Обзор 3DVIA Composer

Введение

Основными преимуществами данных методов является точность и детальность передачи геометрии технических объектов, что, несомненно, позволяет улучшить восприятие информации. Другим преимуществом таких методов является возможность создания нового класса технических данных – интерактивных 3D анимаций. Использование таких анимаций, например, в технической документации позволяет наглядно продемонстрировать сложные операции[1] технического обслуживания и ремонта технических объектов. Ключевым отличием таких анимаций от видео является то, что пользователь в процессе просмотра может остановить воспроизведение, приблизить или скрыть объекты, рассмотреть их со всех сторон, сделать необходимые сечения и т.д., т.е. провести все манипуляции необходимые для получения исчерпывающей информации об объектах представленных в 3D анимации.

Для разработки технической информации на основе 3D моделей создан целый класс программных продуктов: 3DVIA Composer, Creo Illustrator (бывший IsoDraw), SAP Visual Enterprise Author (бывший Deep Exploration) и др. Сегодня хотелось бы сделать небольшой обзор программного продукта 3DVIA Composer с позиции пользователя, для которого данный программный продукт разрабатывался, т.е. с позиции технического иллюстратора.

[1] Сложная операция технического обслуживания – операция суть которой затруднительно передать посредством обычной технической иллюстрации (процедура проведения технического обслуживания, процедуры демонтажа и монтажа элементов технического объекта и т.п.)

Интерфейс программы, механизмы импорта и экспорта данных

Рисунок 1

3DVIA Composer может импортировать модели из следующих форматов: ACIS (SAT), IGES, STEP, VDA, CATIA (V4/V5), Pro/ENGINEER (с 16-го до Wildfire 5), SolidWorks, 3D Studio Max, Alias Wavefront, STL, WRL и т.д. Если рассматривать аналогичные программные продукты, то данный перечень выглядит несколько скромно, однако, их вполне достаточно для импорта. На крайний случай всегда можно осуществить импорт через “переходные” форматы такие, как IGES и STEP (Рисунок 2). Кроме того при импорте можно выполнить его тонкую настройку. Например, выбрать: импортировать или нет дополнительную геометрию и систему координат из базовой модели (см. нижний выделенный блок на рисунке 2).

Рисунок 2

3DVIA Composer поддерживает пять возможных вариантов экспорта данных. Это экспорт в различные 3D форматы данных, экспорт 3D данных в виде EXE файла, экспорт иллюстрации в растровое изображение, экспорт 3D анимации в видео файл, экспорт иллюстрации в буфер обмена (рисунок 3).

Рисунок 3

На мой взгляд, наибольший интерес представляют два первых варианта экспорта. По первому варианту программа поддерживает экспорт данных в различные распространенные форматы файлов: SMG, WRL, OBJ, STL, 3DS, U3D, 3DXML, XAML (рисунок 4).

Рисунок 4

Второй вариант экспорта позволяет сохранить 3D данные в проект с разрешением EXE, что может быть весьма актуально при распространении технической информации. В качестве примера можно привести ситуацию, когда производителю техники необходимо оповестить сервисные центры об изменении технологии проведения той или иной операции технического обслуживания. Производитель создает правильную процедуру в 3DVIA, сохраняет ее в виде EXE и отправляет файл в сервисный центр, где специалисты сервисного центра просматривают данную техническую информацию на любом компьютере.

Кроме того, при экспорте с использованием первых двух вариантов в нижней части окна сохранения файла, появляется область работы с модулем 3DVIA Safe (см. нижний выделенный блок на рисунке 4). Он позволяет ограничить просмотр 3D-анимации, ухудшить качество отображения 3D модели, запретить измерение геометрических размеров детали и т.д. Данные функции могут быть полезны в ситуации, когда разработчик хочет предотвратить утечку информации о производимом изделии. В таком случае, при сохранении проекта разработчик в закладке Password вводит пароль, чтобы ограничить доступ к информации только определенному кругу лиц, которые знают этот пароль. Насколько мне известно, у других аналогичных программных продуктов такой функции нет.

Рассмотрим поподробнее инструменты модуля “Safe”: - вкладка Security. На вкладке “Security” можно защитить паролем весь проект. Для этого необходимо его ввести в поле “Password”. Кроме того можно ухудшить качество отображения 3D модели путем изменения значения в поле “Reduce accuracy” (рисунок 5);

Рисунок 5

вкладка Signature. Данная вкладка позволяет создать и заполнить основные атрибуты окна с лицензионным соглашением и предупредить об ответственности перед просмотром. В качестве настраиваемых атрибутов используется логотип, текст лицензионного соглашения и тип отображения соглашения. Это удобно, если необходимо предупредить потенциального пользователя о правах, обязанностях и ответственности при использовании конкретного документа;

Рисунок 6

вкладка SMG Output. “SMG Output” позволяет изменять размер 3D модели. Модель сохраненная в режиме Low занимает наибольшее количество дискового пространства, а модель сохраненная в режиме High наименьшее (Рисунок 7). При этом ухудшается качество отображения модели (Рисунок 8).

Рисунок 7

Рисунок 8

вкладка Animation. “Animation” позволяет корректировать скорость и качество отображения анимации (Рисунок 9);

Рисунок 9

вкладка History. “History” хранит в себе историю сохранения, дату, имя пользователя, который работал в проекте и версию программного обеспечения, в котором проходили изменения проекта. При желании здесь можно добавлять комментарии;

вкладка Right Manager. “Right Manager” позволяет настроить доступность меню при просмотре в 3DVIA Player. В данной вкладке можно отключать: сечения, спецификацию, дерево элементов, возможность сохранения. Включение опции “Freeze publication” позволяет просматривать проект только через плеер (его нельзя будет открыть в 3DVia Composer). Очень интересна функция “Expiration”. Она позволяет выставить временной интервал доступности проекта. Например, проект может быть доступен для просмотра в течении 15 дней (Рисунок 10). После этого он уже не откроется.

Рисунок 10

Digger, Path Planning, автоматическое обновление модели и специализированный механизм создания разнесенных видов.

Перейдем к функциям продукта непосредственно связанным с разработкой графической информации. Здесь я просто не мог обойти своим вниманием широко разрекламированный инструмент Digger. Если сказать просто, то данный инструмент позволяет создавать местные виды. При этом, изображение на таком виде может быть получено путем изменения прозрачности и видимости элементов исходного объекта, а также путем увеличения каких-то отдельных его элементов. Внешний вид Digger представлен на рисунке 11.

Рисунок 11

Предлагаю рассмотреть режимы работы Digger. Итак, данный инструмент имеет несколько режимов работы:

“Onion skin”. Данный режим позволяет скрыть детали сборочной единицы (если переводить дословно, то он позволяет снять “кожуру лука”). Работает инструмент очень просто, при пересечении секущей плоскости с деталями сборки, последние становятся невидимы. Пример использования данного инструмента представлен на рисунке 12.;

Рисунок 12

“X-Ray”. Дословно – рентген. Работает примерно также, как и Onion skin. Основное отличие в том, что при пересечении с секущей плоскостью объекты не скрываются полностью, а изменяют прозрачность. Пример использования Digger в режиме X-Ray, представлен на рисунке 13;

Рисунок 13

“Cutting plane”. Это инструмент сечения плоскостью. Позволяет создать местный вид с сечением. Положение ползунка Digger влияет на перемещение секущей плоскости. Пример использования инструмента представлен на рисунке 14;

Рисунок 14

“Zoom”. Zoom – это обычное увеличение. Объект, находящийся в поле Digger увеличивается при перемещении ползунка. Данный инструмент позволяет увеличивать или уменьшать отдельные элементы модели, что дает возможность использовать его для создания местных видов на которых элементы модели показаны в масштабе. Просмотрев возможности инструмента Digger, могу сказать, что в режиме X-Ray его удобно использовать для рассмотрения “внутренностей” сборки. Но создать осознанную иллюстрацию в этом режиме чрезвычайно проблематично, т.к. нет возможности повлиять на логику скрытия элементов сборки. Кроме того, начинающему пользователю будет очень тяжело разобраться с работой инструмента в режиме Cutting plane. Для меня осталось загадкой, как его применить для разработки реальной иллюстрации. При этом сечение проще построить с помощью секущей плоскости.

На мой взгляд, самым распространенным видом технической иллюстрации является иллюстрация, на которой технический объект представлен в разнесенном виде. В 3DVIA Composer в прочем, как и в других аналогичных программах, есть специализированный инструмент, который позволяет создавать разнесенные виды в автоматизированном режиме. Алгоритм работы данного инструмента сводится к следующему: выбираем несколько деталей, которые будем разносить, выбираем ось разнесения и далее объекты растаскиваются вдоль оси разнесения автоматически. Вроде бы все просто, но такой инструмент можно использовать для очень простых сборок. На рисунке 15 представлен пример применения автоматического разнесения для создания иллюстрации шатуна. Обратите внимание на правую часть рисунка: болт и шплинт, выделенные на иллюстрации красным, находятся не на своих местах. Но если не получается разнести автоматически, то всегда можно все сделать вручную, что я собственно и сделал (рисунок 16).

Рисунок 15

Другая функция, без которой вряд ли может обойтись технический иллюстратор, это возможность расстановки позиций на иллюстрации и создание спецификации. В 3DVIA Composer данный функционал реализован очень хорошо. Позиции расставлять достаточно просто. Кроме того существует большое количество настроек внешнего вида позиций, что позволяет их оформить в соответствии с требованиями различных стандартов.

Рисунок 16

Еще одна интересная функция в 3DVia Composer – это обновление информации проекта. Работает она следующим образом: при импорте модели в проект между исходной моделью и моделью в проекте остаются ассоциативные связи, что позволяет при изменении модели в САПР, автоматически изменять модель в проекте. Это призвано значительно уменьшает трудоемкость исправления иллюстраций при изменении конструкции изделия. Порядок обновления модели представлен на рисунках 17 – 19. При этом на рисунке 17 представлена исходная модель в SolidWorks и в Composer, а на рисунке 20 представлена обновленная модель также в SolidWorks и в Composer. Однако следует заметить, что модель обновляется только в проекте 3DVia Composer. Для обновления всех иллюстраций, созданных в данном проекте и сохраненных в других форматах, конечно же необходима их повторная публикация. После этого необходимо их заново вставить в техническую документацию.

Рисунок 17

Рисунок 18

Рисунок 19

Еще одна, чрезвычайно интересная возможность 3DVIA Composer заключается в том, что с его помощью можно оценивать эксплуатационную технологичность элементов изделия на этапе его проектирования. Это позволяет сократить затраты на доработку изделия по результатам испытаний. Данная функция реализуется с помощью инструмента “Path Planning”, который позволяет отслеживать пересечение объектов и создавать траектории движения без пересечения деталей. Пример того, как работает данный инструмент, представлен на видео.

Анимация и варианты создания векторных и растровых иллюстраций с высоким разрешением

Рисунок 20

Инструмент в целом выдержан в стиле всей программы, т.е. очень прост в освоении. При создании векторной иллюстрации можно настроить толщину линий (тени, основные, дополнительные и др. линии). Кроме того, для CGM файлов есть предустановленные шаблоны для создания иллюстраций с толщинами линий соответствующие требованиям международных стандартов (S1000D и ATA2200) (Рисунок 21).

Рисунок 21

Инструмент “Technical Illustration” тесно увязан с инструментом “BOM”, который позволяет создавать иллюстрации каталога деталей и сборочных со спецификациями и совмещать их в рамках одной иллюстрации. Что особенно интересно между иллюстрацией и спецификацией существует интерактивная связь. В инструменте “BOM” нет ничего сложного, поэтому отдельно описывать его в данной статье не буду. Приведу только пример того, как выглядит готовая иллюстрация каталога деталей и сборочных единиц в формате SVG, созданная в 3DVIA Composer (Рисунок 22). Скачать SVG файл можно по этой ССЫЛКЕ.

Рисунок 22

Наряду с векторной иллюстрацией 3DVIA Composer позволяет создавать растровые иллюстрации в высоком качестве. Для создания таких иллюстраций служит инструмент “Hight Resolition Image” (Рисунок 23).

Рисунок 23

Честно сказать данный режим работы Composer несколько отстает по возможностям от того, что мне довелось использовать в других программных продуктах. Из особенностей можно выделить покадровый рендеринг (вкладка Miltiple). А так, в целом, все уж совсем просто, можно настроить разрешение, размер листа и сглаживание. Вот, собственно, и все настройки. В качестве примера можно сказать, что данный функционал не идет ни в какое сравнение с возможностями, которые имеются для создания реалистичных иллюстраций в том же Deep Exploration, где их значительно больше. Ниже пример иллюстрации в высоком качестве, созданной в 3DVIA Composer (Рисунок 24).

Рисунок 24

Анимация также разочаровала своей простотой. Нет таких тонких настроек, как в Deep Exploration, что лично для меня является существенным недостатком. Но в то же время большей части пользователей все эти функциональные «навороты» могут никогда и не понадобиться. Для создания анимаций процессов сборки и разборки изделия функционала 3DVIA Composer вполне достаточно.

Выводы

Теперь о том, что не понравилось. Откровенно не понравился Digger. Если честно, то ума не приложу, как его использовать на практике. Вроде в теории все красиво, но как дело доходит до практической реализации реально ничего не получается. На мой взгляд, все местные виды проще делать как отдельные View в 3DVia Composer, а затем компоновать эти виды в иллюстрацию во внешнем графическом редакторе. Несколько разочаровал и режим автоматизированного разнесения, т.к. сложно добиться корректного разнесения элементов 3D модели.

Но вот собственно и все.