[发明专利]用于在计算机屏幕上显示对象的方法、装置和程序

说明书

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统领域，尤其涉及用于在计算机屏幕上显示对象的方法。

背景技术

已知计算机辅助技术包括计算机辅助设计或CAD，其涉及用于创作产品设计的软件解决方案。类似地，CAE是计算机辅助工程的缩写形式，例如其涉及用于仿真未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是指计算机辅助制造并且通常包括用于定义制造过程和操作的软件解决方案。

市场上提供有许多系统和程序用于形成产品的对象(零件)或对象的组件的设计，例如由Dassault Systemes提供的商标为CATIA的系统。这些CAD系统允许用户构建和操控对象或对象的组件的复杂的三维(3D)模型。因而，CAD系统使用边或线，在特定情况下使用面，来提供模型化对象的表示。可以以各种方式来表示线或边，例如非均匀有理B样条(NURBS)。这些CAD系统将零件或零件的组件管理为模型化对象，所述模型化对象大体上是规范的几何形状。特别地，CAD文件包含根据其生成几何形状的规范，这些规范又允许生成表示。可以将几何形状和表示存储在单个或多个CAD文件中。CAD系统包括图形工具，其用以将模型化对象表示给设计者；这些工具专门用于复杂对象的显示——对于每个零件，在CAD系统中表示对象的文件的通常大小为一兆字节的范围，并且组件可以包括数千个零件。CAD系统管理对象模型，这些对象模型存储在电子文件中。

在计算机辅助技术中，当考虑到技术的效率时，图形用户界面(GUI)发挥重要的作用。对对象进行操控和/或导航所需的大部分操作可以由用户(例如，设计人员)在GUI上执行。特别地，用户可以创建、修改和删除形成产品的对象，并且还可以对产品进行探究以便例如经由产品结构来理解对象如何相互关联。传统上，这些操作是通过位于GUI侧边的专用菜单和图标来执行的。最近，诸如CATIA之类的CAD系统允许在产品表示的附近调用这些功能。设计人员不再需要向菜单和图标移动鼠标。由此在鼠标的触及范围之内能够进行操作。此外，所述操作以语义进行：对于设计人员所选择的给定操作，CAD系统可以根据之前所选择操作而仍然在鼠标附近向设计人员提出设计人员可能选择的一组新的操作。

产品生命周期管理(PLM)解决方案也是已知的，其是指通过扩展型企业的概念来帮助公司从产品概念阶段到产品生命终止期间共享产品数据、应用共用处理并利用全体的知识来进行产品开发的商业策略。通过包括参与者(公司部门、商业伙伴、供应商、原始设备制造商(OEM)和消费者)，PLM可以允许该网络作为单个实体工作以对产品和处理进行构思、设计、构建和支持。

一些PLM解决方案使得例如可能通过创建数字模型(产品的3D图形模型)来设计和开发产品。可以首先使用适当的应用来定义和仿真数字产品。接着，可以定义并建模精益的(lean)数字制造过程。

Dassaults Systemes(以CATIA、ENOVIA和DELMIA为商标)所提供的PLM解决方案提供了组织产品工程知识的工程中心(Hub)，管理制造工程知识的制造中心，以及使得企业能够整合并连接到工程中心和制造中心的企业中心。系统共同地提供了链接产品、处理、资源的开放式对象模型，以使得能够进行动态的、基于知识的产品创建和决策支持，这使得进行优化的产品定义、制造准备、生产和服务。

这样的PLM解决方案包括产品的相关数据库。所述数据库包括一组文本数据以及所述数据之间的关系。典型地，数据包括与产品相关的技术数据，所述数据以数据层次进行排序并且被索引为能够进行检索。所述数据代表模型化对象，所述模型化对象通常是模型化产品和处理。

包括产品配置、处理知识以及资源信息的产品生命周期信息通常意图以协作方式进行编辑。

如以上所看到的，当今，针对模型化对象的大多数操作都在CAD系统上以图形方式来执行。因此，表示所述模型化对象就起到重要的作用。模型化对象的显示是计算所述模型化对象的图像的处理的结果；该处理被称作渲染。因此，渲染是创建所要显示的模型化对象的图像的动作，并且所述图像是渲染的结果。因此，术语“计算”图像和“渲染”图像是同义词。

已经开发出若干种渲染方法并且由CAD系统来实现。一些方法适用于真实感(photo-realistic)渲染，而其它方法便于实时渲染。在真实感渲染中，光线跟踪渲染(也称作光线跟踪)被CAD系统所广泛实现。光线跟踪在于通过跟踪光通过图像平面中像素的路径而生成图像。特别地，光线跟踪允许优于其它渲染方法进行光照的真实感仿真，并且诸如反射和阴影之类的效果是光线跟踪渲染的自然结果。