0 引言
許多制造企業已經意識到，實現產品信息的有序管理將成為在未來的競爭中保持領先的關鍵因素。在這一背景下產生一項新的管理思想和技術：產品數據管理，即Product Data Management，簡稱PDM。PDM以產品為核心，實現對產品相關的數據、過程、資源一體化集成管理。隨著PDM的普及，PDM系統的三維數據可視化成為急需解決的問題，體現在以下三個方面。
1)不兼容的CAD/CAM/CAE工具
目前，CAD/CAM/CAE軟件眾多，且它們的三維模型格式互不兼容，這給企業在快速查看各種不同工具產生的產品設計三維模型帶來困難。
2)讓三維數據為更多的人方便獲取
在企業中，不僅設計部門的產品設計工程師關心產品的三維模型，其他部門的人員（如：營銷人員、管理人員）也很關心產品設計的情況，也希望隨時能看到新產品的“模樣”。
3)文件必須小，能通過網絡快速傳輸
雖然CAD/CAM/CAE軟件也定義了一些公共三維模型格式(IGES，STEP)，但這些格式的數據文件體積龐大，不適合在網絡上快速傳輸。
鑒于以上情況，需要一種中性的（與工具軟件無關）、輕量化的文件格式來完成PDM系統的可視化需求。JT輕量化格式口正是在這一背景下的產物，目前JT格式已經成為了ISO標準，被眾多的CAD/CAM/CAE軟件所支持。
本文首先分析JT格式的結構，然后以此為基礎開發出一款用于某企業PDM可視化的JT瀏覽器，滿足瀏覽和其他基于JT格式的應用。
1 JT輕量化格式介紹
JT格式是一種高性能的、中性的、輕量化的可視化數據永久保存的容器，被廣泛應用于汽車制造、航空航天等領域。JT格式不僅能保存用于瀏覽的多面體信息，也可以保存用于產品設計的精確幾何信息。JT格式不僅能保存產品設計信息，也可以保存產品制造和分析的信息。由于JT格式廣泛的兼容性，它的應用貫穿于產品的整個生命周期。
1.1 JT規范
圖1 JT文件的基本結構
圖1是JT文件的基本結構，JT文件大體上分為三個部分。第一部分為File Header，這部分包含了JT文件的基本信息（如：版本信息、TOC部分在文件中的位置等等）。第二部分為TOC Segment，它包含了識別和定位各種數據段（JT文件的第三部分內容）的信息。第三部分為Data Segment，它包含了與產品有關的各種信息（幾何信息，制造信息等），表1列舉了這些信息的類型。
表1 Data Segment包含的數據類型
1.2 JT多面體模型
因為JT瀏覽器的主要任務是瀏覽三維模型，所以只需讀取JT文件的多面體數據即可。圖2為JT文件的多面體模型的數據結構的示意圖，其中：ShapeLODO、ShapeLODl等代表不同顯示精度的多面體數據，vertex、normal、color、texture分別為多面體的頂點、法向矢量、顏色和貼圖數據。
圖2 JT文件多面體數據結構示意圖
2 JT瀏覽器的開發
2.1 OSG簡介
要開發一個三維模型的瀏覽器，比較有效的方法是以一個專業的場景顯示與管理平臺（或稱3D圖形開發庫）為基礎。
OSG是一款高性能的3D圖形開發庫，廣泛應用在可視化仿真、游戲、虛擬現實等領域。OSG使用標準的C++和OpenGL編寫，可以運行在Windows、OSX、GNU/Linux、IRIX、Solaris、HP.Ux、AIX以及FreeBSD操作系統。
OSG中的場景用一種稱為“場景樹”的數據結構來管理如圖3所示。OSG通過場景樹中不同類型的節點來組織和渲染任意復雜的場景。這些節點可以分為兩大類：組節點(Group)和幾何節點(Geode)。圖中的虛線框表示的節點為組節點，實線框表示的節點為幾何節點。
圖3 OSG中的“場景樹”
2.2 JT Open Toolkit簡介
JT Open Toolkit是一個C++ library，用于讀寫訪問JT數據。使用JT Open Toolkit能減少在創建基于JT應用程序中所涉及的編碼和維護工作，保證100%的數據兼容性。
通過JT Open Toolkit提供的JT數據節點遍歷方法，可以讀取JT文件多面體模型以及精確幾何模型。
2.3 JT瀏覽器方案
通過JT多面體與OSG多面體之間的對應關系，可以實現由JT Part到OSG Geode之間的轉換（如圖4所示）。這樣，也就完成了JT文件（裝配樹）到OSG場景樹的轉換（如圖5所示）。
圖4 JT Part轉換OSG Geode示意圖
圖5 JT瀏覽器方案示意圖
2.4 JT瀏覽器的實現
JT瀏覽器開發環境和工具為：Microsoft Visual Studi0 2008，JT Open Toolkit 5.6，OpenSceneGraph 2.8.0。
JT文件數據結構的節點遍歷使用了JT Open Toolkit自帶的節點遍歷類JtkTraverser，代碼片段如下：
最后，在OSG平臺上，成功開發了JT瀏覽器（運行界面如圖6所示），并已應用到某企業PDM的可視化解決方案中。
圖6 JT瀏覽器界面
3 結束語
本文通過JT Open Toolkit和OSG完成了JT瀏覽器的開發，并應用于某企業的可視化解決方案。經過測試，效果良好。以此為基礎，未來可以開發出更多的基于JT的應用（尺寸測量、模型比較、快速裝配等等）。
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本文標題：用于PDM系統可視化的JT瀏覽器開發
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