[发明专利]协同的CAD编辑系统中基于3D语义的操作转换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机支持协同工作CSCW(Computer Supported Cooperative Work)技术领域，尤其涉及一种在协同的CAD编辑系统中基于3D语义的操作转换的方法。

背景技术

并发控制和一致性维护是实时CSCW系统和传统的分布式系统的一个主要的区别。前者的目标是为多用户交互找到一个自然，自由并且快速的交互界面，尤其是在复制式CSCW系统中。在这种情况下，协同编辑，尤其是协同文本编辑，已经作为一个典型的CSCW平台，被广泛的研究。同时，协同图形编辑也开始被研究。一些文章已经谈到了简单的二维图形，图表和图像。

然而，真正的三维图形和文本，二维图形都有着很大的区别，这是因为真实的世界是在三维空间中表示的。一个完备的三维实体模型是基于点集理论来构建的。因此，一个三维实体可以被唯一的定义成一个有规律的点集，此点集具有以下特性：有界，半解析，在欧几里得空间中具有封闭的规则子集。根据投影几何原理，一个三维实体被投影到一个平面上可以得到一个二维图形，但是它将会丢失完备性。这个原因促使了大量的图形应用软件由二维转向三维，特别是在CAD，CAM和VR产业中。在同一时期，由于网络的快速发展，三维图形应用软件也转向分布式，协同应用环境中。因此，协同的CAD编辑已经成为三维图形编辑系统中亟待解决的问题。

就我们所知，针对协同的CAD编辑系统的研究才刚刚起步，至今还没有可以应用于协同CAD编辑的很好的方法。传统的基于网络的三维CAD应用方法十分严格，例如锁机制和发言权控制，它们都会导致呆滞并且不自然的用户交互。与以前的方法相比，我们提出的方法的主要优势是为协同CAD编辑提供了一种低约束的并发控制和一致性维护，因而可以避免呆滞并且不自然的用户交互。

操作转换方法是协同编辑中解决并发控制和一致性维护的一种主要方法。在协同文本编辑中，操作转换方法可以分为：(1)针对线性文本结构的基本操作转换方法。(2)针对于树形结构的复合操作转换方法。与之对应，三维实体图形也可以分为三维实体模型(线性表示)和三维装备体模型(树形表示)。因此，针对CAD的操作转换也可以分为两个方向来研究：(1)针对三维实体的基本操作转换；(2)针对三维装备体的复合操作转换。通过运用三维语义，复合操作转换方法也可以运用到装备体中。

基于parker教授提出的状态向量(参见文献1)，每一对操作之间的关系可以分为：(1)因果关系，表示为“→”；(2)并发关系，表示为“||”；然而，仅仅根据状态向量，我们是不可能决定并发操作之间的先后顺序的。所以，我们应该应用操作语义来定义每对操作之间的可交换关系：交换和不可交换。这些关系可以用来解决CSCW系统中的不一致性问题，例如，因果违背，不收敛和意图违背。

基本的操作转换方法可以应用到线性结构的文本文档中，一些基本的操作转换方法，例如dOPT算法，GOT算法，GOTO算法，adOPTed算法，SOCT2，SOCT3，SOCT4也相继被提出。总体而言，以上的这些核心的操作转换算法有着异曲同工的效果，那就是基本的文本操作转换的方法通过调整“插入”和“删除”操作的参数来达到一致性的结果。与之对应，本发明是以三维语义操作为协同CAD操作转换的依据(添加和删除实体)。

一些学者的研究讨论了针对其他文本结构的复合操作转换方法。然而，复合的操作转换可以减化为基本的操作转换方法。例如，复合的操作转换可以将树形结构中的每一个节点当做一个“字符”来处理。和以上两种文本结构类似，针对CAD的三维基本操作转换(以实体为单位)是三维复合操作转换(以装备体为单位)的基础。本发明主要讨论和解决针对三维实体的基本操作转换。