（航空宇航制造工程专业论文）基于web的三维图形系统的研究与实现.pdf

基于w e b 的二维幽彤系统的1 究与实现 a b s t r a c t i nt h e b e g i n n i n go f19 9 0 s ，p e o p l ej u s t s t a r t e dt oc o n t a c tc o n c e p to fi n t e m e ta n d w o r l d w i d e w e b i nt h ep a s ty e a r s ，a l o n gw i t hr a p i dd e v e l o p m e n to fw w w i nt h ei n t e r a c t ， t e c h n o l o g yo f i n t e m e th a sa l r e a d yg o n ed e e pi n t om a n ys i d e so f l i f e p e o p l en o to n l yc a n b r o w s ea n dp u b l i s hi n f o r m a t i o nw i t hi t ，b u ta l s oc a nu s ei t sf r i e n d l y u n i t e di n t e r f a c ea n d h i g he f f i c i e n c yt oc a t t yt h r o u g hc o m m e r c ea n de n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t i n m a n u f a c t u r i n ge q u a l l y , i ti sa r e s e a r c hd i r e c t i o na tp r e s e n tt of u l l yu s ei n t e r n e tt e c h n o l o g y t od e v e l o pc a d c a m s y s t e m s ，a n dg r a p h i c ss y s t e mi sak e y f o u n d a t i o n t h i s p a p e r r e s e a r c h e st h ea r c h i t e c t u r eo fw e b b a s e dt h r e e - d i m e n s i o n a l g r a p h i c s s y s t e m s ，c l i e n ta n ds e r v e rs o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，a n dt h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l i n g t h eb s c o n f i g u r a t i o nm o d e li s d i s c u s s e dw h i c hi sr e a l i z e dw i t hj a v at e c h n o l o g y , j a v aa p p l e t t e c h n o l o g yo nc l i e n ts i d e ，j a v as e r v l e tt e c h n o l o g yo f fs e r v e rs i d e ，a n dj a v a 3 dm o d e l i n g l a n g u a g e w e b - b a s e d t h r e e d i m e n s i o n a l g r a p h i c ss y s t e m i s d e v e l o p e db ya p p l y i n g t e c h n o l o g ym e n t i o n e da b o v e ，i n i t h ld e v e l o po f t h es y s t e mi si m p l e m e n t e da n d e x p e r i e n c e t og o d e e p e r i n t or e s e a c hf o rn e x t s t e pi sa c c u m u l a t e d k e yw o r d s ：i n t e r a c t tw e b j a v a c a d 南京航宅航天人学硕l j 学位论文 1 1 w e b 技术及其发展 第一章绪论 在信息爆炸的当今社会单个计算机所能够完成的工作和占用的信息资源都十分 有限，而把每台计算机联起来，组成计算机网络，就能在局部或者更大的范围内实现 通信和信息资源共享，i n t e r n e t 就是要达到这样一种目的。 i n t e r n e t 最初起源于美国，又称国际计算机互联网，是目前世界上影响最大的 国际性计算机网络。它的前身是美国国防部高级研究计划管理局于1 9 6 9 年建立的军 用网络，首先由国家资助在科研部门使用，目的是把美国和世界各国的科学家与远端 的大型机联起来实现计算机资源和科技成果的共享，后来逐渐扩展到所有研究领域 和各种组织的科研部门及高等院校。 随着近年来信息高速公路建设的热潮，i n t e r n e t 在商业领域的应用得到了迅速 发展加之个人电脑的普及，越来越多的个人用户也加入进来。 目前，i n t e r n e t 已通达全球百余个国家，有4 5 万个网络单位，用户数达3 5 0 0 万个，并以每月2 0 万个新增用户的惊人速度持续增长。 w 删服务，也称w e b 服务是目前i n t e r n e t 上最方便和最受欢迎的信息服务类 型，它的出现是i n t e r n e t 发展中的一个革命性的里程碑，在计算机技术方面掀起了 强大的进步和变革的风暴。 1 1 1 嗍的特点 w e b 使用了包括搜索和超链接的直觉技术使用户容易找到所需要的信息。w e b 也 吸引开发者、专业人员和其他各种人士，因为它充分利用了开放式的、不依赖平台的 标准在客户和服务器两方面都可简化管理，降低成本。 w 珊是一个专用术语用于描述i n t e r n e t 上的所有可用信息和多媒体资源。可 以使用一个被称为w e b 浏览器的应用程序来访问这些信息。使得w e b 很快成为一片能 自由航行的信息海洋，它使用了一种被称为h t t l ( 超文本标记语言) 的文件格式， 任您在w e b 上通过跳转或超级链接从某一页跳到其它页一这些页可包括图象、动画、 声音、3 d 世界以及其它任何信息。页和文件可以放在i n t e r n e t 上的任何一个地方， 通过“超级链接”将它们连在一起形成巨大的w 聊。一旦与w e b 连接，您就可以使 用同样的方式访问全球任何地方的信息，而不用支付额外的长距离连接费用或受其它 条件的制约。 基于w e b 的二维| 茎| 形系统的研究与实现 1 1 2w w w 的三层结构 i n t e r n e t 上的w w w 应用是一种基于h t t p ( h y t e x t t r a n s f e r p r o t o c o l ，即超文本传 输协议) 的c 1 i e n t s e v e r 交互式网络系统。其客户( 如浏览器) 与w e b 服务器的通信 主要由以下三部分组成： 请求：客户端利用h t t p 协议向w e b 服务器发送请求： 接收：w e b 服务器接收请求，验证客户端对请求信息的访问权限： 响应：w e b 服务器向客户端发送响应消息( 如h t m l 文档) 。 相应的w w w 结构可认为是三层c li e n t s e v e r 结构： 表示层：即v w w 浏览器。客户向由u r l ( u n i f o r m r e s o u r c e l o c a t o r ) 所定向的w e b 服务器提出服务申请。w e b 服务器对用户身份进行验证后，用h t t p 协议把用户所 需的信息传送给用户，并在浏览器上显示。 应用层：即具有c g i 、专用a p i 、s s i 等接口的w e b 服务器。w e b 服务器接收用 户请求后，首先必须执行某一c g i ( s s i 、a p i ) 程序与后端数据库相连接，对用 户请求进行处理，并将处理结果返回给w e b 服务器，再由服务器把结果返回给客 户端。 数据层：即后端数据源用于存储客户方所需和服务器所提供的数据。 1 2 网络在c a d c a m 中应用的研究现状、水平和发展趋势 随着计算机技术和网络技术尤其是i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅猛发展，制造业正 发生着一场深刻的变革，日益向着高度自动化、智能化、集成化和网络化的方向发展。 充分利用网络技术特别是i n t e r n e t 和i n t r a n e t 技术，实现制造资源的共享、支持跨 地区、跨平台的全球制造，是今后制造业的重要发展方向之一。 c a d c a m 技术作为制造业保证竞争力的有力工具，在缩短产品上市周期、提高质 量、降低成本等方面发挥着重要作用。将网络技术与c a d c a m 技术相融合，是c a d c a m 技术发展的重要方向。 国外在将网络技术应用于c a d 0 中的研究方面投入了大量的人力物力，并取得 一定的进展。目前，在该方面的研究主要分两类：其中一类是以y u n g - c h o uk a o 2 、 s c h u l m a n 姒 3 等人所做的研究工作为代表，这一类研究基本上把i n t e r n e t 网作为 一个大的网络处理，整个系统基本上是客户机服务器结构，各子系统相对较为独立， 子系统之间信息交流较少，可以说这类应用是早期局域网工作的泛化；另外一类是以 g q h u a n g 5 和r i c kw a n g e r 7 等人所做的研究工作为代表，这类研究利用w e b 技 术，使客户仅使用浏览器即可进行一些设计工作，这些应用主要以动态网页为基础， 用户可以填写一些简单信息，提交问题，由服务器来解答返回处理结果，引导用户 完成设计任务整个系统基本上是一个浏览器朋艮务器结构这些研究主要是利用w e b 基于w e b 的二维| 茎| 形系统的研究与实现 1 1 2w w w 的三层结构 i n t e r n e t 上的w w w 应用是一种基于h t t p ( h y t e x t t r a n s f e r p r o t o c o l ，即超文本传 输协议) 的c 1 i e n t s e v e r 交互式网络系统。其客户( 如浏览器) 与w e b 服务器的通信 主要由以下三部分组成： 请求：客户端利用h t t p 协议向w e b 服务器发送请求： 接收：w e b 服务器接收请求，验证客户端对请求信息的访问权限： 响应：w e b 服务器向客户端发送响应消息( 如h t m l 文档) 。 相应的w w w 结构可认为是三层c li e n t s e v e r 结构： 表示层：即v w w 浏览器。客户向由u r l ( u n i f o r m r e s o u r c e l o c a t o r ) 所定向的w e b 服务器提出服务申请。w e b 服务器对用户身份进行验证后，用h t t p 协议把用户所 需的信息传送给用户，并在浏览器上显示。 应用层：即具有c g i 、专用a p i 、s s i 等接口的w e b 服务器。w e b 服务器接收用 户请求后，首先必须执行某一c g i ( s s i 、a p i ) 程序与后端数据库相连接，对用 户请求进行处理，并将处理结果返回给w e b 服务器，再由服务器把结果返回给客 户端。 数据层：即后端数据源用于存储客户方所需和服务器所提供的数据。 1 2 网络在c a d c a m 中应用的研究现状、水平和发展趋势 随着计算机技术和网络技术尤其是i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅猛发展，制造业正 发生着一场深刻的变革，日益向着高度自动化、智能化、集成化和网络化的方向发展。 充分利用网络技术特别是i n t e r n e t 和i n t r a n e t 技术，实现制造资源的共享、支持跨 地区、跨平台的全球制造，是今后制造业的重要发展方向之一。 c a d c a m 技术作为制造业保证竞争力的有力工具，在缩短产品上市周期、提高质 量、降低成本等方面发挥着重要作用。将网络技术与c a d c a m 技术相融合，是c a d c a m 技术发展的重要方向。 国外在将网络技术应用于c a d 0 中的研究方面投入了大量的人力物力，并取得 一定的进展。目前，在该方面的研究主要分两类：其中一类是以y u n g - c h o uk a o 2 、 s c h u l m a n 姒 3 等人所做的研究工作为代表，这一类研究基本上把i n t e r n e t 网作为 一个大的网络处理，整个系统基本上是客户机服务器结构，各子系统相对较为独立， 子系统之间信息交流较少，可以说这类应用是早期局域网工作的泛化；另外一类是以 g q h u a n g 5 和r i c kw a n g e r 7 等人所做的研究工作为代表，这类研究利用w e b 技 术，使客户仅使用浏览器即可进行一些设计工作，这些应用主要以动态网页为基础， 用户可以填写一些简单信息，提交问题，由服务器来解答返回处理结果，引导用户 完成设计任务整个系统基本上是一个浏览器朋艮务器结构这些研究主要是利用w e b 南京航卒航天人学坝i 。学位论文 在客户端与服务器之问交流信息。下面给出的系统实例均属此类。 美国u g s 公司在其推出的最新版本的u g 软件中增加了有关w e b 技术的内容，为 用户提供了一套工具，该工具将u g 连接到w e b 服务器上，可通过浏览器来修改u g 模型，用户可利用u g 零件和装配件数据来创建w e b 页面，提取u g 的数据，并支持各 种不同w e b 格式的u g 模型图象文件如c g m ，v r m l ，t i f f ，m p e g ，g i f 和j p e o 等。 s d r c 公司在其最新推出的i d e a sm a s t e rs e r i e s 软件也开始支持w e b 功能，用户可 以直接把设计模型和相关数据放入i n t e r n e t i n t r a n e t 的w e b 中实现企业级的数据交 换。p t c 公司推出了企业产品数据管理套装应用软件w i n d c h i l l 。i b m 公司的c a t i a 系 统v 5 3 提供了应用于w e b 的解决方案( c a t w e b ) ，审核人员可在i n t e r n e t 上通过w e b 浏览器审查产品设计结果，并可对其中的问题进行批注，提示设计人员进行相应的修 改。美国s p a t i a lt e c h n o l o g y 公司建立了3 d s h a r e 网站，通过i n t e r n e t 向用户提供 3 dc a d 模型的数据格式转换和模型缺陷的修补服务。 国内在该方面的研究也取得一定的进展，主要对基于信息网络的设计与制造系统 的体系结构框架进行了概念研究和理论探讨，提出分布式网络化制造系统的初步构 想、制造模式，研究计算机支持下的协同设计及其环境；在具体实现上，哈工大的孔 振宇等利用w e b 服务中的相应网关接口开发了基于i n t e r n e t 的电加工c a d c a m 系统： 南航c d c a m 中心设计并实现了一个基于w e b 的制造过程分析和共享信息管理系统。 他们用w e b 页上的文本输入框实现了零件数据输入，但没有实现图形交互式的输入方 式，而这一点又恰恰是一个好的c a d f c a m 系统所必须具备的。 1 3 论文选题依据及主要研究内容 现代企业需要更快地对技术革新、市场需求情况作出反应，异地设计制造技术 和并行设计制造技术受到日益重视。这项技术的实施，需要有高效、快捷、安全的 网络c a d c a m 系统和数据库系统的支持。 针对上述情况，如能建立c a d c a m 服务中心，该中心可以设在c d c a m 软件开发 公司，也可以是独立实体( 当然也可以设在企业内部) ，中心内放置各种品牌、各种 类型的软件，包括c a d 、c a m 、c a e 、c a p p 等等；在任何一个地方的任何一台连入i n t e r n e t 的计算机上，均可通过网络利用中心服务器上的c a d c a m 软件进行产品设计、工程分 析、加工编程等工作，用户无需购买软件拷贝，也不用进行费时费力的软件选型，更 免去了软件升级与维护的烦恼。服务中心及时更新软件版本，集中进行软件维护，为 广大用户提供了极大的方便。 而基于w e b 的三维图形系统是基于w e b 的c a d 系统的重要组成部分，本文在江苏 省青年科技基金课题( 编号：1 珀2 0 0 0 0 0 4 ) 的资助下，研究了基于w e b 的三维图形系 统的关键技术，为开发此种c a d 软件打下良好的基础。上述思想的实现，将对企业 南京航卒航天人学坝i 。学位论文 在客户端与服务器之问交流信息。下面给出的系统实例均属此类。 美国u g s 公司在其推出的最新版本的u g 软件中增加了有关w e b 技术的内容，为 用户提供了一套工具，该工具将u g 连接到w e b 服务器上，可通过浏览器来修改u g 模型，用户可利用u g 零件和装配件数据来创建w e b 页面，提取u g 的数据，并支持各 种不同w e b 格式的u g 模型图象文件如c g m ，v r m l ，t i f f ，m p e g ，g i f 和j p e o 等。 s d r c 公司在其最新推出的i d e a sm a s t e rs e r i e s 软件也开始支持w e b 功能，用户可 以直接把设计模型和相关数据放入i n t e r n e t i n t r a n e t 的w e b 中实现企业级的数据交 换。p t c 公司推出了企业产品数据管理套装应用软件w i n d c h i l l 。i b m 公司的c a t i a 系 统v 5 3 提供了应用于w e b 的解决方案( c a t w e b ) ，审核人员可在i n t e r n e t 上通过w e b 浏览器审查产品设计结果，并可对其中的问题进行批注，提示设计人员进行相应的修 改。美国s p a t i a lt e c h n o l o g y 公司建立了3 d s h a r e 网站，通过i n t e r n e t 向用户提供 3 dc a d 模型的数据格式转换和模型缺陷的修补服务。 国内在该方面的研究也取得一定的进展，主要对基于信息网络的设计与制造系统 的体系结构框架进行了概念研究和理论探讨，提出分布式网络化制造系统的初步构 想、制造模式，研究计算机支持下的协同设计及其环境；在具体实现上，哈工大的孔 振宇等利用w e b 服务中的相应网关接口开发了基于i n t e r n e t 的电加工c a d c a m 系统： 南航c d c a m 中心设计并实现了一个基于w e b 的制造过程分析和共享信息管理系统。 他们用w e b 页上的文本输入框实现了零件数据输入，但没有实现图形交互式的输入方 式，而这一点又恰恰是一个好的c a d f c a m 系统所必须具备的。 1 3 论文选题依据及主要研究内容 现代企业需要更快地对技术革新、市场需求情况作出反应，异地设计制造技术 和并行设计制造技术受到日益重视。这项技术的实施，需要有高效、快捷、安全的 网络c a d c a m 系统和数据库系统的支持。 针对上述情况，如能建立c a d c a m 服务中心，该中心可以设在c d c a m 软件开发 公司，也可以是独立实体( 当然也可以设在企业内部) ，中心内放置各种品牌、各种 类型的软件，包括c a d 、c a m 、c a e 、c a p p 等等；在任何一个地方的任何一台连入i n t e r n e t 的计算机上，均可通过网络利用中心服务器上的c a d c a m 软件进行产品设计、工程分 析、加工编程等工作，用户无需购买软件拷贝，也不用进行费时费力的软件选型，更 免去了软件升级与维护的烦恼。服务中心及时更新软件版本，集中进行软件维护，为 广大用户提供了极大的方便。 而基于w e b 的三维图形系统是基于w e b 的c a d 系统的重要组成部分，本文在江苏 省青年科技基金课题( 编号：1 珀2 0 0 0 0 0 4 ) 的资助下，研究了基于w e b 的三维图形系 统的关键技术，为开发此种c a d 软件打下良好的基础。上述思想的实现，将对企业 基于w e b 的三维蚓蟛系统的研究与实现 c a d 的应用模式和c a d 软件产业产生重大影响。 本文共分六章，各章内容如下： 第一章介绍w e b 技术的发展状况，网络在c a d c a m 系统的应用和研究现状，以及 本文的选题依据及研究内容。 第二章对基于w e b 的三维图形系统的体系结构进行了研究。对当前的三种网络计 算模式进行了分析比较，提出了采用b s 结构模型的优越性和必要陆，在此基础上建 立了本文所研究系统的框架结构。 第三章介绍了基于w e b 应用系统的客户端、服务器端的各种软件开发技术，新型 网络上面向对象的语言j a v a 及j a v a 各种相关的应用技术如客户端的a p p l e t 小程序、 服务器端的s e r v e l e t 小程序、和统一浏览器j a v a 运行环境的j a v a 插件。研究了基 于w e b 的三维图形系统系统数据通讯机制，实现了该系统客户端、服务器端的软件开 发。 第四章对基于w e b 的三维图形系统的建模技术进行了研究。全面介绍了新型的三 维建模语言j a v a 3 da p i ，在它的基础上开发了基于w e b 的三维图形系统的建模子模 块。 第五章研究了基于w e b 的三维图形系统的配置发布，给出了该系统的测试用例。 第六章总结了全文的研究工作展望了今后需要进一步完善和深化的工作。 4 南京航卒航天 学碗i j 学位论文 第二章基于w e b 的三维图形系统的体系结构 2 1 引言 由于c a d c a m 软件往往有大量数据在不同主机间进行传输和处理，采用何种网 络体系结构是c a d c a m 软件研究的一个重点。从5 0 年代到8 0 年代初期，计算机应用 基本上是一种基于终端主机体系结构的计算模型，以往的c a d c a m 软件一般都采用 这种计算模式。随着计算机技术的发展，到了8 0 年代的后期人们提出了客户月务 器的计算概念9 0 年代初，客户机n 务器技术得到了广泛的认可大量的应用程序 从原来的终端主机计算模型迅速转向客户机服务器计算模型，当代的c a d c a m 系统 普遍采用这种模式。近年来，随着i n t e r n e t 技术的飞速发展以及应用的普及，基于 w e b 的浏览器n 务器的计算模型得到了人们广泛的重视，基于浏览器服务器的应用 软件正在越来越大的程度上取代传统体系结构的应用软件，本文所研究基于w e b 的三 维图形系统就是采用的b s 结构的第三代计算模型。 2 2 三种网络计算模式的介绍及比较 2 1 i 集中计算模型 第一代计算模型是集中计算模型，它的结构如图2 一l 。它由大型主机和多个与 之相连的终端组成，其核心是大型主机。这种计算模型具有以下优点： 提供了集中式管理，对系统进行维护和管理的费用较低。 在大型机上可以挂接多个终端操作系统使用分时调度的方法同时为多个用 户提供服务每个终端在大型主机中对应一个进程。 由于这种计算模式的核心是大型主机终端没有计算能力，因此对主机进行 安全保护比较容易 终端终端 南京航卒航天 学碗i j 学位论文 第二章基于w e b 的三维图形系统的体系结构 2 1 引言 由于c a d c a m 软件往往有大量数据在不同主机间进行传输和处理，采用何种网 络体系结构是c a d c a m 软件研究的一个重点。从5 0 年代到8 0 年代初期，计算机应用 基本上是一种基于终端主机体系结构的计算模型，以往的c a d c a m 软件一般都采用 这种计算模式。随着计算机技术的发展，到了8 0 年代的后期人们提出了客户月务 器的计算概念9 0 年代初，客户机n 务器技术得到了广泛的认可大量的应用程序 从原来的终端主机计算模型迅速转向客户机服务器计算模型，当代的c a d c a m 系统 普遍采用这种模式。近年来，随着i n t e r n e t 技术的飞速发展以及应用的普及，基于 w e b 的浏览器n 务器的计算模型得到了人们广泛的重视，基于浏览器服务器的应用 软件正在越来越大的程度上取代传统体系结构的应用软件，本文所研究基于w e b 的三 维图形系统就是采用的b s 结构的第三代计算模型。 2 2 三种网络计算模式的介绍及比较 2 1 i 集中计算模型 第一代计算模型是集中计算模型，它的结构如图2 一l 。它由大型主机和多个与 之相连的终端组成，其核心是大型主机。这种计算模型具有以下优点： 提供了集中式管理，对系统进行维护和管理的费用较低。 在大型机上可以挂接多个终端操作系统使用分时调度的方法同时为多个用 户提供服务每个终端在大型主机中对应一个进程。 由于这种计算模式的核心是大型主机终端没有计算能力，因此对主机进行 安全保护比较容易 终端终端 基十w e b 的二维幽彤系统的 l j | _ 究，实现 图2 1 大型计算机模式 每个终端与主机相连的线路通常较短，而且是专线所以它们运行程序时的可 靠性很高。 这种计算模式在计算机发展的初期得到了广泛的应用，尤其是在一些大型计算 中但由于它存在以下缺点而影响和限制了它的继续发展： 硬件投资高 - 增加计算能力的花费大 对于大部分的应用，资源利用率低 编程工具不友好，软件开发周期低 大部分的应用可移植性差，不够灵活 2 2 2 客户机服务器体系结构 在8 0 年代，随着工作站和个人计算机的诞生和广泛的应用，产生了一种新的计 算模式客户机服务器模式。这种模式在诞生后得到了广泛的应用。 客户机服务器模式由两部分组成，如图2 2 所示。客户机处于前端。一般使用 p cp cp c 图2 2 客户机服务器模式 的是网络p c 。它与客户直接进行信息交互、向用户提供图形用户界面。后端是服务 器，它可以使用各种类型的主机，提供例如数据库的查询和管理、大规模计算等服务。 因而，可以在客户机向用户提供一个一致的界面在后端的服务器使用各种系统的计 算机，在客户机和服务器之间提供数据的转换接口。 客户机服务器模式提供了很大的灵活性，适用于很多领域。有如下优点： 可以集成不同的平台保护已有的投资。 可以通过局域网或广域网来发布信息、分布数据。 提供了友好的用户界面，并能访问传统的主机系统中的数据。 6 基十w e b 的二维幽彤系统的 l j | _ 究，实现 图2 1 大型计算机模式 每个终端与主机相连的线路通常较短，而且是专线所以它们运行程序时的可 靠性很高。 这种计算模式在计算机发展的初期得到了广泛的应用，尤其是在一些大型计算 中但由于它存在以下缺点而影响和限制了它的继续发展： 硬件投资高 - 增加计算能力的花费大 对于大部分的应用，资源利用率低 编程工具不友好，软件开发周期低 大部分的应用可移植性差，不够灵活 2 2 2 客户机服务器体系结构 在8 0 年代，随着工作站和个人计算机的诞生和广泛的应用，产生了一种新的计 算模式客户机服务器模式。这种模式在诞生后得到了广泛的应用。 客户机服务器模式由两部分组成，如图2 2 所示。客户机处于前端。一般使用 p cp cp c 图2 2 客户机服务器模式 的是网络p c 。它与客户直接进行信息交互、向用户提供图形用户界面。后端是服务 器，它可以使用各种类型的主机，提供例如数据库的查询和管理、大规模计算等服务。 因而，可以在客户机向用户提供一个一致的界面在后端的服务器使用各种系统的计 算机，在客户机和服务器之间提供数据的转换接口。 客户机服务器模式提供了很大的灵活性，适用于很多领域。有如下优点： 可以集成不同的平台保护已有的投资。 可以通过局域网或广域网来发布信息、分布数据。 提供了友好的用户界面，并能访问传统的主机系统中的数据。 6 南京航卒航天人学硕扛学位论文 性能价格比较高。 具有良好的可扩展性，可以使用市场上已有的众多软件。 尽管客户机朋r 务器模式有很多优点并且在实际应用中也发挥了重要的作用 但它还存在着如下的缺点： 系统管理费用高。 对于某些应用来说，它的许多功能没有必要保留，功能多余。 不能实现跨平台的计算。 2 2 3 浏览器n 务器( b r o w s e r s e r v e r ) 体系结构 随着计算机网络及其相关技术的不断发展与完善，i n t e r n e t 已成为一个大的分 布式计算平台。浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r 简称b s ) 计算模式就是基于w e b 的协同计算。它由浏览器、w e b 服务器和数据服务器组成。图2 3 为典型的b s 体 系结构： l i n t c m e 仉n 一 浏览器浏览器浏览器 图2 3 浏览器n 务器模式 客户端是能处理b t m l 文件的浏览器通过h t t p 协议与服务器进行通信。客户端 通过浏览器访问服务器并发出请求，服务器进行相应的处理后将响应结果返回给客户 端。与c s 模式相比，它具有以下优点： 所有的状态信息都移到了服务器，实现了集中管理。 在客户端只需安装w e b 浏览器作为客户端应用的运行平台，所有的开发、维护 和升级工作集中在服务器端。 清除了那些前端客户不需要的功能，降低了前端客户机的价格。 7 南京航卒航天人学硕扛学位论文 性能价格比较高。 具有良好的可扩展性，可以使用市场上已有的众多软件。 尽管客户机朋r 务器模式有很多优点并且在实际应用中也发挥了重要的作用 但它还存在着如下的缺点： 系统管理费用高。 对于某些应用来说，它的许多功能没有必要保留，功能多余。 不能实现跨平台的计算。 2 2 3 浏览器n 务器( b r o w s e r s e r v e r ) 体系结构 随着计算机网络及其相关技术的不断发展与完善，i n t e r n e t 已成为一个大的分 布式计算平台。浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r 简称b s ) 计算模式就是基于w e b 的协同计算。它由浏览器、w e b 服务器和数据服务器组成。图2 3 为典型的b s 体 系结构： l i n t c m e 仉n 一 浏览器浏览器浏览器 图2 3 浏览器n 务器模式 客户端是能处理b t m l 文件的浏览器通过h t t p 协议与服务器进行通信。客户端 通过浏览器访问服务器并发出请求，服务器进行相应的处理后将响应结果返回给客户 端。与c s 模式相比，它具有以下优点： 所有的状态信息都移到了服务器，实现了集中管理。 在客户端只需安装w e b 浏览器作为客户端应用的运行平台，所有的开发、维护 和升级工作集中在服务器端。 清除了那些前端客户不需要的功能，降低了前端客户机的价格。 7 基于w e b 的二维l 笙| 彤系统的埘究与实现 可伸缩性好。 从u 上介绍和比较可以看出，b s 体系结构具有灵活方便、构建费用较低和强大 的交互功能等优点，因而b s 体系结构在如今c a m c a m 软件的开发中处于非常重要的 地位，在本文所研究的基于w e b 的三维图形系统采用的就是这种计算模型。 2 3 w e b 技术基础 本系统所采用的b i s 体系结构采用了多种w e b 技术，以下作简单介绍： 超文本标记语言 超文本标记语占h t m l 是一种标记语言。，以标签来标识出一个文档是如何组织的 以及它的各种元素是什么，这样就能很容易在服务器与客户之间进行传输和翻译。标 记( t a g ) 是h t m l 的一个重要特点，它被两个尖括号括起来( 如 = ，其功能 与t i f f 图像文件中的标记类似由它控制浏览器的显示格式。一些标记有起始 ( = 和结束( = 两部分组成。下面在迸一步介绍标记之前，首先看 个例子以初步了解w e b 应用程序的结构： w e b 程序示例 ( 文档信息) 链接是h t m l 的一个重要特性，用户可以通过它播放多媒体信息( 图像、语音等) 、 调入w e b 程序或转移到其它站点。链接大大方便了用户，只要他们进入一个站点，就 可以很容易地通过链接转移到其它相关站点。h t m l 链接格式为： 对象名称 t c p i p 协议 t c p i p 是多台相同或不同类型的计算机进行信息交换的一组通信协议。它是在 7 0 年代末、8 0 年代初发展起来的。 与o s i 的七层模型相比，t c p i p 分层较少，由四个层次构成分别说明如下： 链路层：负责接收i p 数据报并通过网络发送数据报或从网络上接收物理帧， 抽出i p 数据报交给i p 层。 网络层：负责相邻计算机之间的通信。其功能主要有如下几个方面。处理来自运 输层的分组发送请求，将分组添加报头，形成i p 数据报，选择适当的路径，把i p 数据 报送往适当的网络接口；处理输入数据报，对其进行合法性检查，并检查其信宿地址， 分别将其转发或经处理后送往运输层：网络层还负责处理i c m p 报文进行路径选择、 流控、拥塞控制等。 8 基于w e b 的二维l 笙| 彤系统的埘究与实现 可伸缩性好。 从u 上介绍和比较可以看出，b s 体系结构具有灵活方便、构建费用较低和强大 的交互功能等优点，因而b s 体系结构在如今c a m c a m 软件的开发中处于非常重要的 地位，在本文所研究的基于w e b 的三维图形系统采用的就是这种计算模型。 2 3 w e b 技术基础 本系统所采用的b i s 体系结构采用了多种w e b 技术，以下作简单介绍： 超文本标记语言 超文本标记语占h t m l 是一种标记语言。，以标签来标识出一个文档是如何组织的 以及它的各种元素是什么，这样就能很容易在服务器与客户之间进行传输和翻译。标 记( t a g ) 是h t m l 的一个重要特点，它被两个尖括号括起来( 如 = ，其功能 与t i f f 图像文件中的标记类似由它控制浏览器的显示格式。一些标记有起始 ( = 和结束( = 两部分组成。下面在迸一步介绍标记之前，首先看 个例子以初步了解w e b 应用程序的结构： w e b 程序示例 ( 文档信息) 链接是h t m l 的一个重要特性，用户可以通过它播放多媒体信息( 图像、语音等) 、 调入w e b 程序或转移到其它站点。链接大大方便了用户，只要他们进入一个站点，就 可以很容易地通过链接转移到其它相关站点。h t m l 链接格式为： 对象名称 t c p i p 协议 t c p i p 是多台相同或不同类型的计算机进行信息交换的一组通信协议。它是在 7 0 年代末、8 0 年代初发展起来的。 与o s i 的七层模型相比，t c p i p 分层较少，由四个层次构成分别说明如下： 链路层：负责接收i p 数据报并通过网络发送数据报或从网络上接收物理帧， 抽出i p 数据报交给i p 层。 网络层：负责相邻计算机之间的通信。其功能主要有如下几个方面。处理来自运 输层的分组发送请求，将分组添加报头，形成i p 数据报，选择适当的路径，把i p 数据 报送往适当的网络接口；处理输入数据报，对其进行合法性检查，并检查其信宿地址， 分别将其转发或经处理后送往运输层：网络层还负责处理i c m p 报文进行路径选择、 流控、拥塞控制等。 8 南京航空航天( 学颅r i ：学位论文 运输层：提供端到端的通信。它从应用层接收数据，经处理后交网络层传送或接 收网络层数据交应用层指定的应用。其功能有二点：格式化信息和提供可靠性传输。 t c p i p 在其运输层中提供了两类服务，即面向连接的t c p 服务和面向数据报的u d p 服务。 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如文件传输访问，电子邮件等。 以上四个层次中各层由若干子协议构成，相互之问进行作用。 超文本传输协议h 1 v r p h t t p ( h y p e r t e x t t r a n s f e r p r o t o c 0 1 ) 译为超文本传输协议。最初它只是一个面向 对象的应用级协议，而并非专用于超文本超媒体的传输。但其精巧快速，特别是通 用、无状态性以及面向对象的特点，使之非常适合于分布式协作化超文本超媒体系 统，因此取名为超文本传输协议。其实h t t p 经过扩展可用于许多任务当中器”是一 个相对概念，只存在于某个特定的连接期间，而非专用程序，即在某个连接中的“客 户机”在另一个连接中可能作为“服务器”。这也就是说对于h t t p 中的程序，应具有 “客户机”与“服务器”的双重功能。在i n t e r n e t 上的通信一般是建立在t c p i p 连接上的，h t t p 的连接也不例外其缺省端口是t c p s o 当然其它端口也可以使用。 h t t p 的消息有两类，即“客户机”发出的请求消息与“服务器”发出的响应消 息。h t t p 的请求消息采用了开放式的方法库形式，即方法可以扩充。用方法表示请 求的目的，用u r i 表示某个方法用在哪个资源上，消息的传送格式与 i n t e r n e t m a i l ( i n t e r n e t 邮件) 和m i m e ( m u l t i p u r p o s e i n t e r n e t m a i l e x t e n s i o n s 即多 用途i n t e r n e t 邮件扩展) 相似。完整的请求消息格式如下： 请求消息= 请求行 ( 通用信息头i 请求头l 实体头) c r l f ( 实体内容) 请求行= 方法请求u r i h t t p 版本号c r l f 方法= “g e t ”l “h e a d ”i “p o s t ”i 扩展方法 u r i = 协议名称+ 宿主名+ 目录与文件名 2 4 基于w e b 的三维图形系统总体结构设计 在传统的单机单用户系统中，c a d 系统各个模块是系统的各个进程，它们位于同 一台计算机上，因而是封闭的。而利用目前已广泛应用的i n t e r n e t 环球网的相关技 术，完全可以将不同的系统模块分别放置于i n t e r n e t 环境中的不同的计算机上，应 用相应的通信协议进行数据的输入输出，从而建立基于环球网的开放式c a d c a m 系 统，使用户可以进行远程操作及编程。 在b s 的计算模型中，用户直接面对的是进程应用层，在这一层可以利用相关 的应用程序协议开发相应的网络应用程序，无需考虑过多的底层协议细节。基于w e b 的三维图形系统就是在进程应用层，针对系统不同功能的要求，应用不同的网络应 南京航空航天( 学颅r i ：学位论文 运输层：提供端到端的通信。它从应用层接收数据，经处理后交网络层传送或接 收网络层数据交应用层指定的应用。其功能有二点：格式化信息和提供可靠性传输。 t c p i p 在其运输层中提供了两类服务，即面向连接的t c p 服务和面向数据报的u d p 服务。 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如文件传输访问，电子邮件等。 以上四个层次中各层由若干子协议构成，相互之问进行作用。 超文本传输协议h 1 v r p h t t p ( h y p e r t e x t t r a n s f e r p r o t o c 0 1 ) 译为超文本传输协议。最初它只是一个面向 对象的应用级协议，而并非专用于超文本超媒体的传输。但其精巧快速，特别是通 用、无状态性以及面向对象的特点，使之非常适合于分布式协作化超文本超媒体系 统，因此取名为超文本传输协议。其实h t t p 经过扩展可用于许多任务当中器”是一 个相对概念，只存在于某个特定的连接期间，而非专用程序，即在某个连接中的“客 户机”在另一个连接中可能作为“服务器”。这也就是说对于h t t p 中的程序，应具有 “客户机”与“服务器”的双重功能。在i n t e r n e t 上的通信一般是建立在t c p i p 连接上的，h t t p 的连接也不例外其缺省端口是t c p s o 当然其它端口也可以使用。 h t t p 的消息有两类，即“客户机”发出的请求消息与“服务器”发出的响应消 息。h t t p 的请求消息采用了开放式的方法库形式，即方法可以扩充。用方法表示请 求的目的，用u r i 表示某个方法用在哪个资源上，消息的传送格式与 i n t e r n e t m a i l ( i n t e r n e t 邮件) 和m i m e ( m u l t i p u r p o s e i n t e r n e t m a i l e x t e n s i o n s 即多 用途i n t e r n e t 邮件扩展) 相似。完整的请求消息格式如下： 请求消息= 请求行 ( 通用信息头i 请求头l 实体头) c r l f ( 实体内容) 请求行= 方法请求u r i h t t p 版本号c r l f 方法= “g e t