用于交互式基于特征的地球科学几何建模的场景图的构造和维护制造技术

提供了一种方法、计算机系统或者计算机程序，用于交互式地构造、编辑、绘制以及操纵地球科学模型，包括聚合几何系统以及图形系统的功能，加强几何系统以及图形系统之间的一致性，并且经由集成层将几何系统以及图形系统通过接口连接到应用程序。还提供了状态机，用于允许只对那些其几何结构或者拓扑结构已经改变并且被用户指定为可视的图形对象更新，由此提高性能。还提供了一种场景图构造技术来减少内存需求并且进一步地增强性能。其中提供了一种材料性质框架，用来将几何结构或者拓扑结构方面的变化传达到聚合对象，所述聚合对象然后确定哪些图形对象受到改变的影响，并且哪些图形对象将要被更新。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及计算机图形成象以及几何建模，更具体而言，本专利技术涉及交互式地构造、编辑、绘制以及操纵地球科学模型。相关技术背景地质学家、地球物理学家以及石油工程师使用包括计算机化模型在内的地壳模型，来计划勘探与生产碳氢化合物以及更少程度的其他矿物。由于碳氢化合物变得越来越多稀少，所以对限制定位以及生产碳氢化合物的成本以及诸如汽油和燃料油之类的碳氢化合物产品的相关成本来说，计算机化模型的准确度变得日益重要。对存储在计算机化模型中的地球物理学及地质数据的解释，依赖于以能够辨别和编辑包含于模型中的信息的方式来显示模型的能力，交互式几何建模库(IGM)(参见Lu等人提出的第6,191,787号美国专利)集成了几何引擎和图形引擎。这种集成提供了一种高级接口，所述高级接口支持交互式的基于特征的3D地球科学几何模型的构建、绘制及编辑。场景图是一种由图形引擎对场景图的表示。高效的场景图构造和维护会直接影响到交互式系统的性能。这篇专利申请描述了几种用于构造和维护场景图的新技术，这些技术极大地增强了IGM的性能并且为IGM增添了新的功能。IGM使用的几何引擎是几何查询接口(GQI)(参见Assa等人提出的第6,128,577号美国专利)。所述GQI是一个从XOX公司建立在称为“Shapes”的几何核心顶上的层。所述图形引擎称为OpenInventor。所述IGM将这两个引擎进行集成，以实现交互式的基于特性的几何建模。所述GQI使用布尔运算、经由不规则空间的划分来构建几何模型。作为结果得到的模型是边界表示(b-rep)模型。所述GQI提供了地球科学应用的基于特性的建模，其中这些特征是对涉及几何组的最终用户有意义的实体以及模型中的拓扑元素。对于构造和维护用于构建地球科学模型的场景图来说，必须考虑几个因素。该过程以及所生成的地球科学几何模型不同于传统的CAD工业中的那些。下面列出了涉及本专利技术的这些差异中的一些。这些差异影响用于绘制的场景图的构造和维护方式。第一，经由其中将输入特性分割成片的不规则空间划分来构建模型，而CAD工业一般使用经由布尔运算来组合输入特性的构造性立体几何(Constructive Solid Geometry)。第二，地球科学几何模型中的材料性质一般是空间改变的，而且以特征级相附连，而CAD工业中模型的每个元素一般具有恒定的材料性质。第三，在地球科学模型中，裂缝是正常的，但是在CAD模型中裂缝也许是一个缺陷。类似于CAD工业中的用户需要，地球科学用户希望能够与输入特征的身份进行交互并维护输入特征的身份，且希望能够指定新的特征并与新的特征进行交互。对于地球科学应用程序来说，一般需要以下两种视图。第一类型是表面视图，用于绘制模型中的表面单元或者特征。第二类型是体积视图，用于绘制所述模型中的体积单元或者特征。表面单元具有其自身的身份。它还充当共用它的两个体积单元的边界单元。用户可能还希望这两种类型组合。因此，对于同一几何模型来说存在不止一种的图解表示。最后，与地球科学应用相关的软件通常消耗相当大的计算机资源，时常需要不易移动的大功率工作站。然而，在野外定位(fieldlocation)具有上述的能力将是合乎需要的。因此，在本领域中存在将地球科学软件的效率提高到可以将其安装在标准的移动计算装置上的需要，所述标准的移动计算装置诸如是膝上型计算机。专利技术概要依照本专利技术，通过以下方法可以解决与现有技术相关联的缺点和问题，所述方法是通过一种新的场景图构造方法来减少内存需求的，并且还提供了一种有限状态机，其用于处理图形对象(无论设置为可视的还是不可视的、以及有效的或者无效的)与其对应的几何对象之间的一致性，借此能够只对其几何结构或者拓扑结构已经改变的、并由用户设置为可视的那些图形对象进行选择或者局部更新，由此进一步增强了性能。本专利技术包括一种用于交互式地编辑模型的方法，所述方法包括第一表面方法，其在具有处理器、存储系统以及至少一个输入装置和至少一个输出装置的可编程计算机上实现。优选地，将所述模型存储在可编程计算机可读的介质上，或者可以存储在诸如磁带、硬盘、CD-ROM等等的其他介质上。可利用存储系统操作的数据库以及处理器均存储了各种能在一个或多个场景图上察看的对象的模型。在本专利技术方法的最简单实施例中，将数据库中表示第一表面特征的数据载入到本专利技术计算机系统的随机存取存储器或者系统存储器中。为第一表面特征创建聚合(aggregate)特征。创建所述聚合特征之后，根据所述聚合特征来创建第一图形对象。然后，将第一图形对象添加到所述应用场景图中。此后，创建聚合特征的几何对象，然后在所述模型中编辑第一表面特征。编辑所述表面特征之后，有选择地更新所述模型的图形，以便使只有其几何对象已经改变并且没有由用户设置为可视的那些图形对象是不被更新的，由此来节省时间和资源。选择性更新是本专利技术的一个重要特征，而且也是本专利技术与现有技术的区别，而不管那些对象是否是可视的和/或是否已经改变。本专利技术仅更新模型中向用户所显示的那些图形。例如，如果将所讨论的图形对象设置为对用户来说是不可视的，那么不立即更新它们。一旦完成所述更新步骤，从所述应用场景图中移除第一图形对象。本专利技术还提供了一种接口，和一种利用所述接口操作的IGM，以及利用所述IGM操作的GQI。所述接口用于选择一种要对第二表面特征执行的操作，并且还将该接口开发为通知IGM用户已经作出的选择。该操作一经发生，所述IGM就可以利用GQI来调用操作。此后，在执行所述操作期间，执行来自于所述GQI的至少一次回调(CallBack)以通知所述IGM，以便可以执行对模型的图形对象的更新以刷新所述输出装置。优选的是，所述编辑是通过不规则空间的划分来完成的，并且图形对象的更新包括创建图形对象，或者，如果回调的执行引起了聚合特征的状态变化，那么就将聚合特征状态变化记录在本专利技术的一致性有限状态机中。所述一致性有限状态机管理几何结构以及图形之间的一致性。所述一致性有限状态机有助于有选择性地(部分地)更新呈现给所述用户的图形。本专利技术的方法还包括一种回调方法，该方法包括使聚合特征的图形对象无效。所述回调方法还可以执行使聚合特征的几何结构有效，以便在无效图形以及有效几何结构之间可以进行区别。本专利技术的回调方法包括提供一组有助于回调的对象，即第一几何模型特征对象。所述方法中还包括改变的几何对象，所述改变的几何对象包含在几何模型或者特征对象中。还存在与改变的几何对象相关联的第一元性质属性对象(first meta-propertyattribute)。此外，还提供了与元性质属性对象相关联的第一元性质对象。所述第一元性质对象具有许多与它相关联的属性，主要为点集保存属性、点集保存属性策略对象、单元反向指针性质对象、聚合反向指针性质策略对象、与单元反向指针对象相关联的几何单元对象、与所述几何单元相关联的聚合单元对象以及与所述聚合单元对象相关联的显示单元图形对象。此外，还包括与所述几何模型特征对象相关联的第二元性质对象以及与第二元性质属性对象相关联的第二元性质对象。第二元性质对象具有许多与所述第一元性质对象相同的对象以及特征。换句话说，第二元性质对象具有点集保存属性对象、点集保存属性策略对象、特征反向指针性质对象、第二聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于交互式地编辑包括第一表面的模型的方法，所述方法在计算机上实现，所述计算机包括处理器、数据存储器系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置，所述模型被存储在计算机可读介质上，所述方法包括：从存储在数据存储器系统中的数据库中装载第 一表面特征的数据；为第一表面特征创建聚合特征；根据所述聚合特征创建第一图形对象；将第一图形对象添加到应用场景图；为聚合特征创建几何对象；编辑所述模型中的第一表面特征；有选择地更新用于模型的图形 ；以及从应用场景图中移除第一表面特征的第一图形对象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆宏谦，DM恩德雷斯，Y库登内克，EJ舍恩，
申请(专利权)人：施卢默格海外有限公司，
类型：发明
国别省市：PA[巴拿马]