0 引言

    許多制造企業(yè)已經(jīng)意識到，實現(xiàn)產(chǎn)品信息的有序管理將成為在未來的競爭中保持領先的關鍵因素。在這一背景下產(chǎn)生一項新的管理思想和技術：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，即Product Data Management，簡稱PDM。PDM以產(chǎn)品為核心，實現(xiàn)對產(chǎn)品相關的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理。隨著PDM的普及，PDM系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)可視化成為急需解決的問題，體現(xiàn)在以下三個方面。

    1)不兼容的CAD/CAM/CAE工具

    目前，CAD/CAM/CAE軟件眾多，且它們的三維模型格式互不兼容，這給企業(yè)在快速查看各種不同工具產(chǎn)生的產(chǎn)品設計三維模型帶來困難。

    2)讓三維數(shù)據(jù)為更多的人方便獲取

    在企業(yè)中，不僅設計部門的產(chǎn)品設計工程師關心產(chǎn)品的三維模型，其他部門的人員（如：營銷人員、管理人員）也很關心產(chǎn)品設計的情況，也希望隨時能看到新產(chǎn)品的“模樣”。

    3)文件必須小，能通過網(wǎng)絡快速傳輸

    雖然CAD/CAM/CAE軟件也定義了一些公共三維模型格式(IGES，STEP)，但這些格式的數(shù)據(jù)文件體積龐大，不適合在網(wǎng)絡上快速傳輸。

    鑒于以上情況，需要一種中性的（與工具軟件無關）、輕量化的文件格式來完成PDM系統(tǒng)的可視化需求。JT輕量化格式口正是在這一背景下的產(chǎn)物，目前JT格式已經(jīng)成為了ISO標準，被眾多的CAD/CAM/CAE軟件所支持。

    本文首先分析JT格式的結(jié)構(gòu)，然后以此為基礎開發(fā)出一款用于某企業(yè)PDM可視化的JT瀏覽器，滿足瀏覽和其他基于JT格式的應用。

1 JT輕量化格式介紹

    JT格式是一種高性能的、中性的、輕量化的可視化數(shù)據(jù)永久保存的容器，被廣泛應用于汽車制造、航空航天等領域。JT格式不僅能保存用于瀏覽的多面體信息，也可以保存用于產(chǎn)品設計的精確幾何信息。JT格式不僅能保存產(chǎn)品設計信息，也可以保存產(chǎn)品制造和分析的信息。由于JT格式廣泛的兼容性，它的應用貫穿于產(chǎn)品的整個生命周期。

    1.1 JT規(guī)范

    圖1 JT文件的基本結(jié)構(gòu)

    圖1是JT文件的基本結(jié)構(gòu)，JT文件大體上分為三個部分。第一部分為File Header，這部分包含了JT文件的基本信息（如：版本信息、TOC部分在文件中的位置等等）。第二部分為TOC Segment，它包含了識別和定位各種數(shù)據(jù)段（JT文件的第三部分內(nèi)容）的信息。第三部分為Data Segment，它包含了與產(chǎn)品有關的各種信息（幾何信息，制造信息等），表1列舉了這些信息的類型。

    表1 Data Segment包含的數(shù)據(jù)類型

    1.2 JT多面體模型

    因為JT瀏覽器的主要任務是瀏覽三維模型，所以只需讀取JT文件的多面體數(shù)據(jù)即可。圖2為JT文件的多面體模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中：ShapeLODO、ShapeLODl等代表不同顯示精度的多面體數(shù)據(jù)，vertex、normal、color、texture分別為多面體的頂點、法向矢量、顏色和貼圖數(shù)據(jù)。

    圖2 JT文件多面體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

2 JT瀏覽器的開發(fā)

    2.1 OSG簡介

    要開發(fā)一個三維模型的瀏覽器，比較有效的方法是以一個專業(yè)的場景顯示與管理平臺（或稱3D圖形開發(fā)庫）為基礎。

    OSG是一款高性能的3D圖形開發(fā)庫，廣泛應用在可視化仿真、游戲、虛擬現(xiàn)實等領域。OSG使用標準的C++和OpenGL編寫，可以運行在Windows、OSX、GNU/Linux、IRIX、Solaris、HP.Ux、AIX以及FreeBSD操作系統(tǒng)。

    OSG中的場景用一種稱為“場景樹”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理如圖3所示。OSG通過場景樹中不同類型的節(jié)點來組織和渲染任意復雜的場景。這些節(jié)點可以分為兩大類：組節(jié)點(Group)和幾何節(jié)點(Geode)。圖中的虛線框表示的節(jié)點為組節(jié)點，實線框表示的節(jié)點為幾何節(jié)點。

    圖3 OSG中的“場景樹”

    2.2 JT Open Toolkit簡介

    JT Open Toolkit是一個C++ library，用于讀寫訪問JT數(shù)據(jù)。使用JT Open Toolkit能減少在創(chuàng)建基于JT應用程序中所涉及的編碼和維護工作，保證100%的數(shù)據(jù)兼容性。

    通過JT Open Toolkit提供的JT數(shù)據(jù)節(jié)點遍歷方法，可以讀取JT文件多面體模型以及精確幾何模型。

    2.3 JT瀏覽器方案

    通過JT多面體與OSG多面體之間的對應關系，可以實現(xiàn)由JT Part到OSG Geode之間的轉(zhuǎn)換（如圖4所示）。這樣，也就完成了JT文件（裝配樹）到OSG場景樹的轉(zhuǎn)換（如圖5所示）。

    圖4 JT Part轉(zhuǎn)換OSG Geode示意圖

    圖5 JT瀏覽器方案示意圖

    2.4 JT瀏覽器的實現(xiàn)

    JT瀏覽器開發(fā)環(huán)境和工具為：Microsoft Visual Studi0 2008，JT Open Toolkit 5.6，OpenSceneGraph 2.8.0。

    JT文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的節(jié)點遍歷使用了JT Open Toolkit自帶的節(jié)點遍歷類JtkTraverser，代碼片段如下：

    最后，在OSG平臺上，成功開發(fā)了JT瀏覽器（運行界面如圖6所示），并已應用到某企業(yè)PDM的可視化解決方案中。

    圖6 JT瀏覽器界面

3 結(jié)束語

    本文通過JT Open Toolkit和OSG完成了JT瀏覽器的開發(fā)，并應用于某企業(yè)的可視化解決方案。經(jīng)過測試，效果良好。以此為基礎，未來可以開發(fā)出更多的基于JT的應用（尺寸測量、模型比較、快速裝配等等）。

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本文標題：用于PDM系統(tǒng)可視化的JT瀏覽器開發(fā)

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