DWG, блудный сын Autodesk

Старинный голландский город Лейден знаменит не только одноименным сыром и банкой (первым в мире электрическим конденсатором), но и тем, что в нем родился Рембрант Харменс ван Рейн, величайший в истории живописного портрета мастер светотени. Именно в Лейдене жили 10 лет в эмиграции английские пилигримы, прежде чем отплыть к берегам Нового света на корабле «Mayflower», чтобы основать там первое английское поселение Плимут. Еще одна достопримечательность Лейдена (наряду с неизбежными в этой части Европы каналами и ветряными мельницами) — старейший в Голландии университет, в котором учились известные каждому математику-программисту Рене Декарт и Эдсгер Дейкстра. (Впрочем, даже тот, кто их не знает, успешно пользуется Декартовой системой координат для моделирования геометрических объектов и алгоритмом Дейкстры для поиска кратчайшего пути в графе.) С 26 по 29 апреля в Лейдене состоялась международная конференция Альянса по Открытому Проектированию (англ. Open Design Alliance, или для краткости — ODA), собравшая в отеле Holiday Inn около 100 участников из самых разных стран мира — Австралии, Бельгии, Великобритании, Германии, Голландии, Канады, Китая, России, Словакии, США, Франции, Японии. Что заставило их всех заплатить за регистрационный взнос по 350 долларов и отправиться на три дня в Голландию? Чтобы понять это, придется вкратце пересказать историю Альянса.

Началась она ровно тридцать лет назад в 1979 г., когда Майком Ридлом (Mike Riddle) была создана программа Interact, ставшая первой в мире системой автоматизации черчения для микрокомпьютеров (все другие существовавшие в ту пору САПР, включая CADDS3, над которой Майк работал в компании Computervision, выполнялись только на мейнфреймах и миникомпьютерах). Архитектура системы Interact и формат ее файлов DWG (от англ. DraWinG — чертеж) легли в основу программы AutoCAD, выпущенной в 1982 г. небольшим калифорнийским старт-апом Autodesk. Грамотно выбранная платформа (ею стала мало кому известная в то время IBM PC) предопределила дальнейший успех AutoCAD и Autodesk. Когда другие разработчики САПР перешли на PC (это произошло в 1990-х гг. с появлением рабочих станций Windows), AutoCAD уже стала «стандартной» программой черчения. Этот стандарт закрепился и в бинарном формате файлов DWG — ведь чем больше инженеров, архитекторов, строителей применяли AutoCAD (в 2008 г. Autodesk сообщила о 9 млн. своих клиентов, большинство из которых используют AutoCAD), тем большее количество DWG-файлов они создавали, и очень быстро для всех других производителей встал вопрос о возможности загрузки и записи файлов в этом формате в своих системах.

Важную роль в развитии дальнейших событий вокруг формата DWG сыграла сама компания Autodesk, которая скрывала его бинарную структуру от своих конкурентов, не позволяя им пользоваться собственными библиотеками для чтения DWG-файлов. Логичным следствием такой позиции (надо признать, нередкой на рынке ПО) стали многочисленные попытки разных компаний заняться реверс-инжинирингом этого формата. Autodesk прилагала специальные усилия для затруднения деятельности этих разработчиков — стала шифровать данные в DWG-файлах, часто менять их бинарный формат. Такие действия Autodesk привели к тому, что в 1998 г. компании-разработчики независимых средств чтения/записи DWG решили объединить свои усилия, создав некоммерческую организацию OpenDWG Alliance. Цель Альянса была сформулирована достаточно просто — с выходом каждой новой версии AutoCAD как можно скорее предоставить своим членам доступ к библиотекам, которые способны читать и писать соответствующие DWG-файлы. Члены Альянса, которые хотели использовать эти библиотеки в своих коммерческих продуктах, просто платили Альянсу определенную (весьма незначительную) сумму каждый год (членский взнос). Эти деньги тратились на разработку новых версий библиотек и административные расходы. Вскоре Альянс решил поддерживать библиотеки для чтения DGN-файлов (формат данных системы MicroStation компании Bentley Systems), в связи с чем изменил свое имя на Open Design Alliance. Сами библиотеки тоже расширялись функционально. В настоящее время это уже не просто набор функций для доступа к DWG/DGN-данным, но полноценная платформа для создания собственного приложения CAD — с возможностями визуализации и развитым API, включающим средства создания пользовательских объектов, что открывает путь для интеграции с компонентами третьих поставщиков. Кроме технологической эволюции библиотек было введено несколько уровней членства в Альянсе — от привилегированных членов (называемых founding members, члены-основатели) с правом участия в принятии решений и доступом к исходному коду библиотек Альянса (включая их модификацию в своих интересах) до ассоциированных членов, которые могли бесплатно использовать библиотеки для разработки при условии нераспространения производных продуктов в коммерческих целях. Такая политика быстро привела Альянс к популярности — в лучшие годы он насчитывал до 5000 организаций-членов (в настоящее время в альянсе числятся около 2000 организаций — это стало следствием в том числе и введения символической платы — 100 долларов в год — за ассоциированное членство). Среди членов-основателей альянса в настоящее время числятся такие уважаемые компании как Adobe, Bentley Systems, McNeel & Associates, Nemetschek, Siemens PLM Software, SolidWorks. Российское представительноство в Альянсе также весьма внушительно: CSoft, Нанософт, АСКОН, Топ Системы.

Все изменилось в 2005 г., когда Альянс столкнулся с внутренними проблемами, вызванными растратой 600 тыс. долларов, собранных с членских взносов. Это привело к отставке тогдашнего президента альянса Эвана Яреса (Evan Yares) и выборам нового — Арнольда ван дер Вайде (Arnold van der Weide), до этого занимавшего пост президента IntelliCAD Technology Consortium — некоммерческого альянса разработчиков приложений, функционально аналогичных AutoCAD, на основе библиотек ODA. Новый президент взялся энергично реформировать структуру альянса, введя должности office manager (ответственного за юридическую часть), financial manager (финансовые расчеты), CTO (технологическое развитие) и предложив прозрачную структуру управления. Едва Альянс оправился от внутренних потрясений, как последовал новый удар — на этот раз со стороны Autodesk, которая подала в суд на ODA за неправомерное использование слов «Autodesk» и «AutoCAD» в генерируемых библиотеками Альянса файлах и (спустя почти четверть века!) решила зарегистрировать DWG как свою торговую марку. В результате Альянсу пришлось отказаться от поддержки TrustedDWG (нехитрой метки, позволяющей Autodesk отличить «собственные» DWG-файлы от «чужих») и потратить основную часть членских взносов на адвокатов. К счастью, судебные тяжбы позади, и в настоящее время развитию Альянса ничто не угрожает.

Собственно, об этой предыстории и напомнил собравшимся на первую за 11 лет существования Альянса конференцию его членов президент ODA Арнольд ван дер Вайде. В результате реформ соотношение расходов на разработку к расходам на административную поддержку удалось довести с 2.2 до 8.5. В 2008 годовой доход альянса вырос на 11% (впервые за 10 лет), и рост этот продолжился в первом квартале 2009 г., несмотря на  мировой финансовый кризис. В заключение своего выступления Арнольд ван дер Вайде анонсировал обширные планы по разработке — от расширения поддерживаемых платформ (очередная цель — Android) и поддержки новых форматов (прежде всего — PDF) до активного сотрудничества с поставщиками компонент и улучшения ситуации с тестированием. Президент подчеркнул новое позиционирование Альянса как поставщика платформы для разработки приложений технической графики. Была провозглашена и цель конференции в Лейдене — улучшение коммуникаций между членами альянса, его менеджментом и разработчиками, а также поставщиками технологических компонент, интегрированных с библиотеками ODA. Альянс видит свое будущее в партнерстве, а не в оппозиции к Autodesk.

Программа конференции оказалась достаточно насыщенной — два полных дня докладов и еще полдня тренингов. Все доклады можно поделить на три части. К первой отнесем доклады разработчиков ODA под руководством CTO Нила Петерсона (Neil Peterson). Надо отметить, что на конференцию прибыли все сотрудники ODA в количестве 21 человека, большая часть которых проживает в Санкт-Петербурге. Вторая группа (весьма немногочисленная) — доклады членов альянса о своих продуктах. И, наконец, третья (напротив, весьма представительная часть докладов) — сообщения разработчиков сторонних технологических компонент об их интеграции с библиотеками ODA.

Начнем с докладов разработчиков ODA. Директор Альянса по технологиям Нил Петерсон сделал два доклада — в первом он описал историю разработки библиотек и последние достижения в этой области, а во втором анонсировал планы на будущее. На последних хочется остановиться подробнее. Наиболее актуальная задача на текущий момент — поддержка DWG-файлов, созданных в AutoCAD 2010 — версии, поставки которой начались всего месяц назад. Самое существенное нововведение, которое предстоит поддержать — это геометрические и размерные ограничения. Задача осложняется тем, что в версии 2010 Autodesk в очередной раз изменила бинарный формат DWG-файлов, но для разработчиков Альянса это не является непреодолимым препятствием — на конференции всем присутствующим была продемонстрирована возможность чтения простых чертежей, созданных в AutoCAD 2010. Альянс планирует выпустить новые версии своих библиотек с поддержкой этого формата уже в этом году в два этапа. Другие актуальные задачи — выпуск .NET-версии библиотеки DWGdirect, поддержка новой платформы Android и интеграция с продуктами третьих компаний — ACIS/Parasolid в области BRep-моделирования, HOOPS/Redsdk в области рендеринга в реальном времени и DCM/LGS в области решения геометрических и размерных ограничений.

Другие доклады разработчиков ODA были техническими — поясняющими отдельные аспекты функциональности различных библиотек, разрабатываемых Альянсом. В этом ряду стоят доклады «Библиотеки DWGdirect и DGNdirect» Сергея Слезкина и Михаила Кузинеца, «ADTdirect и фасетный моделер ODA» Вадима Косарева, «Поддержка твердых тел» Алексея Румянцева. Доклады разработчиков сопровождались иллюстрациями кода и демонстрацией работы приложений. Сергей Слезкин подробно остановился на средствах исправления ошибок в DWG-файлах (в этом аспекте альянсу удалось превзойти Autodesk). Вадим Косарев рассказал об архитектурных объектах, которые поддерживаются в расширении ADTdirect (стены, крыши, двери, окна, лестницы и проч.), а также представил библиотеку BRep-моделирования с поддержкой всех основных операций твердотельного моделирования.

Доклады членов альянса о своих продуктах на основе DWGdirect/DGNdirect были немногочисленными, но очень содержательными и интересными. Директор по технологии немецкой компании Gräbert Роберт Грэберт (Robert Graebert) выступил с докладом «Мобильный DWG». Основанная в 1994 г. компания выпускает продукты под маркой PowerCAD (а скоро выведет на рынок свой новый бренд - ARES) и кроме обычных десктопных платформ Windows XP/Vista поддерживает и мобильные устройства на основе Windows Mobile 6. Каждый присутствующий на конференции получил компакт-диск с оценочными версиями PowerCAD для разных платформ (впрочем, эти же версии любой желающий может загрузить с вебсайта www.graebert.com), и автор настоящего обзора лично протестировал версию PowerCAD CE на своем телефоне Samsung i900 WiTu. Подтверждаю, это действительно полноценный аналог AutoCAD с возможностями черчения и трехмерной визуализации, полностью совместимый с форматом DWG. Специалисты Gräbert видят серьезное применение САПР в пока незанятой нише мобильных устройств, имея в виду сценарии такого типа: архитектор приходит на объект с лазерным измерителем, измеряет все требуемые размеры и тут же создает чертеж на своем PDA/телефоне, после чего работает над ним в офисе уже на персональном компьютере, благодаря полной унификации версий PowerCAD для разных платформ. Все это и было вживую продемонстрировано аудитории (те из читателей, кто имел личный опыт общения с дизайнерами интерьера и изготовителями мебели по индивидуальным проектам, наверняка оценят идею Gräbert — когда все измерения делаются сначала на бумаге, а лишь потом в офисе переносятся на компьютер, ошибки неизбежны).

Компания IMSI/Design (США), известная своим продуктом TurboCAD (который — наряду с AutoCAD — являлся одним из первых САПР для персональных компьютеров; первая версия продукта вышла в 1986 г.) и недавним релизом еще одного продукта, который позиционируется как прямой конкурент AutoCAD LT — DoubleCAD XT, представила возможность работы с геометрическими и размерными ограничениями в своем продукте TurboCAD. По словам Моритца Бота (Mauritz Botha), директора по технологии IMSI/Design, именно их реализация вдохновила компанию Autodesk на создание аналогичной функциональности в AutoCAD 2010. Г-н Бота также продемонстрировал собравшимся возможности обмена данными между Google SketchUp и TurboCAD. Подробности можно узнать по адресу www.IMSIDesign.com.

Бельгийская компания Bricsys, еще один член-основатель Альянса, рассказала о своем продукте Bricscad, который, впрочем, в особом представлении не нуждается, т.к. хорошо известен российским пользователям как доступная альтернатива AutoCAD. CEO компании Эрик де Кейзер (Erik de Keyser) объяснил присутствующим, что в условиях всеобщей рецессии Bricsys только увеличивает свой оборот, т.к. растет спрос на экономичные решения. Люк де Батселье (Luc de Batselier), CTO, подчеркнул, что на платформу Bricscad удалось портировать уже свыше 300 AutoCAD-плагинов.

Наконец, самая интересная в технологическом смысле группа докладов — это презентации представителей третьих компаний, предлагающих свои компоненты членам альянса. Автор выступал на конференции с докладом от компании ЛЕДАС «Использование геометрического решателя LGS для создания DRX-модуля, который поддерживает геометрические и размерные ограничения» и оказался в одном ряду со своим прямым конкурентом — Джимом Торпом (Jim Thorpe) из компании Siemens PLM Software , который выступил с докладом «Геометрический решатель DCM». Надо сказать, что организаторы конференции поступили очень мудро, не оставив ни одного поставщика компонент без конкурентов — например, г-н Торп представлял в своем докладе не только решатель DCM, но и геометрическое ядро Parasolid, а сразу следом за ним представители компании Spatial (часть империи Dassault Systemes, www.spatial.com) рассказывали о конкурирующем геометрическом ядре ACIS и геометрическом решателе GGCM (который, впрочем, пока не нашел коммерческого применения, однако специалисты Spatial продемонстрировали его применение в области кинематической симуляции). Аналогичная ситуация сложилась с компонентами для рендеринга в реальном времени: представители компании TechSoft 3D (www.techsoft3d.com) убедительно продемонстрировали публике преимущества своей платформы HOOPS, которую используют для визуализации многие ведущие САПРостроительные компании мира, а выступившие в тот же день их прямые конкуренты из парижской компании Redway3D (созданной бывшими сотрудниками Dassault Systemes) продемонстрировали впечатляющую производительность своего движка, который на одних и тех же примерах генерировал за единицу времени в 200 раз больше кадров, нежели стандартный рендерер на основе OpenGL или Direct 3D. Подробнее о продуктах этой компании можно узнать на сайте www.redway3d.com.

Подводя итоги работы первой конференции ODA, прежде всего хочется отметить высокий уровень её организации, несомненно вызванный богатым опытом президента Альянса г-на ван дер Вайде. Начальная программа была соблюдена без малейших отступлений. Техническая часть (регистрация, кофе, обеды, ужины) была выполнена безупречно. Автор узнал об этой конференции всего за три недели до ее начала и, послав заявку на выступление с докладом, особенно не надеялся на успех. Однако г-н ван дер Вайде любезно пригласил автора к выступлению на конференции, выделив время для доклада в уже сверстанной программе и оперативно подготовив приглашение для получения голландской визы. Несомненно, без такого отношения со стороны президента Альянса участники конференции вряд ли узнали бы о наличии готового решения для поддержки геометрических и размерных ограничений, интегрированного с библиотеками ODA.

К содержательным итогам конференции несомненно можно отнести новое позиционирование Альянса по Открытому Проектированию (ODA) - эта организация теперь ставит своей целью не столько разработку и поддержку открытых форматов обмена данными САПР (те же DWG и DGN, в спецификации Альянса получившие приставку Open, т.е. открытые), сколько создание полноценной платформы для разработки приложений технической графики, открытой для интеграции со средствами третьих поставщиков. Эта платформа имеет все шансы стать площадкой для создания конкурентоспособных САПР, что некоторые члены альянса уже осознали, выпустив (или заявив о выпуске) собственных приложений на основе DWGdirect/DGNdirect. Альянс планирует активно заняться ребрендингом и привлечением новых членов под свои знамена. Представляемая автором компания ЛЕДАС недавно стала ассоциированным членом альянса, и мы планируем активно сотрудничать с разработчиками приложений на базе DWGdirect и DGNdirect, предоставляя им готовые к использованию средства вариационного проектирования как в 2D, так и в 3D, включая актуальную технологию вариационного прямого моделирования, позволяющую легко редактировать трехмерные геометрические модели без истории построения с сохранением намерений проектировщика.

Уже объявлено, что следующая конференция состоится во Флориде, США. Заинтересованным следует следить за анонсами на сайте www.OpenDesign.com.

В день отъезда из Лейдена в Амстердам накануне всеобщего оранжево-пивного загула под названием «День Королевы» (сопровождавшегося в этом году известными трагическими событиями), автор обзора провел ряд важных переговоров с представителями компаний-членов Альянса, заинтересованных во внедрении в свои продукты геометрического решателя компании ЛЕДАС. Осмотрев в амстердамском Государственном музее «Ночной дозор» Рембрандта (под это монументальное полотно отведен отдельный и самый главный зал музея), автор позавидовал разработчикам Альянса, которые, вернувшись в Петербург, могут посетить Эрмитаж, чтобы насладиться последним и самым великим шедевром лейденского мастера «Возвращение блудного сына».

Об авторе

Директор по управлению продуктами (а до недавних пор — директор по технологии) компании ЛЕДАС, к.ф.-м.н. Дмитрий Ушаков трудится в компании с момента ее основания в 1999 г. В рамках своей деятельности г-н Ушаков занимался разработкой вычислительных программных компонент для системы CATIA V5 по заказу компании Dassault Systemes, на основе которых создан ряд приложений, последовательно применяющих вариационный подход к параметризации. В должности директора по технологии он осуществлял координацию всех ведущихся в компании проектов по разработке ПО. Став в 2008 г. директором по управлению продуктами, Дмитрий Ушаков сформировал долгосрочную программу развития портфеля продуктов и услуг компании ЛЕДАС, предложил реализовать технологическую инициативу вариационного прямого моделирования, а в настоящее время руководит выводом на рынок новой линейки продуктов под названием Driving Dimensions, призванной увеличить доход от продажи продуктов и услуг в рамках заявленной программы.

В 1993-1999 годах Д. Ушаков являлся научным сотрудником Российского НИИ искусственного интеллекта, став основным разработчиком универсального объектно-ориентированного расширяемого решателя задач удовлетворения и оптимизации в ограничениях. За этот период им с соавторами опубликовано более 50 научных работ.

Дмитрий Ушаков окончил Новосибирский государственный университет, получив в 1993 г. диплом бакалавра по специальности математика и прикладная математика, а в 1995 году — диплом магистра по специальности математика и информатика. В 1998 он защитил диссертацию на соискание степени кандидата физико-математических наук по специальности «Математическое обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей».

О компании ЛЕДАС

ЗАО «ЛЕДАС» — независимая софтверная компания, образованная в Новосибирском Научном Центре (Академгородке) Сибирского отделения Российской Академии Наук в 1999 г. Являясь лидером в области вычислительных технологий, основанных на аппарате математических ограничений, ЛЕДАС хорошо известен как поставщик вычислительных программных компонент для систем PLM (управления жизненным циклом изделия) и ERP (планирования ресурсов предприятия). В портфеле предложений компании — решатель геометрических ограничений для САПР (CAD/CAM/CAE), оптимизирующий процессор для систем управления проектами, планирования рабочей силы и организации собраний, интервальные технологии для организации баз знаний и совместного проектирования в САПР. Компания также оказывает своим заказчикам различные услуги в области PLM и ERP: разработка ПО, консалтинг, распространение продуктов партнеров, тренинги персонала.