可視化查詢模塊是模具設計CAD信息集成系統的主要組成模塊之一,是實現模具協同開發設計的基礎。
利用可視化信息查詢系統,一方面,可以使設計人員在新模具開發時查看原型模具相關部件的尺寸參數和性能,以便確定一致合理的模型特性,提高開發效率;另一方面,可以讓用戶通過觀察模具零件圖的方式來查詢所需產品信息,方便用戶的查詢工作。本文建立了基于VRML的三層構架的信息查詢模型,并采用了基于觸摸傳感器技術實現信息查詢。
 1.可視化查詢模塊結構
    模具開發可視化查詢模塊包括兩個子模塊,即顯示模塊和查詢模塊。其結構如圖1所示。
            

    顯示模塊是查詢模塊與用戶間的接口,它包括顯示模具零件爆炸圖、熱區定義與管理和用戶事件響應等三個部分。其中顯示模具零件爆炸圖是通過定義的URL地址從網絡中把定義的模具零件爆炸圖下載至用戶瀏覽器中并顯示在用戶界面上;?熱區定義與管理是把用戶定義好的熱點區域坐標與模具零件爆炸圖之間對應起來,?并對用戶在這些熱點區域中的一些事件作出響應;用戶事件響應是對用戶在圖中熱點區域按下鼠標左鍵后根據預先定義的響應過程發出消息到查詢模塊或顯示相關的子圖。
    查詢模塊包括消息接收、數據查詢和查詢結果顯示三個部分。消息接收是用于接收由顯示模塊發出的查詢消息并根據此消息調用數據查詢模塊。數據查詢是根據消息接收模塊傳過來的各類查詢指令對存儲在數據庫中的信息進行查詢,并把查詢結果傳送給查詢結果顯示模塊。查詢結果顯示是用來顯示查詢數據庫后得到的各類結果并通過網絡傳送各類數據。
 2.軟件環境
  (1)數據庫的連接方式的選擇
    模具開發的數據信息都存儲在數據庫中,將WEB與數據庫系統結合起來,形成集數據管理、分布式網絡功能和支持超文本、超媒體于一體的,具有實時性和交互性的分布式信息系統,是信息查詢系統的核心。通過比較各種數據庫集成方式,本查詢系統選用JDBC方式的連接技術。
  (2)數據庫管理系統選擇
    目前,商品化的數據庫管理系統以關系型數據庫為主導產品,技術比較成熟。面向對象的數據庫管理系統雖然技術先進,易于開發、維護,但尚未有成熟的產品。國際上主導的關系型數據庫管理系統有ORACLE、DB2、SYBASE、INFORMIX和SQL SERVER等。這些數據庫管理系統在對大型數據庫以及分布式應用和并行計算等方面都提供了強有力
的支持。在本系統開發中,采用0RACLE8i(8.1.5版)作為本系統的數據庫管理系統,因為它具有:高可靠性、完善的備份和恢復機制、支持所有WEB數據類型、可為內部實例通信提供了新的機制。
 3.三維可視化信息查詢系統模型
  (1)VRML與APPLET的通信機制
    對于原先的嵌入到IE瀏覽器的Java Applet,它在與瀏覽器聯系時是通過JVM(Java?Virtual?Machine)機制來進行通信,即網頁通過APPLET標設引人APPLET程序,網頁運行時,APPLET代碼自動下載,在JVM中通過字節碼檢驗器檢驗執行。而可視化虛擬環境是在VRML瀏覽器中才可以運行的,簡單的三維場景不能集成利用原來的PDM系統功能,而且無法滿足協同設計系統的功能要求,如模型的精確控制和響應。因此,實現APPLET與VRML環境的交互通信建立的通信機制?如圖2所示。
                  

    在VRML場景中的信息響應由VRML瀏覽器來感應,VRML瀏覽器集成在WEB頁面中。因為WEB瀏覽器的解析中包含了VRML類庫,所以WEB瀏覽器可以響應VRML產生的消息,而WEB瀏覽器本身插入了JVM,使得VRML場景和APPLET在WEB頁面下可實現通信。
  (2)可視化查詢模型的體系結構基于接觸傳感器(TouchSensor)技術建立的可視化信息查詢系統體系結構如圖3所示。
              

    在信息查詢體系中,把三維場景需查詢的部件都定義了接觸傳感器節點,當接觸傳感器感知實體被觸發,它將產生一個事件,通過WEB頁面通知服務器進行查詢,服務方以JDBC方式查詢底層數據庫系統,數據庫管理系統搜尋到所需信息通過服務器將信息返回并顯示到客戶的APPLET界面上。
  (3)可視化查詢模型的軟件實現?系統是建立在HTTP協議和VSCP(Virtual?Society?Communication?Protol虛擬社會協議)基礎上的。VSCP規定了作為整個場景數據的傳送方式,為正確地在分布環境里顯示三維場景提供了可能;VSCP對虛擬社會中替身的大小也作出了規定,以便在不同大小的場合作出正確的替身選擇;VSCP還對如何描述實體外形與行為的方式進行了具體的規定,以便用戶可以正確定義所要的實體。
   在虛擬空間中,如果要實現交互性,必須給每個部件附帶一個傳感器,該傳感器使用一個定點設備(如鼠標)來感知觀察者的動作,當觀察者點擊到一個附帶有傳感器的部件時,傳感器就將輸出一個事件,這個事件被路由到其他的節點來開始下一個動作。在VRML中有很多傳感器,由于本查詢系統要實現的是部件的信息查詢,所以把要查詢的部件都定義了TouchSensor。
    TouchSensor創建了一個檢測觀察者動作和轉換它們為適當輸出以觸發動畫的傳感器。Touchsensor可以是任何組節點的子節點,并且它感知觀察者對這個組及它的子節點中部件的動作。當定點設備的移動在可感知部件上時,將產生一個輸出。對于觀察者來說,可感知部件好像是一個三維用戶界面上的按鍵。接觸這個按鍵,部件就可以產生一個輸出來驅動一個動作。
    TouchSensor中有很多可見域,在信息查詢功能中常用的是enabled、isOver和isActive域。
    可見域enabled用來指定傳感器是否打開。如果域值是true,那么傳感器打開并且產生輸出。如果域值是false,傳感器是關閉的,并且沒有輸出產生。除非它們產生對改變可見域的響應。域值默認值是true。
    當觀察者用TouchSensor節點在一個可感知部件上移動光標時,傳感器節點就通過isOver eventOUT輸出true值。當觀察者將光標離開可感知部件時,就用is0ver?eventOut輸出一個false值。當光標在一個可感知部件上,觀察者按下定點設備的按鍵,傳感器節點使用isActive eventOut事件輸出ture,觀察者放開定點設備的按鍵,傳感器節點使用isActive的eventOut事件輸出false。當定點設備的按鍵按在一個可感知部件上時,isActive eventOut事件輸出true,傳感器獲得對定點設備的轉有使用,直到觀察者放開對定點設備,isActive?eventOut事件輸出Flase,在這個使用過程中,虛擬空間中其他定點設備傳感器不能被激活。
 4.結論
    實現模具開發三維動態可視化查詢,可以大大提高網絡化模具快速響應設計的效率,特別在那些要求高級模具三維圖形能力的地方。利用VRML語言,發揮它易于動態三維多視場網上傳輸的優勢,實現大范圍和跨平臺的異地協同網絡可視化虛擬模具開發和設計。