PDF《烧结过程温度状况显示系统的设计》

21214 曲面图形的生成 采用插值法生成高精度的烧结风箱温度三 维曲面数据后 , 再通过相应的软件输出技术 (如:OpenGL 、 DirectX 等) 就可以实现图形的输 出.为降低编程难度 ,提高系统的兼容性 ,我们 采用开放的图形接口标准 OpenGL 来生成. 在使用 OpenGL 显示技术输出图形时 ,处 理三维与二维图形的区别仅仅是 :二维图形使 用的为平面坐标 ,而三维图形使用的为三维坐 标 ,其它的处理完全一致.本文主要介绍三维 图形的处理. 三维曲面的坐标 (X , Y) 是根据温度检测点 的位置及插值位置获得 ,而坐标 (Z) 是根据检测 温度值及插值取得.系统只要把三维曲面数据 显示出来就能实现相应目的.在OpenGL 显示 技术中 ,可以采用四边形或三角形来绘制曲面 , 但是由于我们使用的矩阵数据(Z 值) 没有规律 , 采用的四点数据不能确保在同一个平面上 ,故 不宜采用四边形法.采用三角形法 ,每次从矩 阵数据组中取相邻三点的坐标即可绘制出三维 图形. 由前面的介绍可知 ,三维曲面的坐标点在 同一行、 列上(即X、 Y坐标数据) 是等间距的(假 定温度检测元件安装位置为等间距) ,由此 ,我 们可自动计算出三维点的 X , Y坐标.至于 Z 坐 标可从矩阵数据组中查得.假设经处理后的矩 阵数据组每行有 x 个点 ,共有 y 行.第一个三角 形则取 X①Y①、 X①Y②、 X②Y②三点 ,第二个三角 形取 X①Y①、 X②Y②、 X②Y①三点 , … 依此类推 , 便可完成整个曲面的划分 ,参见图 5.

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2007 年第

6 期 王付其 等 烧结过程温度状况显示系统的设计 图5曲面三角形分块原理 按照图

5 的划分方法 ,我们可通过矩阵中 的坐标点把曲面划分为若干个相邻三角形 ,由 这些三角形组成我们所需要的温度曲面.该曲 面反映了烧结温度状态的分布 ,其插值点数越 多 ,曲面就越逼真. 为了更好地反映烧结废气温度的分布 ,我 们对风箱温度进行了分区 ,不同温度区域采用 不同的颜色 ,这样便在温度曲面上形成了多条 等温线.根据烧结过程的特点 ,正常生产时 ,风 箱温度一般在 0~500 ℃ 的范围内.因此 ,我们 设计了

10 条等温线 :50 ℃、

100 ℃、

150 ℃、

200 ℃、

250 ℃、

300 ℃、

350 ℃、

400 ℃、

450 ℃、

500 ℃;

将温度分成

11 个区域 :0~50 ℃、 50~100 ℃、 100~150 ℃、 150~200 ℃、 200~250 ℃、

250 ~300 ℃、 300~350 ℃、 350~400 ℃、 400~450 ℃、 450~500 ℃、

500 ℃ ~. 具体实现方法是 :依次取出按图

5 方法划 分出的三角形 ,并分别用 Z =

50、

100、

150、

200、

250、

300、

350、

400、

450、

500 平面去切割 ,生成相 应的切割痕迹 ,然后对切块填充不同的颜色 ,生 成相应的二维、 三维图形.

3 系统的操作及功能介绍 系统主要包括 :显示模式、 图形存盘、 运行、 历史回放、 帮助等主菜单.

311 图形显示 在显示模式下可完成二维、 三维图形显示 的切换.在二维或三维图形显示状况下 ,系统 设计有 :0~

50、 50~

100、 100~

150、 150~

200、 200~

250、 250~

300、 300~

350、 350~

400、

400 ~

450、 450~

500、 500~等11 个区段的温度色 卡.当选择二维显示时 ,图形是由温度等高线 组成的平面图 ,且按色卡指定的颜色进行区域 填充.在屏幕下方显示生成时间 ,右边显示色 卡.通过二维图形 ,对照温度色卡 ,操作员可以 清楚地掌握风箱温度分布 ,见图 6.当点击 图 形存盘 时 ,系统自动弹出输出对话窗口 ,并将 图形保存成标准格式的磁盘文件. 图6二维曲面图形显示 当选择三维显示时 ,图形显示为由等高线 所组成的为三维曲面图像 ,且按色卡指定的颜 色进行区域填充.同样在屏幕下方显示生成时 间 ,右边显示色卡 ,三维曲面下方为其对应的投 影平面(见图 7) .拖动鼠标可进行图形的旋转 操作 ,方便使用者从不同角度来观察.对照温 度色卡可了解图形中的温度分布.点击菜单中 图形存盘 ,系统将自动把显示的图形输出成 磁盘文件. 图7三维曲面图形显示