¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

28 €нвар€ 2013

√еометрическое €дро и его вли€ние на разработку продуктов

ѕол ’эмилтон

ќт редакции isicad.ru: ѕол ’эмилтон (менеджер по техническим решени€м компании PTC) хорошо известен нашим читател€м. —деланные нами переводы его статей «–едактирование трехмерной геометрии» и «ѕараметрическое пр€мое моделирование» вызвали существенный интерес, войд€ в список самых читаемых публикаций isicad.ru. ¬ своих стать€х ѕол ’эмилтон обычно сопоставл€ет два противоположных подхода к трехмерному моделированию — параметризацию на основе истории построени€ и пр€мое моделирование, рассужда€ об их достоинствах и недостатках, про€вл€емых на разных этапах проектировани€.

Ќедавно ѕол опубликовал в своем блоге размышлени€ о том, какие последстви€ дл€ пользователей CAD-систем (как основанных на истории построени€, так и на пр€мом моделировании) несет использование нескольких €дер геометрического моделировани€.

ѕол ’эмилтон ¬ течение последних несколько лет наблюдаетс€ €вно повышенное внимание к теме геометрических €дер дл€ —јѕ–. Ќе последнюю роль в этом сыграли слухи о том, что Dassault Systemes собираетс€ заменить €дро в SolidWorks. ¬прочем, на мой взгл€д, сегодн€ уже стало €сно, что Dassault не имеет планов такой замены, а, скорее, создает на основе своего €дра новый продукт.

» все-таки, в чем же суть всего этого шума вокруг геометрического €дра? „то нам за дело до того, какое именно €дро находитс€ под оболочкой нашего любимого —јѕ–-инструмента? —тоит ли нам об этом думать? «наете ли вы, как геометрическое €дро может повли€ть на ваши возможности эффективного конструировани€ ваших продуктов? ”дивительно, что ответ на эти вопросы зависит от множества факторов.

я сознаю, что мое дальнейшее рассуждение представит проблемы несколько упрощенно, это мен€ не останавливает. ѕо своей сути, —јѕ–-€дро — это геометрический вычислитель, движок. ќн воспринимает команды, выполн€ет их и выдает результаты. „аще всего, эти результаты представл€ют собой некоторые геометрические данные.  аждое рыночное геометрическое €дро может иметь те или иные уникальные свойства.

  •  оманды, или «функции», поступающие на вход €дер, весьма специфичны дл€ каждого €дра.  роме того, каждой функции соответствует специфичный набор аргументов или параметров, с которыми функци€ имеет дело. –азумеетс€, все эти данные должны быть представлены €дру в подход€щем формате. —тандартов дл€ функций/команд €дра не существует.
  • ѕомимо этого, €дра задают геометрию самыми разнообразными способами. Ќекоторые из них работают с аналитической геометрией, некоторые — с B-сплайнами, другие — с NURBS. ј есть и такие, которые понимают все упом€нутые формы представлени€ и в своей работе умеют их успешно сочетать. —тандартов дл€ взаимодействи€ форм представлени€ также не существует.
  • √еометрические €дра также различаютс€ по возможност€м работы с (геометрической) точностью. Ќекоторые €дра более стабильны, когда имеют дело с низкой точностью, другие — более эффективны при работе с высокой точностью. Ѕольшинство €дер позвол€ют —јѕ–-системам настраивать точность геометрии и управл€ть ею: либо предварительной настройкой, либо — автоматически. » дл€ параметров точности дл€ геометрии в —јѕ– также не выработано никаких стандартов.
  • Ќаконец, и геометрические вычислени€ иногда производ€тс€ в разных €драх по-разному. ¬озможно, проще всего это различие усмотреть на примере функций скруглени€ (round) или сопр€жени€ (blend) углов.  аждое €дро вычисл€ет геометрическое место точек по-разному: это про€вл€етс€ очень нагл€дно. ƒл€ вычислений этого типа геометрии стандарта не существует. Ќиже привод€тс€ примеры, вз€тые из некоторых —јѕ–, наиболее попул€рных на рынке. ѕосмотрите внимательно на разницу в топологи€х этих примеров. ќтметьте, как по-разному в этих примерах генерируютс€ планарные грани.  ак правило, по одному взгл€ду на то, как выполнено скругление углов, мне удаетс€ определить, кака€ из —јѕ– была использована дл€ создани€ 3D-модели. ѕовтор€ю: дл€ этих типов вычислений стандартов нет.
—опр€жени€

¬о всех четырех случа€х мы имеем одну и ту же геометрию, сопр€гаемую одним и тем же радиусом
¬се сопр€жени€ выполнены одной операцией

Ёто были примеры некоторых значительных различий. »х можно привести гораздо больше — особенно, в области моделировани€ поверхностей свободной формы.

»так, вернемс€ к вопросу: что все эти свойства €дер означают дл€ процесса создани€ продукта?

–абота€ с —јѕ–, мы обычно строим два уровн€ информации.   ¬≈–’Ќ≈ћ” уровню относитс€ определение конструктивных элементов (features), включа€ любую импортированную или неупор€доченную геометрию, эскизы, параметры и другие функции моделировани€. ¬се это — дерево истории построени€, или, как скажут некоторые — «намерение проектировщика» (design intent).   Ќ»∆Ќ≈ћ” уровню относитс€ результирующа€ геометри€. (–азумеетс€, использу€ пр€мое моделирование, вы будете иметь дело только с нижним уровнем.) ѕри переносе —јѕ–-данных с одного €дра на другое придетс€ рассмотреть оба уровн€.

—начала рассмотрим более сложный — ¬≈–’Ќ»… уровень. (“е из вас, кто работает c пр€мым моделированием, могут пропустить этот абзац и сразу перейти к рассмотрению Ќ»∆Ќ≈√ќ уровн€.) ѕараметрический и основанный на истории построени€ —јѕ– по определению хранит в дереве каждую функцию, посылаемую в €дро. Ёти функции вместе с их параметрами группируютс€ в определение «параметрического конструктивного элемента» («parametric feature»). Ќапример, эскиз с размером выдавливани€ определ€ет собой геометрический примитив. ќграничени€ («constraints») контролируют размеры и расположение нового примитива. «атем добавл€етс€ булева функци€, котора€ должна сигнализировать, добавл€ет или вычитает данный примитив соответствующий объем в родительской геометрии. Ёта булева функци€ с примитивом и соответствующими параметрами передаетс€ в €дро, где вычисл€етс€ результирующа€ геометри€. ƒанна€ функци€ €дра работает вс€кий раз, когда происходит обращение к этому «конструктивному элементу».  ак отмечалось выше, функци€ €дра со всеми ее необходимыми параметрами €вл€етс€ спецификой каждого €дра. ¬есьма веро€тно, что функци€ одного €дра понималась другим €дром, и даже, если это случаетс€, геометрические результаты могут оказатьс€ весьма различными.

ѕеренос этого ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€ из одного €дра в другое очень напоминает попытку компилировани€ ‘ќ–“–јЌ-программы на —-компил€торе. Ёто не сработает. ‘ункции и соответствующие параметры просто не совместимы. ѕо существу, функции, хранимые в дереве истории построени€, дл€ их работы в другом €дре необходимо транслировать в другое представление. ¬ —јѕ–-индустрии было предприн€то несколько попыток создани€ трансл€торов дл€ перевода ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€ из одного €дра в другое, но результаты оказались весьма скромными.  стати, это обсто€тельство €вл€етс€ одной из причин слабого прогресса в области геометрических €дер: мы находимс€ в плену этого ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€. ¬несение слишком большого объема изменений в €дро, может нарушить совместимость с предыдущими верси€ми истории построени€, т.е. — с функци€ми €дра. ¬ истории —јѕ– можно найти много примеров этой проблемы.

»так, перенос ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€ от €дра к €дру может быть источником большого риска при разработке продуктов. “рансл€ци€ должна работать безошибочно, иначе истори€/намерени€ конструктора могут быть утер€ны. ћежду прочим, если бы все-таки удалось создать полную и надежную трансл€цию ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€ из одного формата €дра в другой, вам вообще не пришлось бы заботитьс€ о Ќ»∆Ќ≈ћ уровне: в ходе обработки оттранслированного ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€, целевое €дро воссоздало бы дл€ вас всю геометрию.

“еперь рассмотрим Ќ»∆Ќ»… уровень, т.е. — геометрию (читатели, пользующиес€ параметрическим моделированием и точной трансл€цией ¬≈–’Ќ≈√ќ уровн€, могут пропустить этот раздел: если только ваш ¬≈–’Ќ»… уровень не содержит много импортированных или неупор€доченных геометрических элементов).  ак уже упоминалось, геометрические €дра способны порождать геометрию в самых разнообразных формах и с самой разной точностью. ’от€ у нас есть промышленные стандарты дл€ геометрии (IGES, STEP), повторю, что дл€ параметров точности и конструктивных элементов таких стандартов не существует. ѕеренос геометрии с одного €дра на другое не проходит безболезненно. ≈сли вы хоть раз транслировали геометрию с помощью форматов STEP или IGES, скорее всего, вам знакомы такого рода недостатки.

ќшибки или лакуны в оттранслированной геометрии могут возникнуть, например, в результате трансл€ции аналитических поверхностей в NURBS или — обратного процесса. »х причиной может также стать проблема точности. ¬ других случа€х негативный эффект трансл€ции может про€витьс€ из-за внутренних —јѕ–-процедур, относ€щихс€ к IGES или STEP, но не исключаетс€, что ответственность за негативные эффекты несут экспортирующее и импортирующее €дра. —корее всего, всем нам пон€тно, как некачественна€ трансл€ци€ геометрии может повли€ть на процесс разработки продукта. ѕодобного рода эффекты могут встретитьс€ при переносе геометрии с одного €дра на другое.   счастью, средствами, которые позвол€ют оперативно устранить несовершенства геометрии, обладает большинство современных —јѕ–-систем, не так ли?

»так, какое же вли€ние геометрическое €дро оказывает на процесс разработки продукта? ¬ариантов — много. ћен€€ €дро, вы собираетесь перенести ¬≈–’Ќ»… уровень или Ќ»∆Ќ»…? ¬идимо, можно начать с анализа «за» и «против» каждого из этих вариантов. » вот — несколько заключительных вопросов дл€ размышлени€:

  •  ак вы полагаете, что произойдет, если дл€ концептуального проектировани€ вы будете использовать одно €дро, а дл€ детального проектировани€ — другое?
  • Ќасколько устойчив ваш ¬≈–’Ќ»… уровень? ѕоддерживаете ли вы при моделировании строгие стандарты?
  • Ќа каком уровне точности вычислений работает ваше €дро? —могут ли другие €дра, если потребуетс€, без ошибок воспринимать поддерживаемую вашим €дром точность?
  • — каким уровнем ассоциируете вы свои чертежи: с ¬≈–’Ќ»ћ или с Ќ»∆Ќ»ћ?
  •  ак одновременное использование разных €дер в процессе разработки продукта вли€ет на концепцию единой цифровой модели?
  •  акие из следующих за этапом проектировани€ функций управл€ютс€ ¬≈–’Ќ»ћ уровнем, а какие Ќ»∆Ќ»ћ?

ƒобавить комментарий

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: „то можно назвать Ђчудо-оружиемї отрасли —јѕ–?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.