基于SolidWorks的工程视图智能生成技术与应用

    三维及二维CAD设计软件已广泛应用于设计领域，但并没有很好的利用三维模型与二维工程图之间的关联关系，来创建二维工程图。二维工程图绘制主要还是采用手工绘图思路，即使应用CAD软件，也没有很好的提高制图的效率。目前针对三维模型生成二维工程图方面的研究，其中主要是对AutoCAD软件的研究开发。多数三维软件都提供了三维到二维的转换功能，但软件提供的转换功能只能实现标准视图的转换功能，其它辅助视图的生成仍然需要设计人员手工添加。本文将应用图形变换中齐次变换原理，通过VB编程语言调用提供的API接口，对三维模型智能生成二维工程视图的方法进行研究，以实现3D实体零件和装配体自动智能创建2D工程图，并建立零件、装配体和工程图间的链接关系，使得在三维中对零件或装配体所做的任何更改，工程图都将会自动随之变更，从而达到提高制图效率及准确度的目的。

1 视图变换的基本原理

    1.1 齐次坐标变换

    工程视图主要是由三维模型从不同方向的投影而得到的。通过三维图形变换可以得到工程图所需的各种视图。三维图形变换包括几何变换、投影变换等。一个空间图形上的每一点都对应着唯一的坐标（x，y，z），用齐次坐标表示为一个四维的向量（x，y，z，1）。在四维齐次坐标系中，常用一个包含16个元素的4×4阶矩阵表示三维图形的变换关系。三维图形变换矩阵形式见式(1)，从变换功能上可将此4阶方阵分为四个子矩阵，其中左上角的3×3矩阵（a～i）可产生比例、旋转等变换；(j，k，l)分别产生沿x轴、y轴、z轴的平移变换；m产生全局比例变换；（n，o，p）T可实现投影变换。

    1.2 中变换矩阵的应用

    在中主要应用变换矩阵中左上角的3×3子矩阵进行旋转变换。其中将平移矩阵定义为一个变换矢量，m作为比例变换的比例因数。投影变换矩阵并不常用。

    3×3的旋转子矩阵实现绕三个坐标轴的转动，第一行为绕X轴的转动，第二行为绕Y轴的转动，第三行为绕Z轴的转动。这3个向量是被标准正交化后得到的，所以，他们产生一个旋转变换。旋转子矩阵加上平移矩阵和比例因数，即可产生一个所需的三维模型到二维视图的变换矩阵。

    当组成3×3旋转子矩阵的三个向量不是标准正交矩阵，那么他们将依照下面的规则被自动修正：

    (1)如果一个向量为0，或任意两个向量平行，或者三个向量共面，那么用一个单位矩阵替代旋转子矩阵；