基于繪畫的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)研究

翟景華

摘? 要： 針對傳統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)的反應(yīng)時間較慢的問題，研究一種基于繪畫的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)。設(shè)計一種繪畫數(shù)位板，使用一款CMOS感光芯片，利用SMBus接口連接ROM和PIC18單片機(jī)內(nèi)核，用來傳輸繪畫過程中的特征數(shù)據(jù)，輔助計算機(jī)處理，主板單片機(jī)選用可重復(fù)擦寫的AT24C20芯片，連接3個16位定時器，完成計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)的硬件設(shè)計。軟件部分首先提取繪畫時呈現(xiàn)出的元素特征，利用基于小波變換事物邊緣點的提取方法提取元素中的梯度因子，利用梯度因子迭代分割與配準(zhǔn)，得到各元素特征，利用Java編程將計算得到的元素特征輸入到系統(tǒng)中，完成軟件部分的設(shè)計。實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)相比，基于繪畫的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)的反應(yīng)速度更快，更適合實際使用。

關(guān)鍵詞： 計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng); 繪畫元素; 系統(tǒng)反應(yīng)時間; 數(shù)位板; 元素特征; 筆跡

中圖分類號： TN99?34; X924? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）17?0183?04

Abstract： In view of the long response time of the traditional CAD （computer aided design） system， a kind of CAD system based on drawing is studied. In terms of the system hardware， a digitizing tablet is designed. A CMOS （complementary metal?oxide semiconductor） photosensitive chip is used to connect ROM （read only memory） and SCM （single chip microcomputer） kernel PIC18 by interface SMBus （system management bus）， so as to transmit the feature data in the drawing process. The rewritable chip AT24C20 is used as the SCM of auxiliary computer processing motherboard， and the auxiliary computer processing motherboard is connected to three 16?bit timers. So far， the hardware design of CAD system is completed. In terms of the software， the element features presented in the drawing are extracted first， and then the gradient factors in the elements are extracted with the wavelet transform based method of extracting the edge points of things. In addition， the iterative segmentation and registration of the gradient factors are used to get the element features， which are input into the system by Java programming. So far， the software design is completed. The experimental results show that， in comparison with the traditional CAD system， the drawing?based CAD system is of shorter response time and is more suitable for practical use.

Keywords： CAD system; drawing element; system response time; digitizing tablet; element feature; handwriting

0? 引? 言

隨著計算機(jī)視覺技術(shù)的不斷發(fā)展，在繪畫上運(yùn)用計算機(jī)輔助設(shè)計已經(jīng)成為一項成熟的技術(shù)[1]。利用計算機(jī)輔助繪畫，可以解決傳統(tǒng)繪畫方法無法隨意改動的問題，計算機(jī)具有強(qiáng)大的多媒體功能，可以將抽象的問題表現(xiàn)出來[2]。在實際設(shè)計機(jī)械加工圖紙和建筑制圖圖紙時，對于復(fù)雜和不容易表示清楚的部分，使用計算機(jī)輔助系統(tǒng)修訂圖紙時不需要重新畫圖，節(jié)省了設(shè)計工時[3]。計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)可以在修訂繪畫設(shè)計的缺陷時，將有問題的設(shè)計文件從計算機(jī)中調(diào)出，在計算機(jī)上稍微改動設(shè)計圖紙就可以，大大節(jié)省了改動時間。計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)不光可以儲存多個設(shè)計文件，還可以將設(shè)計者以前的工作儲存在計算機(jī)中，適合現(xiàn)代化的繪畫設(shè)計工作[4]。

1? 計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1? 設(shè)計繪畫數(shù)位板

繪畫數(shù)位板采用最高壓力參數(shù)的8192壓感感應(yīng)靈敏度，外觀版面材質(zhì)選用塑膠外殼，繪畫版面選用1塊四層復(fù)合玻璃屏，在玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂上一層ITO，數(shù)位板如圖1所示。

4? 結(jié)? 語

隨著計算機(jī)在繪畫領(lǐng)域的應(yīng)用，針對傳統(tǒng)計算機(jī)輔助繪畫系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計基于繪畫的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，縮短了輔助系統(tǒng)對數(shù)位板的反應(yīng)時間，節(jié)省了設(shè)計者的設(shè)計時間，增強(qiáng)了系統(tǒng)的時效性。為實現(xiàn)繪畫工作數(shù)據(jù)化，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。數(shù)字化的繪畫方式，可以減少繪畫者被染料危害的風(fēng)險，是繪畫工作邁向“現(xiàn)代化”的標(biāo)志。

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