IGES文件格式.docx
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IGES文件格式
IGES文件格式
IGES文件由五或六段组成：
标志（FLAG）段；
开始（START）段；
全局（GLOBAL）段；
元素索引（DIRECTORYENTRY）段；
参数数据（PARAMTERDATA）段；
结束（TERMINATE）段。
其中，标志段仅出现在二进制或压缩的ASCII文件格式中。
一个IGES文件可以包含任意类型、任意数量的元素，每个元素在元素索引段和参数数据段各有一项，索引项提供了一个索引以及包含一些数据的描述性属性；参数数据项提供了特定元素的定义。
元素索引段中的每一项格式是固定的，参数数据段的每一项是与元素有关的，不同的元素其参数数据项的格式和长度也不同。
每个元素的索引项和参数数据项通过双向指针联系在一起。
文件每行80个字符。
每段若干行，每行的第1~72个字符为该段的内容；第73个字符为该段的段码；第74~80个字符为该段每行的序号。
段码是这样规定的：
字符“B”或“C”表示标志段；“S”表示开始段；“G”表示全局段；“D”表示元素索引段；“P”表示参数数据段；“T”表示结束段。
1开始段（StartSection）
文件开始段可供人阅读的有关该文件的一些前言性质的说明。
在第1~72列上可以写入任何的内容的ASCII码字符。
一个开始段例子如下：
图ASCII码的IGES开始段的格式
2全局段（GlobalSection）
文件的全局段包含由前置处理器写入、后置处理器处理该文件所需的信息。
它描述了IGES文件在使用的参数分隔符、记录分隔符、文件名、IGES版本、直线颜色、单位、建立该文件的时间、作者等信息。
详细说明见下表：
索引
类型
描述
1
字符串
参数分隔符（缺省为逗号）
2
字符串
记录分隔符（缺省为分号）
3
字符串
发送系统产品ID
4
字符串
文件名
5
字符串
系统ID
6
字符串
前置处理器版本
7
整数
整数的二进制表示位数
8
整数
发送系统单精度浮点数十进制最大幂次
9
整数
发送系统单精度浮点数有效位数
10
整数
发送系统双精度浮点数十进制最大幂次
11
整数
发送系统双精度浮点数有效位数
12
字符串
接收系统产品ID
13
实数
模型空间比例
14
整数
单位标志
15
字符串
单位
16
整数
直线线宽的最大等级
17
实数
最大直线线宽
18
字符串
交换文件生成的日期和时间，格式，其中
13表示字符串长度，“H”表示字符串，
YY年数的末两位
HH小时（00－23）
MM月（01－12）
NN分钟（00－59）
DD日（01－31）
SS秒（00－59）
19
实数
用户设定的模型等级的最小值
20
实数
模型的近似最大坐标值
21
字符串
作者名
22
字符串
作者单位
23
整数
对应于创建本文件的IGES标准版本号的整数
24
整数
绘图标准
25
字符串
创建或最近修改模型的日期和时间
表IGES全局段内容
3元素索引段（DirectionEntrySection）
每一种元素对应一个索引，每个索引记录含有20项，每一项占8个字符，每个索引在元素索引段中占两行，索引说明如图：
图ASCII码的IGES元素索引段格式
说明如下：
（1）元素类型号；
（2）参数指针，说明该元素的参数在参数数据段的开始行号；
（3）版本，说明采用的IGES版本号；
（4）线型，IGES文件中的线型用整数表示，所提供的线型如下：
1：
Solid（实线）
2：
Dashed（虚线）
3：
Phantom（剖面线）
4：
Center（中心线）
其它线型，需在文件中自行定义；
（5）图层，存放图层名或它的指针；
（6）视图，存放视图指针；
（7）变换矩阵，此项为块插入时相应的变换矩阵的索引在索引段的开始行号；
（8）标号显示；
（9）状态号，从左到右，每两个字符含义如下：
第1，2个字符：
存在的状态；
第3，4个字符：
相关性；
第5，6个字符：
形成特征；
第7，8个字符：
体系特征。
（10）段码和序号；
（11）元素类型号，同第一项；
（12）直线的权号；
（13）颜色号，IGES文件中颜色号定义如下：
1：
Black黑
2：
Red红
3：
Green绿
4：
Blue蓝
5：
Yellow黄
6：
Magenta深红
7：
Cyan青
8：
White白
（14）参数记录数，元素的参数在参数数据段中的行数；
（15）形式号，细分元素为不同的形式，不同元素其形式号的含义也不同；
（16）留作将来使用；
（17）留作将来使用；
（18）元素标号；
（19）元素下标号；
（20）段码和序号，序号等于第10项的序号加1；
4参数数据段（ParameterDataSection）
该段记录了每个元素的几何数据，其格式是不固定的。
根据每个元素参数数据的多少，决定它在参数数据段中有几行。
格式如下图所示，其中DE为该元素在元素索引段中的元素索引的开始行号。
图ASCII码的IGES参数数据段格式
5结束段（TerminateSection）
结束段只有一行，在前32个字符里，分别用8个字符记录了开始段、全局段、元素索引段和参数数据段的段码和每段的总行数。
第33~72个字符没有用到。
最后8个字符为结束段的段码和行数。
图6.5ASCII码的IGES结束段格式
IGES元素
允许在CAD/CAM系统之间进行产品数据交换的文件结构至少要支持产品的几何数据、标注和数据组织方式的通信。
IGES标准定义的文件格式将产品数据看作元素（Entity）的文件。
每个元素是以一种独立于应用的，特定的CAD/CAM系统内部产品数据格式可以映射的格式来表示。
IGES作为一种逐渐成熟的标准，在IGES中包含的元素类型始终同步于CAD/CAM技术的发展。
在IGES数据交换文件中表示信息的基本单位就是元素，每种元素都有唯一的元素类型号与之对应。
元素类型号0000到0599和0700到5000由IGES标准本身使用；元素类型号0600到0699和10000到99999作为宏元素。
需要注意的是，元素类型号目前并没有被全部使用，有些号码是空的，不对应任何元素。
一些元素包含有形式（Form）号作为一个属性，用来在固定的一个类型中进一步定义或细分一个元素。
元素集中还包含一些用来表示元素之间相关性和元素性质的特殊元素。
相关性元素提供了在元素间建立联系，以及这种联系所代表的含义的一种机制；特性元素允许指定一个元素或一些元素特殊的性质，如线宽。
在IGES标准中定义了五类元素：
曲线和曲面几何元素、构造实体几何CSG元素、边界B-Rep实体元素、标注元素和结构元素。
元素类型号100到199一般保留为几何元素的类型号。
1曲线和曲面几何元素
在IGES标准中定义了如下的曲线和曲面几何元素：
100圆弧（CircularArc）
102组合曲线（CompositeCurve）
104二次曲线（ConicArc）
106数据集（CopiousData）
108平面（Plane）
110直线（Line）
112参数样条曲线（ParametricSplineCurve）
114参数样条曲面（ParametricSplineSurface）
116点（Point）
118直纹面（RuledSurface）
120旋转面（SurfaceofRevolution）
122列表柱面（TabulatedCylinder）
124变换矩阵（TransformationMatrix）
125几何元素显示标记（Flash）
126有理B样条曲线（RationalB-SplineCurve）
128有理B样条曲面（RationalB-SplineSurface）
130等距曲线（OffsetCurve）
140等距曲面（OffsetSurface）
141边界（Boundary）
142参数曲面上的曲线（CurveonaParametricSurface）
143有界曲面（BoundedSurface）
144剪裁曲面（TrimmedParametricSurface）
2构造实体几何元素
IGES标准中CSG体素元素如下：
150块（Block）
152直角楔体（RightAngularWedge）
154正圆柱（RightCircularCylinder）
156正圆锥（RightCircularConeFrustum）
158球体（Sphere）
160圆环（Torus）
162旋转体（SolidofRevolution）
164线性拉伸体（SolidofLinearExtrusion）
168椭圆体（Ellipsoid）
通过使用如下的元素，CSG体素合并为更复杂的CSG实体：
180布尔树（BooleanTree）
182选择部件（SelectedComponent）
184实体装配（SolidAssembly）
430实体实例（SolidInstance）
IGES中的构造实体几何CSG元素用来支持广泛使用的实体模型表示方法之一－－CSG。
CSG元素类型可以分为两类：
几何的和结构的。
几何的CSG类型元素指体素元素，包括了从块到椭圆体的体素，一个体素模型的信息包括定义体素形状的尺寸，定义体素局部坐标系的点和向量坐标和一个任选的指向确定体素位置的变换矩阵的索引项指针。
对于旋转体和线性拉伸体元素，其形状定义通过平面曲线间接地定义。
结构的CSG类型元素有布尔树、实体实例和实体装配元素。
3B-Rep实体元素
边界表示B-Rep实体模型元素包括拓扑元素集、曲面元素集和曲线元素集。
拓扑元素集如下：
186流形B-Rep实体（ManifoldSolidB-RepObject）
502顶点（Vertex）
504边（Edge）
508环（Loop）
510面（Face）
514壳（Shell）
用于构造B-Rep实体模型的曲面元素如下：
114参数样条曲面（ParametricSplineSurface）
118直纹面（RuledSurface）
120旋转面（SurfaceofRevolution）
122列表柱面（TabulatedCylinder）
128有理B样条曲面（RationalB-SplineSurface）
140等距曲面（OffsetSurface）
190平曲面（PlaneSurface）
192正圆柱面（RightCircularCylindricalSurface）
194正圆锥面（RightCircularConicalSurface）
196球面（SphericalSurface）
198圆环面（ToroidalSurface）
用于构造B-Rep实体模型的曲线元素如下：
100圆弧（CircularArc）
102组合曲线（CompositeCurve）
104二次曲线（ConicArc）
106/112D路径（2DPath）
106/123D路径（3DPath）
106/63平面封闭曲线（ClosedPlanarCurve）
110直线（Line）
112参数样条曲线（ParametricSplineCurve）
126有理B样条曲线（RationalB-SplineCurve）
130等距曲线（OffsetCurve）
4标注图形元素
IGES标准中定义的标注图形元素包括：
106数据集（CopiousData）
202角度尺寸标注（AngularDimension）
204曲线尺寸标注（CurveDimension）
206直径尺寸标注（DiameterDimension）
208标识注解（FlagNote）
210一般标注（GeneralLabel）
212一般注解（GeneralNote）
213新一般注解（NewGeneralNote）
214箭头标注（Leader或Arrow）
216直线尺寸标注（LinearDimension）
218坐标尺寸标注（CoordinateDimension）
220点尺寸标注（PointDimension）
222半径尺寸标注（RadiusDimension）
228一般符号（GeneralSymbol）
230剖面区域（SectionedArea）
许多标注元素是用其它元素来构造。
例如，尺寸元素由0、1或2个指向参考线元素的指针，0、1或2个指向箭头元素的指针和一个指向一般注解元素的指针。
5结构元素
IGES中结构元素包括：
0空元素（Null）
132连接点（ConnectPoint）
134有限元结点（Node）
136有限元元素（FiniteElement）
138结点的位移或旋转（NodalDisplacementandRotation）
146结点值（NodalResults）
148元素值（ElementResults）
302相关性定义（AssociativelyDefinition）
304线型定义（LineFontDefinition）
308子图定义（SubfigureDefinition）
310字体定义（TextFontDefinition）
312文本显示方式（TextDisplayTemplate）
314颜色定义（ColorDefinition）
316单位数据（UnitsData）
320网络子图定义（NetworkSubfigureDefinition）
322属性表定义（AttributeTableDefinition）
402相关性实例（AssociativelyInstance）
404图纸（Drawing）
406特性（Property）
408单子图实例（SingularSubfigureInstance）
410视图（View）
412方阵子图实例（RectangularArraySubfigureInstance）
414圆周阵子图实例（CircularArraySubfigureInstance）
416外部基准（ExternalReference）
418结点加载和约束（NodalLoadandConstraint）
420网络子图实例（NetworkSubfigureInstance）
422属性表实例（AttributeTableInstance）
600~699宏实例（MacroInstance）
10000~99999用户宏定义（MacroDefinition（User））
出处 IGES文件的数据记录格式
在IGES文件中，信息的基本单位是实体，通过实体描述产品的形状、尺寸以及产品的特性。
实体的表示方法对所有当前的CAD/CAM系统都是通用的，实体可分为几何实体和非几何实体，每一类型实体都有相应的实体类型号，几何实体为100～199，如圆弧为100，直线为110等；非几何实体又可分为注释实体和结构实体，类型号为200～499，如注释实体有：
直径尺寸标注实体（206）、线性尺寸标注实体（216）等，结构实体有颜色定义（324）、字型定义（310）、线型定义（304）等。
几何实体和非几何实体通过一定的逻辑关系和几何关系构成产品图形的各类信息，实体的属性信息记录在目录条目段，而参数数据记录在参数数据段。
下面举例介绍。
直线
IGES文件中实体是有界的，每一点为起点P1，第二点为终点P2，参数数据为起点和终点的坐标P1（X1，Y1，Z1），P2（X2，Y2，Z2）。
直线实体的类型号为110，其定义如下
110 1432 1 1 0 9 0 000020001D 2747
110 0 0 1 0 0D 2748
110，，，0.，，，0.；
2747P 1432
上式中，起点坐标为，，0.），终点坐标，，0.），2747表示该直线实体在目录条目段中的第一行序号，1432表示该直线实体在参数数据段中的序号。
圆弧
IGES中圆弧由两个端点及弧的一个中心确定，该圆弧始点在先，终点随后，并以逆时针方向画出圆弧。
参数数据为ZT，X1，Y1，X2，Y2，X3，Y3。
ZT为XT，YT平面上的圆弧平行于ZT的位移量，（X1，Y1）为圆弧中心坐标，（X2，Y2）为圆弧起点坐标，（X3，Y3）为圆弧终点坐标。
如果起点与终点坐标重合，则为一个整圆。
圆弧的实体类型号为100，其定义为
100 6020 1 1 0 7841 8253 000010001D 8255
100 0 0 2 0 0D 8256
100，，，，，
， 8255P 6020
，； 8255P 6021
即位移为
圆心坐标为，
起点坐标为，
终点坐标为，
变换矩阵
变换矩阵在IGES中是一个特殊实体（“算子实体”），借助于变换矩阵实体可以实现实体由定义空间到模型空间的转换。
其转换可表示为
列向［X1，Y1，Z1］是一个被变换向量，［X2，Y2，Z2］是变换后的向量，R=［RIJ］是实数矩阵，T=列［T1，T2，T3］是一个实数的3级行列向量，12个参数R11、R12、R13、T1、…、R31、R32、R33、T3全部为实数。
变换矩阵类型号为124，其定义如下
124 6034 1 1 0 7841 0 000000001D 8269
124 0 0 1 0 0D 8270
124，0.，0.，1.，0.，0.，1.，0.，0.，-1.，0.，0.，0.；8269P 6034
上述变换矩阵的作用是将坐标（X1，Y1，Z1）变为（X2，Y2，Z2），且X2=Z1,Y2=Y1,Z2=-X1，即表示将某一实体绕Y轴旋转90°。
有理B样条曲线
有理B样条曲线用来描述具有普遍意义的解析曲线，在实际工程中已广泛应用。
它首先用于CAD/CAM技术的空间曲线，有理B样条曲线的参数数据有：
K，M，P1，P2，P3，P4，T（-M）～T（N+M），W（0）～W（K），X0，Y0，Z0，…，XK，YK，ZK，V（0），V
（1），XNORM，YNORM，ZNORM。
K为K次B样条曲线，M为基函数的阶，P1为平面标志，P2表示曲线的起点和终点是否重合，P3表示曲线是多项式或有理式，P4表示曲线对于其参数是否是周期性的，T（-M）～T（N+M）为节点序列，W（0）～W（K）为权值，X0，Y0，Z0，…，XK，YK，ZK为控制点，V（0）为起始值参数，V
（1）终止值参数，XNORM，YNORM，ZNORM为单位法向。
有理B样条曲线实体的类型号为126，其定义为
126 2253 1 1 0 3479 0 000000001D 3883
126 35 5 3 0 0D 3884
126，3，3，0，0，1，0，0.，0.，0.，0.，1.，1.，1.，1.，1.，1.，1.，1.，0.，3883P 2253
，，0.，，，0.，，3883P 2254
，0.，，，0.，1.，0.，0.，0.；3883P 2255
上式表示样条函数及基函数都为3阶，非平面开曲线，多项式非周期曲线，权值均为1，N=K-M+1=1,A=2M+N=7。
有理B样条曲线也可以表示一个优选的曲线类型，其类型由目录条目段中的格式参数确定，如3表示椭圆弧，2表示圆弧等。
出处：
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