15)中的特定图形指令所启动。
11.如权利要求10的方法，其中启动所述数据输出的所述至少一个特定的图形指令是促使完成所述调用在所述图像刷新和/或显示存储器中的所述点接收的图形函数的所述数值化的指令。
12.如权利要求10的方法，其中所述至少一个显示装置(13)包括至少两个图像刷新和/或显示存储器，而且其中所述促使所述输出的指令是促使将所述至少两个图像刷新和/或显示存储器中的一个切换到所述至少两个图像刷新和/或显示存储器中的另一个的指令。
13.如权利要求1-7、9-12中任何一项的方法，其中当将所述建模和/或处理程序(11)调用所述输出程序(15)的所述输出函数时，所述输出程序(15)将来源于由所述输出程序(15)进行的调用到所述输出程序(15)的显示函数的处理所得到的数据存储在所述存储器(16)中。
14.如权利要求13的方法，其中所述计算机系统(1)还通过在所述存储器(16)中重新读出来源于所述由所述输出程序(15)进行的处理得到的数据来执行实用程序(17)。
15.如权利要求14的方法，其中读出所述存储器(16)的所述实用程序(17)以适当的格式将来源于由所述从所述存储器(16)中重新读出的所述输出程序进行的处理所得到的所述数据存储在所述至少一个存储单元(18)中。
16.如权利要求14的方法，其中所述实用程序(17)借助于对所述至少一个显示程序(12)的显示函数进行的调用来显示从所述存储器(16)中重新读出的数据。
17.如权利要求1-7、9-12、14-16中任何一项的方法，其中被代入所述输出程序(15)的至少一个所述显示程序(12)符合Silicon Graphics公司的OpenGL规范。
18.如权利要求17的方法，其中促使所述输出的所述至少一个指令是OpenGL指令“wglSwapBuffers”和/或OpenGL指令“glFlush”。
19.如权利要求1-7、9-12、14-16中任何一项的方法，其中被代入所述输出程序(15)的至少一个显示程序(12)符合Microsoft公司的DirectX规范。
20.如权利要求1-7、9-12、14-16中任何一项的方法，其中所述与几何实体有关的数据包括几何数据。
21.如权利要求20的方法，其中所述几何数据是二维型和/或三维型的。
22.如权利要求20的方法，其中所述几何数据包括点数据和/或具有两个点的线段数据和/或涉及三角形的数据和/或涉及四边形的数据和/或涉及多边形的数据。
23.如权利要求20的方法，其中所述几何数据与线形和/或面形和/或体形几何实体有关。
24.如权利要求23的方法，其中与几何实体有关的数据还包括与至少一个所述线形和/或面形和/或体形实体正交的向量有关的几何数据。
25.如权利要求1-7、9-12、14-16中任何一项的方法，其中所述与几何实体有关的数据包括颜色数据和/或结构数据。
26.如权利要求1的方法，进一步包括如下步骤：
通过运行一个图像应用程序，接收一个函数调用序列到一个或多个作图函数，作图函数执行一个应用程序界面API以在一个二维媒介上生成图像输出；
通过响应每一个函数调用，判定所述函数调用是否是一个或多个预先定义的函数类型之一，以及如果判定结果为是，则
如果所述函数调用传递点数据，则将点数据加入到数据结构，
如果所述函数调用传递实体数据，则将实体数据加入到数据结构，以及
如果所述函数调用指示了一个结束条件，则将数据结构中的数据输出到一个或多个文本输出文件；
在接收函数调用序列的最后函数调用后，关闭一个或多个输出文件；
其中点数据重现一个或多个顶点以及实体数据重现一个或多个几何实体；以及
其中在数据结构中的数据是以独立于图像应用程序的格式存在的。
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