可视化查询模块是模具设计CAD信息集成系统的主要组成模块之一,是实现模具协同开发设计的基础。
利用可视化信息查询系统,一方面,可以使设计人员在新模具开发时查看原型模具相关部件的尺寸参数和性能,以便确定一致合理的模型特性,提高开发效率;另一方面,可以让用户通过观察模具零件图的方式来查询所需产品信息,方便用户的查询工作。本文建立了基于VRML的三层构架的信息查询模型,并采用了基于触摸传感器技术实现信息查询。
 1.可视化查询模块结构
    模具开发可视化查询模块包括两个子模块,即显示模块和查询模块。其结构如图1所示。
            

    显示模块是查询模块与用户间的接口,它包括显示模具零件爆炸图、热区定义与管理和用户事件响应等三个部分。其中显示模具零件爆炸图是通过定义的URL地址从网络中把定义的模具零件爆炸图下载至用户浏览器中并显示在用户界面上;?热区定义与管理是把用户定义好的热点区域坐标与模具零件爆炸图之间对应起来,?并对用户在这些热点区域中的一些事件作出响应;用户事件响应是对用户在图中热点区域按下鼠标左键后根据预先定义的响应过程发出消息到查询模块或显示相关的子图。
    查询模块包括消息接收、数据查询和查询结果显示三个部分。消息接收是用于接收由显示模块发出的查询消息并根据此消息调用数据查询模块。数据查询是根据消息接收模块传过来的各类查询指令对存储在数据库中的信息进行查询,并把查询结果传送给查询结果显示模块。查询结果显示是用来显示查询数据库后得到的各类结果并通过网络传送各类数据。
 2.软件环境
  (1)数据库的连接方式的选择
    模具开发的数据信息都存储在数据库中,将WEB与数据库系统结合起来,形成集数据管理、分布式网络功能和支持超文本、超媒体于一体的,具有实时性和交互性的分布式信息系统,是信息查询系统的核心。通过比较各种数据库集成方式,本查询系统选用JDBC方式的连接技术。
  (2)数据库管理系统选择
    目前,商品化的数据库管理系统以关系型数据库为主导产品,技术比较成熟。面向对象的数据库管理系统虽然技术先进,易于开发、维护,但尚未有成熟的产品。国际上主导的关系型数据库管理系统有ORACLE、DB2、SYBASE、INFORMIX和SQL SERVER等。这些数据库管理系统在对大型数据库以及分布式应用和并行计算等方面都提供了强有力
的支持。在本系统开发中,采用0RACLE8i(8.1.5版)作为本系统的数据库管理系统,因为它具有:高可靠性、完善的备份和恢复机制、支持所有WEB数据类型、可为内部实例通信提供了新的机制。
 3.三维可视化信息查询系统模型
  (1)VRML与APPLET的通信机制
    对于原先的嵌入到IE浏览器的Java Applet,它在与浏览器联系时是通过JVM(Java?Virtual?Machine)机制来进行通信,即网页通过APPLET标设引人APPLET程序,网页运行时,APPLET代码自动下载,在JVM中通过字节码检验器检验执行。而可视化虚拟环境是在VRML浏览器中才可以运行的,简单的三维场景不能集成利用原来的PDM系统功能,而且无法满足协同设计系统的功能要求,如模型的精确控制和响应。因此,实现APPLET与VRML环境的交互通信建立的通信机制?如图2所示。
                  

    在VRML场景中的信息响应由VRML浏览器来感应,VRML浏览器集成在WEB页面中。因为WEB浏览器的解析中包含了VRML类库,所以WEB浏览器可以响应VRML产生的消息,而WEB浏览器本身插入了JVM,使得VRML场景和APPLET在WEB页面下可实现通信。
  (2)可视化查询模型的体系结构基于接触传感器(TouchSensor)技术建立的可视化信息查询系统体系结构如图3所示。
              

    在信息查询体系中,把三维场景需查询的部件都定义了接触传感器节点,当接触传感器感知实体被触发,它将产生一个事件,通过WEB页面通知服务器进行查询,服务方以JDBC方式查询底层数据库系统,数据库管理系统搜寻到所需信息通过服务器将信息返回并显示到客户的APPLET界面上。
  (3)可视化查询模型的软件实现?系统是建立在HTTP协议和VSCP(Virtual?Society?Communication?Protol虚拟社会协议)基础上的。VSCP规定了作为整个场景数据的传送方式,为正确地在分布环境里显示三维场景提供了可能;VSCP对虚拟社会中替身的大小也作出了规定,以便在不同大小的场合作出正确的替身选择;VSCP还对如何描述实体外形与行为的方式进行了具体的规定,以便用户可以正确定义所要的实体。
   在虚拟空间中,如果要实现交互性,必须给每个部件附带一个传感器,该传感器使用一个定点设备(如鼠标)来感知观察者的动作,当观察者点击到一个附带有传感器的部件时,传感器就将输出一个事件,这个事件被路由到其他的节点来开始下一个动作。在VRML中有很多传感器,由于本查询系统要实现的是部件的信息查询,所以把要查询的部件都定义了TouchSensor。
    TouchSensor创建了一个检测观察者动作和转换它们为适当输出以触发动画的传感器。Touchsensor可以是任何组节点的子节点,并且它感知观察者对这个组及它的子节点中部件的动作。当定点设备的移动在可感知部件上时,将产生一个输出。对于观察者来说,可感知部件好像是一个三维用户界面上的按键。接触这个按键,部件就可以产生一个输出来驱动一个动作。
    TouchSensor中有很多可见域,在信息查询功能中常用的是enabled、isOver和isActive域。
    可见域enabled用来指定传感器是否打开。如果域值是true,那么传感器打开并且产生输出。如果域值是false,传感器是关闭的,并且没有输出产生。除非它们产生对改变可见域的响应。域值默认值是true。
    当观察者用TouchSensor节点在一个可感知部件上移动光标时,传感器节点就通过isOver eventOUT输出true值。当观察者将光标离开可感知部件时,就用is0ver?eventOut输出一个false值。当光标在一个可感知部件上,观察者按下定点设备的按键,传感器节点使用isActive eventOut事件输出ture,观察者放开定点设备的按键,传感器节点使用isActive的eventOut事件输出false。当定点设备的按键按在一个可感知部件上时,isActive eventOut事件输出true,传感器获得对定点设备的转有使用,直到观察者放开对定点设备,isActive?eventOut事件输出Flase,在这个使用过程中,虚拟空间中其他定点设备传感器不能被激活。
 4.结论
    实现模具开发三维动态可视化查询,可以大大提高网络化模具快速响应设计的效率,特别在那些要求高级模具三维图形能力的地方。利用VRML语言,发挥它易于动态三维多视场网上传输的优势,实现大范围和跨平台的异地协同网络可视化虚拟模具开发和设计。