專利名稱：微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，屬于微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，微機(jī)電系統(tǒng)一般的設(shè)計(jì)方法是首先繪制器件的版圖，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查之后，進(jìn)行三維重構(gòu)得到器件的三維實(shí)體模型，再對(duì)此三維實(shí)體模型進(jìn)行性能仿真。如果仿真結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，則修改版圖，重構(gòu)三維實(shí)體并重新仿真，如此迭代多次直到滿足設(shè)計(jì)要求為止，最后將經(jīng)多次修改的版圖用于加工制版?？梢?jiàn)，這是一種低效的設(shè)計(jì)方法，存在以下不足一是要求設(shè)計(jì)者必須精通版圖繪制；二是每次迭代都需要對(duì)版圖進(jìn)行三維重構(gòu)，過(guò)程復(fù)雜，效率低下。而一種比較理想的設(shè)計(jì)方法是首先構(gòu)造器件的三維實(shí)體，并進(jìn)行性能仿真直至滿足要求，最后將三維實(shí)體轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖輸出，用于進(jìn)一步的制版。這樣即可避免繁雜的器件版圖繪制與耗時(shí)的三維重構(gòu)過(guò)程。因此，三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法是該設(shè)計(jì)方法的核心技術(shù)。
德國(guó)達(dá)姆施塔特理工大學(xué)提出了一種三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法。該方法首先構(gòu)造器件的三維實(shí)體模型，并將三維實(shí)體模型導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中；然后在ANSYS環(huán)境下，對(duì)此三維實(shí)體模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，使用ANSYS自帶功能抽取網(wǎng)格劃分后實(shí)體的點(diǎn)、線、面等幾何信息，并分類保存；再將保存的幾何信息導(dǎo)入到一個(gè)“轉(zhuǎn)換器”中，該“轉(zhuǎn)換器”利用ANSYS提供的編程接口，使用C++語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，能將抽取的三維實(shí)體模型幾何信息以標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖格式輸出，并以多邊形為單元保存為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件。
由上所述，該方法雖然可以實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換，但也存在一些明顯的不足轉(zhuǎn)換過(guò)程需要依賴ANSYS完成；必須對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行有限網(wǎng)格劃分，才能抽取實(shí)體模型的點(diǎn)、線、面等幾何信息，以完成到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換。使用ANSYS使得整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程十分繁瑣，且要求用戶必須購(gòu)買ANSYS軟件；對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分又延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)換過(guò)程的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種完全獨(dú)立的、不依賴任何第三方軟件的、基于文件到文件的三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，能夠?qū)⑵骷娜S實(shí)體直接轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖，并將工藝版圖存為標(biāo)準(zhǔn)的CIF文件格式。
涉及三維實(shí)體的一些基本概念1、拓?fù)渫負(fù)涫侵敢粋€(gè)三維實(shí)體模型中不同對(duì)象之間的層次關(guān)系。在三維實(shí)體模型中，拓?fù)鋵?duì)象之間是通過(guò)指針?lè)绞较嗷リP(guān)聯(lián)的。三維實(shí)體模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中一般包括以下拓?fù)鋵?duì)象體實(shí)體對(duì)象的最高層次，是塊的集合。
塊空間中相對(duì)獨(dú)立的、體的一部分，塊與塊之間不相互關(guān)聯(lián)，其表面由殼構(gòu)成。
殼塊的表面組成的集合，用于界定塊的內(nèi)部或外部區(qū)域。
面由環(huán)界定的曲面中的連通部分。
環(huán)由面的邊界構(gòu)成。
有向邊表示面對(duì)邊的引用。
邊由頂點(diǎn)界定的線。
頂點(diǎn)體、面、線的角點(diǎn)。
2、幾何幾何是指三維實(shí)體中純粹的幾何元素，如點(diǎn)、線、面等，幾何描述的是實(shí)體的幾何尺寸、形狀以及位置參數(shù)。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具中一種三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法的技術(shù)方案在于首先，讀取一種三維實(shí)體格式的文件，進(jìn)行三維實(shí)體文件信息提取1，并進(jìn)行文件信息分類2，文件信息包括文件頭信息，實(shí)體記錄信息和文件結(jié)束信息。其中文件頭信息包括文件的版本號(hào)、實(shí)體數(shù)、長(zhǎng)度單位、精度等信息；實(shí)體記錄信息包括實(shí)體的拓?fù)湫畔?、幾何信息和屬性信息，它們還可進(jìn)行細(xì)分，即實(shí)體記錄信息分類3；文件結(jié)束信息即結(jié)束符。其次，對(duì)分類后的實(shí)體記錄信息按層次進(jìn)行樹狀重構(gòu)，即實(shí)體記錄信息重構(gòu)4，建立信息之間的層次結(jié)構(gòu)圖，并將這個(gè)層次結(jié)構(gòu)圖稱為記錄樹。然后逐層遍歷記錄樹，根據(jù)記錄樹對(duì)象之間的層次關(guān)系，提取三維實(shí)體文件中的所有頂面信息，確定三維實(shí)體相應(yīng)頂點(diǎn)的坐標(biāo)。最后，根據(jù)頂點(diǎn)坐標(biāo)創(chuàng)建器件的完整版圖，并以標(biāo)準(zhǔn)CIF格式輸出，即生成標(biāo)準(zhǔn)版圖文件5。
實(shí)現(xiàn)該方法的具體步驟如下步驟一進(jìn)行三維實(shí)體文件信息提取1和文件信息分類2，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)體記錄信息分類3。
首先，按行讀取一種三維實(shí)體格式的文件，提取所有文件信息并存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器中。
其次，對(duì)寄存器中的文件信息分類。文件信息可分解為文件頭、實(shí)體記錄信息和文件結(jié)束標(biāo)識(shí)符三部分。其中文件頭又可再分為文件的版本號(hào)、實(shí)體數(shù)、長(zhǎng)度單位、精度等信息；實(shí)體記錄信息是文件的關(guān)鍵組成部分，包括實(shí)體的拓?fù)湫畔?、幾何信息和屬性信息；文件結(jié)束標(biāo)識(shí)符是文件讀取結(jié)束的標(biāo)志，不必再分。
再次，對(duì)實(shí)體記錄信息進(jìn)行細(xì)分。其中拓?fù)湫畔⒅赋隽藢?shí)體對(duì)象之間的層次關(guān)系，按層次從高到低依次可分解為體、塊、殼、面、環(huán)、有向邊、邊和頂點(diǎn)；幾何信息指出了各幾何元素的尺寸參數(shù)和位置參數(shù)等幾何信息，包括面、線、點(diǎn)；屬性信息表征實(shí)體的某些屬性，可以分解為實(shí)體的顏色、偏移等，可用于區(qū)分不同實(shí)體。需要說(shuō)明的是，盡管有的拓?fù)湫畔?duì)象和幾何信息對(duì)象的名稱一樣，但他們的含義不同，例如在拓?fù)湫畔⒗?，頂點(diǎn)只是拓?fù)鋵哟沃械囊粋€(gè)對(duì)象，而幾何信息的點(diǎn)表示的是頂點(diǎn)坐標(biāo)值。將細(xì)分后的實(shí)體記錄信息按記錄名稱分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器中。
步驟二進(jìn)行實(shí)體記錄信息重構(gòu)4，將重構(gòu)結(jié)果稱為記錄樹。重構(gòu)方法如下1)遍歷所有體，根據(jù)體與相應(yīng)屬性的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找每個(gè)體的屬性，包括顏色、偏移等，將所有屬性信息存入相應(yīng)體中，并將所有體置于記錄樹的最頂層，一個(gè)三維實(shí)體文件可能包含多個(gè)體，這些體在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中位于同一層次。
2)再次遍歷所有體，根據(jù)體與塊的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每個(gè)體的所有塊，并將這些塊分別存儲(chǔ)在相應(yīng)體的下一層中，置于記錄樹的第二層。
3)遍歷所有塊，根據(jù)塊與殼的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每個(gè)塊的所有殼，并將這些殼分別存儲(chǔ)在相應(yīng)塊的下一層，置于記錄樹的第三層。
4)遍歷所有殼，根據(jù)殼與面的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每個(gè)殼的所有面，并將這些面存儲(chǔ)在相應(yīng)殼的下一層，置于記錄樹的第四層。
5)將面分為拓?fù)涿媾c幾何面，并依此分別形成拓?fù)涿孀佑涗洏?和幾何面子記錄樹7，拓?fù)涿婧蛶缀蚊娣謩e置于相應(yīng)子記錄樹的頂層。
6)遍歷所有拓?fù)涿妫鶕?jù)拓?fù)涿媾c環(huán)的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每個(gè)拓?fù)涿娴乃协h(huán)，并將這些環(huán)存儲(chǔ)在相應(yīng)拓?fù)涿娴南乱粚又校糜谟涗洏涞牡谖鍖?，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第二層。同時(shí)將幾何面分為平面與曲面，由于三維實(shí)體文件到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件的轉(zhuǎn)換只針對(duì)規(guī)則幾何體，因此可以忽略對(duì)曲面的進(jìn)一步操作。
7)遍歷所有環(huán)，根據(jù)環(huán)與有向邊的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每個(gè)環(huán)的所有有向邊，并將這些有向邊存儲(chǔ)在相應(yīng)環(huán)的下一層，置于記錄樹的第六層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第三層。然后轉(zhuǎn)到幾何面子記錄樹7，遍歷所有平面，根據(jù)平面與線的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每個(gè)平面的所有線，再將線分為直線和圓兩類，其它類型的線可以忽略；將直線和圓存儲(chǔ)在相應(yīng)平面的下一層，置于記錄樹的第五層，幾何面子記錄樹7的第二層。
8)遍歷所有有向邊，根據(jù)有向邊與邊的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找每條有向邊所對(duì)應(yīng)的邊，并將其存入相應(yīng)有向邊的下一層，置于記錄樹的第七層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第四層。在三維實(shí)體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，有向邊和邊的含義是不一樣的，有向邊表示的是邊在環(huán)中出現(xiàn)的情況，它是有方向的，有向邊的方向和其所在面的法向量遵守右螺旋規(guī)則，而邊是沒(méi)有方向的，它完全由端點(diǎn)界定；因此，一條有向邊只能和唯一一條邊相對(duì)應(yīng)，反之則不成立，例如一個(gè)長(zhǎng)方體含有12條邊，但卻有24條有向邊。然后轉(zhuǎn)到幾何面子記錄樹7，遍歷所有直線和圓，對(duì)于直線，獲取其端點(diǎn)坐標(biāo)；對(duì)于圓，獲取圓心坐標(biāo)與半徑，并存儲(chǔ)在相應(yīng)線的下一層，置于幾何面子記錄樹7的最底層。
9)遍歷所有邊，根據(jù)邊與頂點(diǎn)的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找屬于每條邊的兩個(gè)頂點(diǎn)，并將其存入相應(yīng)邊的下一層，置于記錄樹的第八層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第五層。
10)遍歷所有頂點(diǎn)，根據(jù)頂點(diǎn)與坐標(biāo)的指針對(duì)應(yīng)關(guān)系查找每個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，并將其存入相應(yīng)頂點(diǎn)的下一層，置于記錄樹的最底層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的最底層。
至此，實(shí)體記錄信息全部重構(gòu)完畢。
步驟三從步驟二的實(shí)體記錄信息重構(gòu)4結(jié)果中提取用于轉(zhuǎn)換的頂面信息。根據(jù)組成面的所有頂點(diǎn)的Z坐標(biāo)值可把面分成側(cè)面、頂面和底面，由于三維實(shí)體文件到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件的轉(zhuǎn)換從幾何上看實(shí)際上是三維實(shí)體頂面的投影。因此，進(jìn)行面分類的目的就是要找到每個(gè)體的頂面信息。具體方法如下遍歷所有體，對(duì)于每個(gè)體，比較每個(gè)面的所有頂點(diǎn)Z坐標(biāo)，如果存在兩個(gè)點(diǎn)的Z坐標(biāo)不相等，則此面必定為側(cè)面，可以忽略；如果組成面所有點(diǎn)的Z坐標(biāo)都相等，則此面或者是頂面，或者是底面。然后從提取的所有頂面和底面中各取一點(diǎn)，比較Z坐標(biāo)，則Z坐標(biāo)值大的都記為頂面，也即是轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件所需的面。將得到的所有面存入其所屬的殼中，同時(shí)刪除其它面信息。
步驟四對(duì)步驟三所得到的面按邊進(jìn)行排序。具體排序方法如下遍歷所有面，對(duì)于任意一個(gè)面，首先將每條邊的頂點(diǎn)按提取的坐標(biāo)先后順序分別設(shè)為始點(diǎn)和終點(diǎn)，然后任取一條邊作為初始邊，遍歷所有剩余邊，如果某條邊的始點(diǎn)和第一條邊的終點(diǎn)完全重合，則將其作為該面的第二條邊，再以第二條邊為當(dāng)前邊，遍歷所有剩余邊，如果找到某條邊的始點(diǎn)和第二條邊的終點(diǎn)完全重合，則將其存為第三條邊，如此循環(huán)，直到所有邊排序完畢。如果面的邊界由圓構(gòu)成，則無(wú)需排序，因?yàn)橹灰_定圓心坐標(biāo)和半徑，圓的位置就完全確定。將排序結(jié)果存入相應(yīng)寄存器中。
步驟五生成標(biāo)準(zhǔn)版圖文件5。將上述排序完畢的所有面的邊按順序逐條取出，依次將各條邊的始點(diǎn)作為所生成版圖的頂點(diǎn)，如果上表面為圓，則將圓心坐標(biāo)和半徑作為版圖文件參數(shù)，并生成相應(yīng)的工藝版圖文件。按照標(biāo)準(zhǔn)CIF版圖文件格式生成版圖文件。
1)遍歷所有體，根據(jù)體的顏色屬性確定實(shí)體所屬的版圖層名稱，如結(jié)構(gòu)層名稱可設(shè)為CPS。
2)根據(jù)體的頂面的形狀屬性，按照CIF文件提供的標(biāo)準(zhǔn)命令行格式輸出繪圖命令，其中每條命令行輸出一個(gè)簡(jiǎn)單幾何圖形，如圓、矩形、多邊形等。
3)輸出幾何圖形的參數(shù)信息，對(duì)于圓，輸出圓心坐標(biāo)與半徑信息，對(duì)于多邊形，按步驟五中的邊的順序依次輸出頂點(diǎn)坐標(biāo)。
4)確定當(dāng)前版圖層輸出完畢后開始輸出下一層，然后重復(fù)前面操作，直至版圖輸出完畢。
5)輸出文件結(jié)束符，表示標(biāo)準(zhǔn)版圖文件輸出結(jié)束。
本發(fā)明是一種完全獨(dú)立的、不依賴任何第三方軟件的、基于文件到文件的三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，能夠?qū)⑵骷娜S實(shí)體直接轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖，不受軟件約束，轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)潔高效，有較廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明提出的從三維實(shí)體文件到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件的轉(zhuǎn)換方法流程2是實(shí)體記錄信息的詳細(xì)分類3是實(shí)體記錄信息重構(gòu)的詳細(xì)流程4是德國(guó)達(dá)姆施塔特理工大學(xué)提出的三維實(shí)體文件到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件轉(zhuǎn)換的流程5是一個(gè)微機(jī)械陀螺的三維實(shí)體模型6是利用本發(fā)明提出的三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖轉(zhuǎn)換方法得到的陀螺結(jié)構(gòu)層的版中1為三維實(shí)體文件信息提取，2為文件信息分類，3為實(shí)體記錄信息分類，4為實(shí)體記錄信息重構(gòu)，5為生成標(biāo)準(zhǔn)版圖文件，6為拓?fù)涿孀佑涗洏洌?為幾何面子記錄樹。
(五)具體實(shí)施方案一種微機(jī)械陀螺的三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換過(guò)程圖5是一種微機(jī)械陀螺的三維實(shí)體示意圖，該陀螺的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)含有一個(gè)體、一個(gè)塊、一個(gè)殼，陀螺結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所包含的面、環(huán)、邊等信息較多。轉(zhuǎn)換方法如下首先，讀取該微機(jī)械陀螺的三維實(shí)體文件信息；并對(duì)三維實(shí)體文件信息進(jìn)行分類；進(jìn)而對(duì)實(shí)體記錄信息按層次重構(gòu)，得到實(shí)體記錄信息的記錄樹；再?gòu)挠涗洏渲刑崛∪S實(shí)體的頂面信息，按照面的形狀、頂點(diǎn)坐標(biāo)分別使用相應(yīng)的命令行參數(shù)繪制版圖，并存為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件。
該微機(jī)械陀螺的三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法包括六個(gè)步驟步驟一陀螺三維實(shí)體文件信息提取1和文件信息分類2以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的實(shí)體記錄信息分類3。按行讀取陀螺三維實(shí)體文件信息，并將所有信息存儲(chǔ)在寄存器中。然后對(duì)寄存器中的文件信息分類，根據(jù)信息特征可分為文件頭、實(shí)體記錄信息和文件結(jié)束標(biāo)識(shí)符。其中文件頭包括文件的版本號(hào)、實(shí)體數(shù)、長(zhǎng)度單位、精度等信息；實(shí)際記錄信息又可分為拓?fù)湫畔?、幾何信息和屬性信息；定義拓?fù)湫畔?、幾何信息和屬性信息三個(gè)結(jié)構(gòu)體，將該陀螺三維實(shí)體文件的體、塊、殼、面、環(huán)、有向邊、邊和頂點(diǎn)等信息存儲(chǔ)在拓?fù)湫畔⒔Y(jié)構(gòu)體中，將面、邊、頂點(diǎn)坐標(biāo)等信息存儲(chǔ)在幾何信息結(jié)構(gòu)體中，將顏色、偏移等屬性信息存儲(chǔ)在屬性信息結(jié)構(gòu)體中。
步驟二對(duì)陀螺三維實(shí)體文件的實(shí)體記錄信息進(jìn)行重構(gòu)。提取步驟二中三個(gè)結(jié)構(gòu)體中存儲(chǔ)的實(shí)體記錄信息，按記錄信息對(duì)象所在的拓?fù)鋵哟螌?duì)信息進(jìn)行重構(gòu)，得到一個(gè)按層次結(jié)構(gòu)排列實(shí)體記錄信息的記錄樹。
步驟三從步驟二中記錄樹的所有面中提取陀螺的頂面。通過(guò)比較每個(gè)面的所有頂點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，提取出三維實(shí)體到二維版圖轉(zhuǎn)換所需的微機(jī)械陀螺三維實(shí)體模型的頂面，將此頂面存入其所屬殼中，同時(shí)刪除陀螺其它面信息。
步驟四對(duì)步驟三中的頂面按邊進(jìn)行排序。首先對(duì)頂面每條邊的頂點(diǎn)按提取的坐標(biāo)順序分別設(shè)為始點(diǎn)和終點(diǎn)，任取頂面的一條邊，遍歷所有剩余邊，如果某條邊的始點(diǎn)和第一條邊的終點(diǎn)完全重合，則將其作為頂面的第二條邊，然后以第二條邊為當(dāng)前邊，用同樣的方法設(shè)置其始點(diǎn)和終點(diǎn)，遍歷所有剩余邊，如果找到某條邊的始點(diǎn)和第二條邊的終點(diǎn)完全重合，則將其存為第三條邊，如此循環(huán)，直到所有邊排序完畢。
步驟五存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件。所有版圖均可視作是由一些簡(jiǎn)單幾何圖形組合而成，這些圖形主要有三種矩形、多邊形和圓，在版圖文件里，不同的幾何圖形其繪圖命令不同。矩形作為多邊形的一種特殊情況，既可以直接使用矩形的繪圖命令，也可以使用多邊形的繪圖命令，為了繪圖簡(jiǎn)單，在此將矩形作為多邊形的特殊情況處理，即使用多邊形的繪圖命令。微機(jī)械陀螺的頂面由矩形和多邊形組成，因此，可按如下方法輸出標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件遍歷步驟四中頂面信息的所有矩形和多邊形，對(duì)于每個(gè)矩形或多邊形，首先調(diào)用多邊形繪圖命令，然后按順序?qū)⒕匦位蚨噙呅蔚捻旤c(diǎn)坐標(biāo)依次放在繪圖命令后。
最后，輸出版圖文件的結(jié)束標(biāo)識(shí)符，并將版圖文件存為標(biāo)準(zhǔn)CIF文件，得到如圖6所示的微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)層版圖。
權(quán)利要求
1.微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于該方法的具體步驟如下步驟一進(jìn)行三維實(shí)體文件信息提取(1)和文件信息分類(2)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)體記錄信息分類(3)；步驟二將實(shí)體記錄信息按其所處的拓?fù)鋵哟芜M(jìn)行重構(gòu)，得到層次化的信息記錄樹；步驟三通過(guò)比較實(shí)體記錄信息重構(gòu)(4)結(jié)果中提取每個(gè)面的所有頂點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，提取出三維實(shí)體的所有頂面信息；步驟四對(duì)步驟三所得到的面按邊進(jìn)行排序；步驟五生成標(biāo)準(zhǔn)版圖文件(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述的步驟一包括讀取一種三維實(shí)體文件，將文件信息分為文件頭、實(shí)體記錄信息和文件結(jié)束標(biāo)識(shí)符三部分；其中文件頭又可再分為文件的版本號(hào)、實(shí)體數(shù)、長(zhǎng)度單位、精度等信息；實(shí)體記錄信息再分為實(shí)體的拓?fù)湫畔?、幾何信息和屬性信息；文件結(jié)束標(biāo)識(shí)符不必再分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述的步驟二的信息重構(gòu)包括以下步驟1)遍歷所有體，將所有屬性信息存入相應(yīng)體中，并將所有體置于記錄樹的最頂層；2)再次遍歷所有體，查找屬于每個(gè)體的所有塊，并將這些塊分別存儲(chǔ)在相應(yīng)體的下一層中，置于記錄樹的第二層；3)遍歷所有塊，查找屬于每個(gè)塊的所有殼，并將這些殼分別存儲(chǔ)在相應(yīng)塊的下一層，置于記錄樹的第三層；4)遍歷所有殼，查找屬于每個(gè)殼的所有面，并將這些面存儲(chǔ)在相應(yīng)殼的下一層，置于記錄樹的第四層；5)將面分為拓?fù)涿媾c幾何面，并依此分別形成拓?fù)涿孀佑涗洏?6)和幾何面子記錄樹(7)，拓?fù)涿婧蛶缀蚊娣謩e置于相應(yīng)子記錄樹的頂層；6)遍歷所有拓?fù)涿?，查找屬于每個(gè)拓?fù)涿娴乃协h(huán)，并將這些環(huán)存儲(chǔ)在相應(yīng)拓?fù)涿娴南乱粚又?，置于記錄樹的第五層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第二層；7)遍歷所有環(huán)，查找屬于每個(gè)環(huán)的所有有向邊，并將這些有向邊存儲(chǔ)在相應(yīng)環(huán)的下一層，置于記錄樹的第六層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第三層；然后轉(zhuǎn)到幾何面子記錄樹(7)，遍歷所有平面，屬于每個(gè)平面的所有線，再將線分為直線和圓兩類，存儲(chǔ)在相應(yīng)平面的下一層，置于記錄樹的第五層，幾何面子記錄樹7的第二層；8)遍歷所有有向邊，查找每條有向邊所對(duì)應(yīng)的邊，并將其存入相應(yīng)有向邊的下一層，置于記錄樹的第七層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第四層；9)遍歷所有邊，查找屬于每條邊的兩個(gè)頂點(diǎn)，并將其存入相應(yīng)邊的下一層，置于記錄樹的第八層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的第五層；10)遍歷所有頂點(diǎn)，查找每個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，并將其存入相應(yīng)頂點(diǎn)的下一層，置于記錄樹的最底層，拓?fù)涿孀佑涗洏?的最底層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述的步驟三具體方法如下遍歷所有體，對(duì)于每個(gè)體，比較每個(gè)面的所有頂點(diǎn)Z坐標(biāo)，然后從提取的所有頂面和底面中各取一點(diǎn)，比較Z坐標(biāo)，則Z坐標(biāo)值大的都記為頂面，也即是轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖文件所需的面；將得到的所有面存入其所屬的殼中，同時(shí)刪除其它面信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述步驟四的排序是將每個(gè)頂面的所有邊的頂點(diǎn)按提取坐標(biāo)的先后順序分別設(shè)為始點(diǎn)和終點(diǎn)，然后對(duì)每條邊進(jìn)行排序，使每個(gè)面的所有邊按頂點(diǎn)坐標(biāo)首尾相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述的步驟五是將排序完畢的所有面的邊按順序逐條取出，依次將各條邊的始點(diǎn)作為所生成版圖的頂點(diǎn)，如果上表面為圓，則將圓心坐標(biāo)和半徑作為版圖文件參數(shù)，然后按照CIF文件的語(yǔ)法規(guī)則存儲(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)版圖文件。
全文摘要
一種微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，其實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟一、三維實(shí)體文件信息提取和文件信息分類；步驟二、實(shí)體記錄信息分類；步驟三、實(shí)體記錄信息重構(gòu)，同時(shí)將重構(gòu)結(jié)果稱為記錄樹；步驟四、從步驟三的實(shí)體記錄信息重構(gòu)結(jié)果中提取用于轉(zhuǎn)換的頂面信息；步驟五、對(duì)步驟四所得到的面按邊進(jìn)行排序；步驟六、生成標(biāo)準(zhǔn)版圖文件。這種微機(jī)電系統(tǒng)中三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法是一種完全獨(dú)立的、不依賴任何第三方軟件的、基于文件到文件的三維實(shí)體到標(biāo)準(zhǔn)工藝版圖的轉(zhuǎn)換方法，轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)潔高效，有較廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G06F17/30GK1881221SQ20061004165
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日
發(fā)明者常洪龍, 苑偉政, 徐景輝, 謝建兵 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)