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

19 ма€ 2017

C3D Labs представл€ет C3D Toolkit 2017

јктуальные технологии дл€ разработчиков инженерного ѕќ

јркадий  амнев, менеджер по маркетингу в компании C3D Labs

јркадий  амнев

ќт редакции isicad.ru: ¬чера и сегодн€ в  оломне проходит C3Days 2017 Ч ставша€ ежегодной двухдневна€ встреча с разработчиками геометрического €дра C3D. ¬ св€зи с этим особенно уместной и своевременной представл€етс€ предлагаема€ вам подробна€ характеристика новой версии компонентов €дра C3D, которые в совокупности вполне обоснованно теперь трактуютс€ как toolkit или даже платформа дл€ разработчиков —јѕ–.
“радиционно раз в год компани€ C3D Labs, дочернее подразделение ј— ќЌ и резидент »“-кластера —колково, представл€ет итоги проделанной работы по улучшению и доработке C3D Toolkit. —егодн€ это целый набор программных средств дл€ разработчиков инженерного ѕќ, который включает в себ€ геометрическое €дро C3D Modeler, параметрическое €дро C3D Solver, модуль обмена данными C3D Converter и модуль визуализации C3D Vision.

Ќемного фактов

ѕо статистике от момента первого обращени€ за тестированием C3D до прин€ти€ компанией решени€ о лицензировании ѕќ проходит от полугода до двух лет. «а это врем€ потенциальный заказчик успевает задать множество вопросов команде разработки C3D по функционалу C3D Toolkit и его грамотному использованию в своих будущих проектах.  оличество вход€щих запросов в службу технической поддержки тоже ежегодно растЄт (рис. 1). Ёто непосредственно св€зано с увеличением числа заказчиков C3D Labs и глубиной внедрени€ ими технологий C3D в собственные продукты.
C3D Toolkit 2017

–исунок 1. ¬ход€щие запросы в техподдержку C3D Labs в период с 2013 по 2016 гг.

ѕолученна€ в общении с пользовател€ми информаци€ и еЄ последующий анализ €вл€ютс€ главными драйверами при развитии компонентов C3D. –аньше в этом процессе преимущественно участвовала компани€ ј— ќЌ с программным обеспечением  ќћѕј—-3D,  ќћѕј—-√рафик и  ќћѕј—-—троитель. “еперь пищу дл€ размышлений C3D Labs дают 25 организаций и высших учебных заведений из –оссии, —Ўј, ≈вропы и јзии.

—тоит отметить, что сотрудники C3D Labs ежегодно посещают промышленные выставки и конференции разработчиков ѕќ, чтобы всегда оставатьс€ в курсе актуальных событий отрасли и развивать технологии в правильном направлении. ¬ прошлом году делегаци€ C3D Labs была представлена на всемирно известных выставках Hannover Messe 2016 (√анновер, √ермани€) и SIMTOS (—еул,  оре€), а также на конференци€х јль€нса по открытому проектированию (ѕрага, „ехи€) и Intel (ћосква, –осси€). ¬ апреле 2017 года компани€ провела собственную конференцию в —Ўј в рамках  онгресса о будущем инженерного программного обеспечени€ (COFES).

“есное взаимодействие с пользовател€ми C3D Toolkit и рынком —јѕ– позвол€ет C3D Labs создавать по-насто€щему качественные и удобные продукты дл€ разработчиков 3D-приложений. “ехнические подробности произведенных за год работ представл€ем далее.

√еометрическое €дро C3D Modeler

√еометрическое €дро C3D Modeler выполн€ет построение геометрической модели и вычисление геометрических характеристик моделируемого объекта. ¬ новой версии C3D Modeler по€вилась функциональность дл€ удалени€ из модели отверстий и скруглений (рис. 2). Ёто может быть полезно дл€ упрощени€ 3D-модели, котора€ подготавливаетс€ к дальнейшему расчЄту в CAE-системе.
C3D Toolkit 2017

–исунок 2. ”даление отверстий из 3D-модели

ѕри этом можно удалить указанные отверсти€ или отверсти€, радиус которых не превосходит определЄнного значени€. јналогично можно удалить указанные скруглени€ либо скруглени€, радиус которых меньше или равен заданной величине (рис. 3).
C3D Toolkit 2017

–исунок 3. ѕоэтапное удаление скруглений

“а же сама€ функци€ может быть использована при пр€мом моделировании, когда необходимо внести изменени€ в 3D-модель со скруглени€ми, например, переместить отдельные элементы этой модели в другое место (рис. 4).
C3D Toolkit 2017

–исунок 4. ѕр€мое редактирование модели со скруглени€ми

≈щЄ одно применение новой функции Ц это модификаци€ скруглений (рис. 5). Ќаличие данной операции по достоинству оцен€т уже не только CAE-разработчики, но и создатели CAD/CAM-систем на основе геометрического €дра C3D Modeler.
C3D Toolkit 2017

–исунок 5. ћодификаци€ скруглений

ƒоработано построение скруглений, поглощающих элементы исходной 3D-модели (рис. 6). “еперь геометрическое €дро C3D Modeler умеет строить ранее недоступные комбинации скруглений, и может быть использовано в приложени€х дл€ проектировани€ литейных форм различной сложности.
C3D Toolkit 2017

–исунок 6. ѕостроение литейных радиусов

”лучшено построение тел и поверхностей выдавливани€. ‘ункци€ выдавливани€ Ђдо ближайшего телаї определ€ет положение тела к эскизу и строит выдавливание таким образом, что исключаетс€ направление, в котором отсутствует тело или его отдельные части (рис. 7).
C3D Toolkit 2017

–исунок 7. ¬ыдавливание Ђдо ближайшего телаї

ѕо запросу пользователей C3D был изменЄн алгоритм построени€ тела выдавливани€ Ђдо поверхностиї. C3D Modeler 2017 успешно обрабатывает ситуации, при которых две поверхности лежат по одну сторону от эскиза (рис. 8). ƒополнительно можно определ€ть различные углы наклона по направлению к заданным поверхност€м дл€ каждого из выдавливаемых контуров (рис. 9).
C3D Toolkit 2017 C3D Toolkit 2017

–исунки 8 и 9. ¬ыдавливание до поверхностей, лежащих по одну сторону от эскиза

¬ предыдущих верси€х геометрического €дра C3D Modeler в методах выдавливани€ однозначно задавалось пр€мое и обратное направление построений. ѕоэтому выдавливались контуры только до тех поверхностей, которые лежали в строго указанном направлении. ¬ случа€х, когда поверхность лежала по другую сторону от контура выдавливани€, C3D Modeler выдавал ошибку. Ћегко представить себе ситуацию, при которой пользователь —јѕ–, задав изначально корректные данные дл€ построени€, делал отступ и получал эквидистантную поверхность, лежащую в другом направлении. ƒостичь корректного перестроени€ выдавливани€ в таком случае было невозможно. ¬ C3D Modeler 2017 эта проблема устранена (рис. 10).
C3D Toolkit 2017

–исунок 10. ¬ыдавливание до поверхности независимо от еЄ положени€ по отношению к эскизу

 стати, если эквидистантна€ поверхность располагаетс€ по обе стороны от эскиза, то возможны различные варианты построени€ выдавливани€. ¬ ÷ентре разработки C3D Labs было решено считать корректным направление, которое согласуетс€ с выдавливанием до поверхности без отступа (зелена€ стрелка на рисунке 11).
C3D Toolkit 2017

–исунок 11. ¬ыдавливание до поверхности, лежащей по обе стороны от эскиза

¬ одной операции построени€ выдавливани€ теперь можно задействовать сразу несколько замкнутых контуров, которые вдобавок могут пересекатьс€ между собой (рис. 12). ¬ажно, чтобы при этом отсутствовали самопересечени€ в отдельно вз€тых контурах.
C3D Toolkit 2017

–исунок 12. ¬ыдавливание нескольких контуров (с пересечени€ми и без)

¬ C3D Modeler 2017 заметно переработан метод построени€ тел по сечени€м с несколькими направл€ющими (рис. 13).
C3D Toolkit 2017

–исунок 13. ѕостроение тел по сечени€м с несколькими направл€ющими

ѕо€вилась возможность строить по сечени€м с несколькими направл€ющими тонкостенные тела (рис. 14).
C3D Toolkit 2017

–исунок 14. ѕостроение тонкостенных тел по сечени€м с направл€ющими

ќбновленный C3D Modeler умеет решать по-насто€щему сложные задачи, св€занные с расчЄтом тел по сечени€м (рис. 15).
C3D Toolkit 2017

–исунок 15. ѕостроение сложных тел по сечени€м с направл€ющими кривыми

–асширен функционал, работающий с телами из листового материала. ¬ частности, усовершенствована операци€ сгиба и разгиба обечайки (рис. 16).
C3D Toolkit 2017

–исунок 16. ”совершенствованна€ операци€ сгиба и разгиба обечайки

“акже при работе с листовыми телами теперь можно создавать сгибы с множественным выбором рЄбер и обработкой углов между смежными сгибами (рис. 17).
C3D Toolkit 2017

–исунок 17. —гиб листового тела с множественным выбором рЄбер

ƒл€ удобства построени€ оболочечной конечно-элементной расчЄтной сетки по исходной 3D-модели была разработана совершенно нова€ операци€ построени€ срединной оболочки по заданным парам граней тела (рис. 18). Ќаборы граней при этом основываютс€ на эквидистантных по отношению друг к другу поверхност€х.
C3D Toolkit 2017

–исунок 18. ѕостроение срединной оболочки по наборам пар граней тела

ѕо умолчанию срединна€ оболочка определ€етс€ на равном отсто€нии от образующих граней (t=0.5d), но еЄ можно сместить, указав параметр 0<t<d (рис. 19).

ƒоступно несколько опций построени€:

  • ручной выбор одной пары эквидистантных граней;
  • последовательный выбор набора пар эквидистантных граней;
  • автоматический поиск и выбор всех подход€щих граней тела, которые €вл€ютс€ эквидистантными и смещение которых друг относительно друга равно заданному значению d.
C3D Toolkit 2017

–исунок 19. ¬арьирование положени€ срединной оболочки

„то ещЄ? ¬ новой версии C3D Modeler можно работать с объЄмными сетками (рис. 20). ѕримечательно, что данна€ функциональность не относитс€ к перечню традиционных дл€ геометрических €дер функций, хот€ многие разработчики инженерного ѕќ часто нуждаютс€ в ней. ѕока это только первые шаги C3D Labs в данном направлении. ”же в ближайшее врем€ планируетс€ расширение набора доступных операций дл€ работы с 3D-сетками.
C3D Toolkit 2017

–исунок 20. ѕостроение объЄмных сеток в C3D Modeler

–азработан и реализован расширенный формат хранени€ геометрической модели в файле C3D (рис. 21), который позвол€ет получать информацию о структуре модели, а также еЄ отдельных объектах без загрузки всей модели из файла. Ќовый формат совместим с основным форматом C3D и поддерживает чтение из файлов отдельных объектов модели в произвольном пор€дке.
C3D Toolkit 2017

–исунок 21. ’ранение объектов геометрической модели в расширенном формате C3D

Ќа практике это означает, что уже на стадии загрузки 3D-модели можно определить, какие конкретно объекты необходимо прочитать и отобразить на экране (рис. 22).
C3D Toolkit 2017

–исунок 22. «агрузка геометрических объектов из файла C3D (по наименованию, типу или размеру)

Ѕольшое внимание в 2016-2017 гг. было уделено исправлению ошибок в C3D Modeler. Ќапример, исправлена стыковка скруглений с посто€нной хордой (рис. 23).
C3D Toolkit 2017

–исунок 23. —тыковка скруглений с посто€нной хордой

ƒоработан алгоритм построени€ кривых пересечени€ поверхностей, когда крива€ пересечени€ проходит через полюс поверхности или совпадает с одним из ее опорных объектов. Ќа рисунке 24 приведЄн пример булевой операции вычитани€ тел, в котором используетс€ данный алгоритм.
C3D Toolkit 2017

–исунок 24. ѕример булевой операции, в которой используетс€ доработанный алгоритм построени€ кривых пересечени€ поверхностей

–еализован отдельный случай вычислени€ кривой пересечени€ двух сфер, касающихс€ полюсами (рис. 25), благодар€ чему достигнуто ускорение более чем в 100 раз по сравнению с общим методом.
C3D Toolkit 2017

–исунок 25. ¬ычисление кривой пересечени€ двух сфер, совпадающих полюсами

¬ ходе доработок геометрического €дра C3D Modeler была расширена функциональность ЂобЄрткиї C3D под C#: по€вились работа с плоскими проекци€ми, чтение/запись обменных форматов и поддержка новых структур данных.

ѕо усмотрению пользовател€ C3D Modeler, поиск столкновений элементов 3D-модели теперь может быть остановлен уже на первом соударении или будет произведЄн от начала и до конца с фиксацией всех имеющихс€ столкновений в сборке. ѕо€вилось управление сли€нием рЄбер и граней в операци€х C3D Modeler 2017, возросло быстродействие булевой операции и скорость построени€ NURBS-кривых по большим группам точек.

Ќабор многопоточных операций геометрического €дра C3D Modeler также был обновлЄн. ¬ него вошли: построение плоских проекций, триангул€ци€ геометрической модели, расчЄт массово-центровочных характеристик. ќбнаружены и устранены избыточные блокировки в контейнере атрибутов и в менеджере кэша, который теперь переведЄн на систему мьютексов. ѕри этом объектное распараллеливание программного кода, отвечающего за создание триангул€ционных сеток, дало приращение скорости в 4 раза на рабочей станции с 8-€дерным процессором и операционной системой Windows 10 Ц против 30%, которые даЄт классическое распараллеливание кода.

ѕараметрическое €дро C3D Solver

ѕараметрическое €дро C3D Solver обеспечивает св€зь элементов геометрической модели друг с другом путем наложени€ на них геометрических ограничений - условий, выражаемых с помощью уравнений. ќно работает с трехмерными и двумерными объектами и может быть использовано дл€ управлени€ геометрической моделью с помощью логических и размерных ограничений.

¬ новой версии C3D Solver существенно переработан программный интерфейс: API теперь основываетс€ на базовом наборе типов и функций, необходимых дл€ постановки задачи геометрических ограничений; в то же врем€ объектно-ориентированна€ часть интерфейса остаетс€ в качестве надстройки над базовой. ƒанное улучшение упрощает работу с геометрическими данными, а унификаци€ интерфейса позвол€ет встраивать параметрическое €дро C3D Solver в приложени€ с произвольной архитектурой.

ƒл€ 3D-моделей в C3D Solver 2017 по€вилась возможность регистрировать субобъекты, что согласуетс€ с концепцией Ђгеометрически жЄсткихї кластеров и позвол€ет корректно организовать работу с большими и сложными сборками 3D-моделей.

ѕо запросу пользователей C3D был добавлен новый тип данных Ц скал€рна€ переменна€. Ќесмотр€ на кажущуюс€ простоту, данное улучшение потребовало переработать параметрическое €дро C3D Solver. ¬ насто€щее врем€ €дро может работать с варьируемыми радиусами различных геометрических объектов (окружностей, цилиндров, торов и сфер), а также умеет масштабировать размеры линейных и угловых паттернов (рис. 26).

C3D Toolkit 2017

–исунок 26. ћасштабирование размеров линейных и угловых паттернов

¬ предыдущей версии C3D Solver впервые по€вилось журналирование API-функций 2D-решател€ при задании геометрических ограничений. “еперь в журнале также фиксируютс€ вызовы 3D-решател€, что позволило реализовать комплексную систему автоматизированного тестировани€ C3D Solver 2017 на основе журналов API и повысить качество взаимодействи€ с пользовател€ми параметрического €дра C3D Solver в рамках технической поддержки C3D Labs.

ќдна из главных тенденций »“-отрасли последних лет Ц это миграци€ технологий в облака. ћы учли попул€рный тренд в своей работе и создали новый продукт Ц C3D Solver дл€ JavaScript. ”никальность данного решени€ состоит в том, что программное обеспечение, написанное на его основе, может не только функционировать в браузере, но, что самое ценное, способно производить геометрические расчЄты на стороне клиента. C3D Solver Ц первое параметрическое €дро, которое работает в браузере без необходимости вычислений на стороне сервера!

ћодуль обмена данными C3D Converter

ћодуль обмена данными C3D Converter используетс€ разработчиками инженерного ѕќ дл€ чтени€ и записи 3D-моделей в такие форматы данных, как STEP, IGES, X_T, X_B, SAT, JT, STL, VRML. ¬ новой версии C3D Converter по€вилась поддержка STEP AP242. ѕо замыслу комитета ISO, данный протокол должен со временем заменить двух других его предшественников Ц AP203 и AP214. ќбновленный формат STEP претерпел существенные изменени€ преимущественно в той области, котора€ находитс€ вне функционала геометрического €дра C3D Modeler. Ќаибольших изменений в AP242 коснулась работа с информацией о производстве издели€ (PMI). —ущественно доработаны способы передачи аннотации, котора€ включает в себ€ технические требовани€, размеры и обозначени€.

 оманда разработчиков C3D Converter внимательно отслеживает практическое применение обменного формата STEP. јнализ файлов показывает, что объЄм передаваемых PMI-данных существенно возрос, а представление дл€ передачи текста используетс€ преимущественно графическое (рис. 27).

C3D Toolkit 2017

–исунок 27. „тение модели с PMI из файла в формате STEP AP242

–азработчиков ѕќ, которые желают расширить перечень доступных форматов дл€ обмена данными со сторонними приложени€ми, может заинтересовать новый функционал C3D Converter: импорт и экспорт 3D-моделей формата JT (ISO 14306). ƒанный формат ориентирован на быструю загрузку информации из файла, умеет передавать визуальные свойства модели и может быть использован в целом р€де случаев, так как поддерживает два представлени€ геометрии: полигональное и граничное (B-rep).

√раничное представление геометрии наиболее полно передаЄт информацию о форме издели€ и в €вном виде описывает гладкость поверхностей, топологию и т.д. ѕоддержка данного представлени€ в JT была реализована за счЄт имеющихс€ у C3D Labs наработок по конвертации обменных форматов Parasolid. √раничное представление удобно использовать дл€ внесени€ изменений в 3D-модель, но есть р€д задач, например визуализаци€, дл€ которых оно €вл€етс€ избыточным. ¬ таких случа€х лучше использовать полигональное представление геометрии, которое может быть отдельно прочитано из файла с меньшими вычислительными затратами на обработку. »меющиес€ в JT метаданные позвол€ют выбрать необходимый уровень детализации 3D-модели с учЄтом режима еЄ отображени€ (рис. 28).

C3D Toolkit 2017

–исунок 28. ќтображение модели с разными уровн€ми детализации

ƒополнительно стоит отметить, что разработчики формата JT включили в спецификацию компрессию данных с использованием различных механизмов сжати€, что снимает проблему размера файлов при передаче больших и сложных 3D-моделей.
C3D Toolkit 2017

–исунок 29. »мпорт геометрической модели из файла в формате JT

ƒруга€ отличительна€ черта формата JT заключаетс€ в его блочной структуре. ќписание дерева модели и формы каждой из компонент хран€тс€ в отдельных непрерывно записанных сегментах, смещение которых относительно начала файла может быть получено из записанной таблицы. ¬ начале каждого сегмента или его отдельной части (элемента) хранитс€ заголовок, который содержит размер данных в байтах. ѕерспективы развити€ C3D Converter с учЄтом сильных сторон блочной структуры файлов сегодн€ активно прорабатываютс€. ¬ некотором смысле эта работа созвучна той, котора€ была проделана в ходе рефакторинга формата C3D.

ѕриложение C3D Viewer

¬первые в истории C3D Labs разработано конечно-пользовательское приложение Ц C3D Viewer, которое позвол€ет открывать 3D-модели в распространенных форматах данных и сохран€ть их в собственный формат C3D. ѕриложение создано на основе геометрического €дра C3D Modeler, модул€ визуализации C3D Vision и модул€ обмена данными C3D Converter.

¬озможности C3D Viewer:

  • чтение 3D-моделей в форматах STEP, X_T, X_B, SAT, IGES, STL, VRML, C3D;
  • загрузка массива моделей в одну сцену;
  • управление ориентацией модели, стандартные виды;
  • управление отображением модели, перспективна€ проекци€;
  • управление качеством отображени€ модели (детализацией);
  • управление параметрами производительности;
  • сохранение моделей в растр с настройкой сцены (форматы JPEG, TIFF, BMP, PNG);
  • сохранение моделей в формат C3D.
C3D Toolkit 2017

–исунок 30. √рафический интерфейс приложени€ C3D Viewer дл€ просмотра и конвертации 3D-моделей

ѕриложение C3D Viewer будет полезно при подготовке различных материалов на основе 3D-моделей специалистами по рекламе и маркетингу, а также может быть задействовано в проектах, требующих визуальной оценки качества компьютерного проектировани€ изделий и анализа внутренней структуры 3D-моделей, без создани€ и редактировани€ трЄхмерной геометрии.

ѕриведЄнный в статье перечень доработок и улучшений C3D Toolkit не €вл€етс€ исчерпывающим. —тоит добавить, что Ђ–уководство пользовател€ C3Dї было дополнено новыми главами и разделами, а каталог 3D-моделей Ц новыми примерами.

≈сли у вас возникли какие-то вопросы, то вы можете задать их по адресу: info@c3dlabs.com

—качать C3D Viewer можно на официальном сайте компании

ѕриложение распростран€етс€ Ѕ≈—ѕЋј“Ќќ без каких-либо ограничений в использовании.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ќб аллергии к рекламе и зарабатыванию денег
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

ARCHICAD: открыва€ заново. III. TEAMWORK: эффективна€ командна€ работа шаг за [...] — јлександр јнищенко, архитектор, управл€ющий партнер компании BORSH (11 апрел€ 2017)
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. © 2004-2017 √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.