修改受约束和不受约束的曲线网络
[0001] 对其它
申请的交叉引用本申请与共同转让的2013年4月30日提交的“Curves in a Variational System”这一美国
专利申请13/873,642共享某种主题，该美国专利申请特此通过引用而并入。
技术领域
[0002] 本公开内容总体涉及
计算机辅助设计、
可视化和制造系统、产品生命周期管理（“PLM”）系统以及管理用于产品和其它项目的数据的类似系统（共同地，“产品数据管理”系统或PDM系统）。
背景技术
[0003] PDM系统管理PLM及其它数据。改进的系统是合期望的。
发明内容
[0004] 各种所公开的
实施例包括用于修改
几何模型的方法和对应的系统以及计算机可读介质。方法包括：接收几何模型，该几何模型包括多个曲线。该方法包括：接收该多个曲线中的一个或多个曲线的选择；发现该多个曲线中与所选曲线相关的至少一个其它曲线；以及发现所选曲线与该（一个或多个）其它曲线之间的关系，包括将所选曲线、该（一个或多个）其它曲线和所述关系添加到所选曲线集合。该方法包括：预处理所选曲线集合，包括去激活针对几何模型的约束的集合。该方法包括：接收所选曲线的修改；以及修改所选曲线集合，以产生经修改的几何模型和经修改的所选曲线集合。该方法包括：后处理经修改的所选曲线集合，包括重新激活和应用针对几何模型的约束。
[0005] 前述内容已经相当宽泛地概述了本公开内容的特征和技术优势，使得本领域技术人员可以更好地理解以下的详细描述。本公开内容的附加特征和优势将在下文中加以描述，其形成
权利要求的主题。本领域技术人员将领会到，他们可以容易地使用所公开的概念和具体实施例作为修改或设计用于实施本公开内容的相同目的的其它结构的
基础。本领域技术人员还将认识到，这样的等同构造不脱离于本公开内容的以其最宽泛形式存在的精神和范围。
[0006] 在进行以下具体实施方式之前，可以有利的是，阐述贯穿本专利文档使用的某些词语或短语的定义：术语“包含”和“包括”以及其派生词意指包括而不限于；术语“或”是包括性的，意味着和/或；短语“与…相关联”和“与其相关联”以及其派生词可以意指包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、可与……通信、与……协作、交织、并置、接近于、接合到或与……接合、具有、具有……的性质等等；并且术语“
控制器”意指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分，而不管这样的设备是以
硬件、
固件、
软件还是这些中的至少两个的某种组合实现。应当指出的是，与任何特定控制器相关联的功能性可以是集中式的或分布式的，而不管是本地还是远程。用于某些词语和短语的定义贯穿本专利文档而提供，并且本领域普通技术人员将理解到，这样的定义在许多（如果不是大多数的话）实例中适用于这样的所定义的词语和短语的在先以及未来使用。尽管一些术语可以包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可以明白地将这些术语限于具体实施例。
附图说明
[0007] 出于本公开内容及其优势的更完全理解，现在参照结合附图进行的以下描述，在附图中相似编号
指定相似对象，并且在附图中：图1描绘了其中可实现实施例的
数据处理系统的
框图；
图2描绘了依照所公开的实施例的过程的
流程图；以及
图3A和3B图示了依照所公开的实施例的修改之前和之后的示例性2D几何模型。
具体实施方式
[0008] 以下讨论的图1到3以及在本专利文档中用于描述本公开内容的原理的各种实施例仅通过说明的方式进行，而不应当被以任何方式解释为限制本公开内容的范围。本领域技术人员将理解到，本公开内容的原理可以在任何适当布置的设备中实现。本申请的许多创新教导将参照示例性非限制性实施例加以描述。
[0009] 在变分（variational）建模系统（诸如在西
门子产品生命周期管理软件有限公司产品中使用的“同步技术”过程）内， 改变是通常以变分形式表达的。变分系统在几何约束和维度方面描述曲线的对象模型或集合中的特征的参数和这些特征之间的关系。这样的系统然后使用“求解器”过程来处理这些约束和维度，连同维持设计意图所需的大量附属约束和维度，并且整个模型同时被求解。
[0010] 常规地，二维（2D）或三维（3D）中的曲线几何形状已经是在没有约束的情况下控制的或者是通过必须完全地约束整个系统来控制的，要么自动地要么手动地控制。这两种方法中的任一种都不具有同步技术的优势，其对基于选择的、局部、快速且直观的编辑进行自动化且不要求约束整个系统。
[0011] 同步曲线编辑允许在修改之前推断所选曲线、所连接曲线和邻近曲线之间的关系之后对曲线进行修改。被推断的关系是在做出修改的同时在所有曲线上施行的。这使同步曲线编辑工具比在传统工具的情况下更强大。
[0012] 基本过程是：一个或多个曲线被选择以用于修改。在选择之后，由曲线发现器进行关系的推断。曲线然后通过诸如移动或偏移之类的操作加以修改。在操作之后，执行约束后处理以决定如何处置任何预先存在的（草图）约束。曲线修改的结果是经修改的曲线集合。
[0013] 所公开的实施例包括用于通过推断并求解暂态约束来修改受约束和不受约束的曲线网络的系统和方法。要指出的是，尽管在本文中在2D几何形状的上下文中描述具体实施例，但是本文所讨论的技术也适用于3D几何形状。
[0014] 图1描绘了其中可实现实施例的
数据处理系统的框图，例如作为特别地通过软件而配置或以其它方式被配置成执行如本文所描述的过程的PDM系统，以及特别地作为如本文所描述的多个互连且通信的系统中的每一个。所描绘的数据处理系统包括连接到二级高速缓存器/桥104的处理器102，该二级高速缓存器/桥104继而连接到本地
系统总线106。本地系统总线106可以例如是外围组件互连（PCI）构架总线。在所描绘的示例中还连接到本地系统总线的是主
存储器108和图形适配器110。图形适配器110可以连接到显示器111。
[0015] 诸如局域网（LAN）/广域网/无线（例如WiFi）适配器112之类的其它
外围设备也可以连接到本地系统总线106。扩展总线
接口114将本地系统总线106连接到输入/输出（I/O）总线116。I/O总线116连接到
键盘/
鼠标适配器118、盘控制器120和I/O适配器122。盘控制器120可以连接到存储装置126，存储装置126可以是任何适当的机器可使用或机器可读存储介质，包括但不限于：非易失性、硬编码型介质，诸如
只读存储器（ROM）或可擦除、电可编程只读存储器（EEPROM）、磁带存储装置；以及用户可记录型介质，诸如
软盘、
硬盘驱动器和紧致盘只读存储器（CD-ROM）或数字多功能盘（DVD）、以及其它已知的光学、电气或磁存储设备。
[0016] 在所示出的示例中还连接到I/O总线116的是音频适配器124，扬声器（未示出）可以连接到音频适配器124以用于播放声音。键盘/鼠标适配器118提供用于指点设备（未示出）的连接，该指点设备诸如是鼠标、
轨迹球、轨迹
指针等。
[0017] 本领域普通技术人员将领会到，在图1中描绘的硬件可以针对特定实现方式而变化。例如，诸如光盘驱动器等之类的其它外围设备也可以附加地或代替所描绘的硬件而使用。所描绘的示例仅出于解释的目的而被提供且不意欲暗示关于本公开内容的架构限制。
[0018] 依照本公开内容的实施例的数据处理系统包括采用图形
用户界面的
操作系统。操作系统准许多个显示窗口被同时呈现在
图形用户界面中，其中每一个显示窗口将界面提供给不同的应用或提供给相同应用的不同的实例。图形用户界面中的
光标可以由用户通过指点设备来操控。光标的
位置可以被改变和/或诸如点击鼠标按钮之类的事件可以被生成以致动期望的响应。
[0019] 各种商用操作系统之一（诸如位于Redmond, Wash.中的微软公司的产品TMMicrosoft Windows 的一版本）可以在被适当修改的情况下被采用。依照如所描述的本公开内容来修改或创建操作系统。
[0020] LAN/WAN/无线适配器112可以连接到网络130（不是数据处理系统100的部分），网络130可以是任何公用或私用数据处理系统网络或者网络的组合，如本领域技术人员所已知的，包括互联网。数据处理系统100可以通过网络130与
服务器系统140通信，服务器系统140也不是数据处理系统100的一部分，而是可以例如被实现为单独的数据处理系统100。
[0021] 各种所公开的实施例使得能够使用曲线之间的所推断的关系来同步编辑曲线网络。关系可以包括如连接、平行、相切或
正交关系、镜像或相对关系等等这样的方面。所公开的实施例还可以使用具体操作，诸如移动曲线、偏移移动曲线、对曲线调整大小和删除曲线。
[0022] 在一些系统中，当用户正工作在曲线的大型不受约束集合中的曲线修改上时，难以保持设计意图。用户可能想要保持曲线连接、平行、相切等。这些关系不存在于模型中，但它们可以在探测现有曲线时被发现，因为曲线是连接、平行或相切的。所公开的实施例发现不显式地存在的关系并施行它们。
[0023] 在一些系统中，用户可能试图修改曲线，但现有几何和维度约束妨碍他。在许多情况下，用户确实正在尝试进行会与现有显式约束抵触的修改。所公开的实施例允许功能推翻现有关系。在修改之后，后处理将使尽可能多的几何和维度约束再生。
[0024] 所公开的实施例可以发现曲线和邻近曲线之间的关系，并可以使用变分求解器来推断和维持针对操作的持续时间的暂态约束。所公开的实施例可以使用范围来限制针对关系的搜索区域。该范围可以是小的，诸如被限于接近所选对象的区域，或者是大的，诸如是被显示或加载的任何事物。
[0025] 所公开的实施例允许用户能控制所发现或所推断的关系中的哪些被施行。所公开的实施例可以对结果进行后处理并试图使预先存在的显式约束再生。
[0026] 图2图示了可例如由一个或多个PLM或PDM系统（一般地被称为“系统”）执行的依照所公开的实施例的过程的流程图，并且其它图用于图示如本文所描述的模型上的操作。
[0027] 系统接收具有多个曲线的几何模型（205）。如本文所使用的，“接收”可以包括从存储装置加载、从另一设备或过程接收、经由与用户的交互来接收。曲线可以处于3D环境中或者它们可以处于2D环境中；该示例性过程在2D环境的上下文中描述。
[0028] 系统接收该多个曲线中的一个或多个的选择（210）。这可以例如是通过系统的用户界面进行的用户选择。作为该过程的一部分，系统可以确定用户的选择意图。
[0029] 系统发现几何模型的与所选曲线相关的曲线以及对应关系（215）。在该过程期间，系统通过所定义的关系发现与所选曲线相关的曲线。其可以发现诸如相切、平行、共线、同心、相等半径、对称等等之类的关系。曲线识别还可以标识出圆
角状的弧并维持与恒定圆角半径的圆角关系。
[0030] 这些关系可以在功能操作的同时被维持，因此所选关系还将对于输出而言为真。在曲线识别过程中发现的曲线和关系被添加到所选曲线集合，所选曲线集合包括用户选择的曲线以及系统发现的曲线和关系。该所选曲线集合可以在其它过程中使用。
[0031] 还可以存在对用户隐藏的关系，诸如重合和相切关系。这些关系是基于处于选择中的曲线的容差来发现的。用于这一点的
阈值容差可以由用户定义。用户可以选择以较大容差工作以便允许使所导入的几何形状中的不良曲线网络工作和对该不良曲线网络进行修复。维持这些重合和相切关系在大多数实施例中不是可选的。
[0032] 曲线识别过程可以在所定义的范围内执行。对于曲线识别中的一些关系，不需要范围。范围可以由选择自身确定。相切将仅发现与所选曲线相切的曲线，这限制了其自身。同心将仅寻找与所选弧或圆同心的弧和圆，不存在这变得无法控制的
风险。
[0033] 然而，诸如平行、共线、相等半径和对称之类的约束可能在草图包含许多曲线时引起长搜索时间。对于以下关系，当存在许多曲线时，范围是决定性地优选的：平行、共线、相等半径和对称、垂直、
水平、竖直和相等长度。
[0034] 近范围被定义为包括仅作为关系曲线的所选曲线的相同环路或相交环路或相邻环路中的曲线。如果在所选曲线的环路与该环路之间不存在其它曲线，则环路是相邻环路。
[0035] 例如，对于两条平行线，发现沿垂直方向的重叠部分。如果没有重叠部分，则这两条线不相邻。从重叠部分的中点，系统可以绘制线。如果该线不与其它曲线相交，则这两条平行线相邻。
[0036] 对于两个共线的线，如果它们具有重叠部分，则它们相邻。否则，系统可以绘制其最接近端部之间的线。如果该线不与其它环路相交，则这两条共线的线相邻。
[0037] 对于两个相等半径的圆/弧，如果它们相交，则它们相邻。否则，系统可以绘制它们之间的最小距离线。如果该线不与其它环路相交，则这两个圆/弧相邻。
[0038] 附加地，将存在连接到曲线群集的端部的邻近曲线。
[0039] 在各种实施例中，由用户选择的曲线将典型地由一个或多个敞开或闭合的环路构成。在敞开环路的端部处，可能存在所连接的曲线。这些曲线是邻近曲线。邻近曲线与该选择之间的重合关系可以被发现并维持。邻近曲线与草图的其余部分之间的重合关系也可以被隐式地维持。超出邻近曲线外的这些所连接的曲线甚至不必处于范围之内。这些曲线典型地将不被修改。
[0040] 图3A和3B分别图示了修改之前和之后的示例性2D几何模型300。在该示例中，系统从用户接收了如图3A中所图示的曲线302的选择。系统使用曲线识别过程来发现曲线304a和304b连接到曲线302并且曲线304a和304b的端部与曲线302共线。系统使用曲线识别过程来发现曲线306a和306b分别是对曲线304a和304b而言邻近的所连接的曲线。所有这些曲线及其关系可以被添加到所选曲线集合。
[0041] 系统接收模型的用于移动曲线302的用户修改/编辑，如图3B中所图示。修改移动了曲线302和曲线304a/304b并维持曲线304a/304b与邻近曲线306a/306b之前的连接。剩余曲线没有被修改。它们保持固定，即便它们可能已经处于初始选择范围内部。
[0042] 返回到图2，系统可以预处理所选曲线集合（220），包括曲线和关系。已由曲线发现器选择或标识出的曲线可能具有被应用到它们的几何和维度约束。将允许曲线修改操作以覆写（override）这些约束和维度，但同时尝试尽其可能多地维持设计意图。
[0043] 该预处理可以包括去激活模型的约束系统（或者模型的约束集合）直到修改（下文）已经被定义之后。现在，所选曲线可以仅在曲线识别关系所施加的限制下被移动。
[0044] 系统接收所选曲线的修改（225）。这可以例如是其中用户通过用户界面将所选曲线“拖拽”到新位置的交互，或者可以是对本领域技术人员来说已知的所选曲线的其它修改，诸如移动、旋转、移动/旋转、偏移移动、改变大小或者甚至删除操作。用户使用适于所选修改类型的用户界面来提供修改输入。
[0045] 系统根据所选曲线集合来执行修改（230），以产生经修改的几何模型和经修改的所选曲线集合。典型地，这是变分求解，包括如用户定义那样修改的所选曲线，连同所选曲线集合的其它曲线和关系。修改由求解过程处置。在各种实施例中，修改是局部的且不涉及模型的约束系统，即使操作发生在受约束的草图特征中亦如此。
[0046] 经修改的几何模型可以是使用输出结果的动态预览来显示的；用户可以在查看动态预览的同时改变修改（在该情况下，过程可以重复接收修改）。
[0047] 系统可以后处理经修改的所选曲线集合（235），包括曲线和关系。当在预先约束的曲线上执行修改操作时，则应当执行约束后处理。在修改之后，约束求解器根据经修改的几何模型或经修改的所选曲线集合知晓曲线将处于何处。系统可以重新激活模型的约束系统，并沿着预处理的约束的列表向下工作，并试图解除抑制和应用尽可能多的约束和维度，而不使输出结果受损。
[0048] 对于与经修改的所选曲线集合相关的约束而言，系统将检查新的位置是否与约束相容。如果新的位置是相容的，则系统将重新应用约束。如果新的位置和约束不相容，则删除约束。
[0049] 如果作为修改的结果，在约束或维度中使用的曲线不再存在于经修改的几何模型中，则该约束或维度被删除。如果对约束解除抑制将与经修改的几何模型冲突，则这些草图约束和维度将被删除。在该情形中，维度约束的值可以被改变以便满足求解。
[0050] 存在某些约束，其可以通过在编辑之后调整它们而维持。例如，固定约束可以不具有相关联的坐标，因此其可以被保留，并且在编辑和移动相关曲线之后，新固
定位置将是新位置。作为另一示例，恒定长度约束可以不具有相关联的表达式，因此其可以被保留，并且在编辑之后，硬编码长度被调整为新长度。从该点起，线的新长度将对于随后求解而言是恒定长度。恒定角度约束可以以类似方式维持。可以维持均匀和非均匀缩放约束，其定义了模型是否可以在所有轴或具体轴上被均匀地缩放。
[0051] 当可能时，系统将维持任何驱动维度约束。当值已经改变时，则系统将进行以下操作：· 表达式是值/公式，并且其在几何模型中的其它地方未被使用。在该情况下，系统可以编辑表达式以匹配新值，并可以向用户通知：驱动维度的表达式被调整以匹配新值。在表达式中使用的任何公式现在丢失。
· 表达式是值/公式，但被几何模型中的另一表达式使用。在该情况下，系统可以使维度为参考的维度，并可以向用户通知：使维度为参考的维度以防止其它曲线移动。用户可以使维度有效以恢复关系。
[0052] 系统存储或显示经修改的几何模型（240），包括经修改的所选曲线集合且包括任何重新激活和应用的约束。经修改的所选曲线集合中的曲线已经是经修改的几何模型的一部分；经修改的所选曲线集合的所发现的关系和其它日期不再被需要，因此在各种实施例中它们可以被删除或维持。系统可以存储经修改的所选曲线集合以用于进一步处理相同所选曲线以便免除重复发现相关曲线的过程。如果任何曲线在下游被用作对另一特征的输入，则该关系必须被维持。显示性质可以不改变。
[0053] 当然，本领域技术人员将认识到，除非被操作序列具体地指示或要求，上文描述的过程中的某些步骤可以被省略、同时或顺序地执行、或以不同的顺序执行。
[0054] 本领域技术人员将认识到，出于简明性和清楚性，适于供本公开内容使用的所有数据处理系统的完整结构和操作在本文中并未描绘或描述。取而代之，描绘和描述了如对本公开内容而言独特的或者对于本公开内容的理解而言必要的数据处理系统中的仅这么多。数据处理系统100的构造和操作的剩余部分可以符合本领域中已知的各种当前实现和实践中的任一个。
[0055] 重要的是要指出，尽管本公开内容包括完全功能性系统的上下文中的描述，但是本领域技术人员将领会到，本公开内容的机制的至少部分能够以多种形式中的任一种的机器可使用、计算机可使用或者计算机可读介质内所包含的指令的形式而分布，并且本公开内容等同地适用，而不管用于实际实施分布的指令或
信号承载介质或存储介质的特定类型如何。机器可使用/可读或计算机可使用/可读介质的示例包括：非易失性、硬编码型介质，诸如只读存储器（ROM）或可擦除、电可编程只读存储器（EEPROM）；以及用户可记录型介质，诸如软盘、硬盘驱动器和紧致盘只读存储器（CD-ROM）或数字多功能盘（DVD）。
[0056] 尽管已经详细地描述了本公开内容的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解到，可以在不脱离本公开内容的以其最宽泛形式的精神和范围的情况下做出本文所公开的各种改变、替代、变化和改进。
[0057] 本申请中的描述都不应当被解读为意味着任何特定要素、步骤或功能是必须被包括在权利要求范围中的必要要素：受专利保护的主题的范围仅由所允许的权利要求限定。此外，这些权利要求都不意图援引35 USC §112的第六款，除非确切词语“用于…装置”后面跟着分词。
