Что нового в C3D Vision. Обзор версии 2020

В июне вышел C3D Toolkit 2020, обновленный набор инструментов для разработки инженерных 3D-приложений. В этой статье подробно рассказываем о новинках и усовершенствованиях модуля визуализации C3D Vision — они направлены на ускорение рабочих процессов, сокращение времени на выполнение часто повторяющихся задач, повышение удобства работы.

C3D Vision отвечает за визуальное отображение геометрических моделей и функционирование графического интерфейса инженерного приложения, управляя качеством отрисовки геометрических моделей при использовании математических, программных и аппаратных средств, вследствие чего оптимизирует скорость работы программного обеспечения. В новой версии улучшения сосредоточились в основном в трех областях:

Оптимизация процессов взаимодействия с пользователем. Конвертация любых представлений GUI событий в формат Vision, усовершенствование процессов управления объектами и их редактирования, обеспечение возможности выбора устройств в пользовательских процессах, минимизация пользовательского кода для генерации сцены — все эти и иные возможности повышают производительность работы с компонентом и удобство его использования.

Новые возможности для работы с геометрическими представлениями и геометрическими объектами. Дополнительные геометрические представления, принципиально новые геометрические объекты для работы с двумерными массивами, масштабные дополнения свойств геометрии объектов имеют своей целью предоставление пользователю дополнительного функционала при построении, редактировании, отрисовке и конвертации геометрии.

Усовершенствование существующих инструментов, например новые возможности масштабирования, выбора объектов с помощью рамки, сечения плоскостью.

А теперь рассмотрим подробнее.

Фильтрация событий от физических устройств

В каждой библиотеке, например Qt или MFC, описание и представление событий выполняются в своем формате, поэтому для работы с любыми библиотеками в Vision был разработан специальный инструмент — фильтр ConverterEventListener.

Он предназначен для конвертации представления GUI событий в формат Vision, при этом источником событий, как правило, является графическое окно, где отрисовывается вся сцена, но могут быть и иные системные объекты, в частности элемент управления или главное окно. Для иллюстрации взаимодействия реализации пользовательского графического интерфейса и Vision в качестве примеров можно использовать известные библиотеки, представляющие собой источники событий.

Усовершенствование процессов управления объектами и редактирования объектов

В новой версии обновление отрисовки сцены синхронизировано с отработкой события. Например, при сдвиге мыши и повороте всей сцены обновление кадра происходит после его подготовки, что обеспечивает плавность отрисовки при любых манипуляциях с объектами или со сценой. Кроме того, теперь гарантирована однородность событий при использовании различных физических устройств, примененных в процессе, что и отражено на представленной схеме.

Определение устройств в пользовательских процессах

В C3D Vision 2020 пользователь при создании своих процессов может назначить те источники событий, которые необходимы в каждом конкретном случае.

Минимизация пользовательского кода для генерации сцены

Такая взаимосвязь позволяет программисту создавать определенные шаблоны для генерации визуальных представлений, при этом код их будет весьма лаконичным.

// создать математическое представление
SPrt<MbSurface>* mathRep = createSqrtSinSurface();
// создать визуальное представление
GeometryRep* visRep = SceneGenerator::Instance()->
CreateMathRep(mathRep, MathGeometry::Synchronous);
// создать сегмент с заданным родителем
SceneSegment* segSurface = new SceneSegment(visRep, topParent);

Дополнительные геометрические представления

Расширен и доработан набор простых геометрических объектов, которые можно применять в инструментах как раздельно, так и в совокупности.

Маркеры и значки

Карта высот

Sketch и Label

Новые возможности отрисовки

Так, например, ScreenPlaneOnly позволяет определенной геометрии назначить режим отрисовки в плоскости экрана.

SceneSegment* planeScreen = new SceneSegment(pTopParentSegment);
planeScreen->AddFeature(new Feature::ScreenPlaneOnly);

NoScalable задает геометрию сегмента немасштабируемой независимо от изменения общего масштаба сцены.

SceneSegment* noScalableSegment = new SceneSegment(pTopParentSegment);
noScalableSegment->AddFeature(new Feature::NoScalable);

DoubleSidedLighting управляет назначением двустороннего освещения геометрии независимо от общего освещения сцены.

SceneSegment* doubleSidedLighting = new SceneSegment(pTopParentSegment);
doubleSidedLighting->AddFeature(new Feature::DoubleSidedLighting);

RenderMode отображает выбранную геометрию в определенном режиме (тон, полутон, каркас и т. д.).

SceneSegment* renderModeSegment = new SceneSegment(pTopParentSegment);
renderModeSegment->AddFeature(new Feature::RenderMode(rm_Wireframe));

SceneSegment* sectionPlanesSegment = new SceneSegment(pTopParentSegment);
sectionPlanesSegment->AddFeature(new Feature::SectionPlanes(12));

SceneSegment* faceCullingSegment = new SceneSegment(pTopParentSegment);
faceCullingSegment->AddFeature(new Feature::FaceCulling(bool back));

Отрисовка слоев

Инициализация слоя по умолчанию с двумя добавочными слоями

SceneSegment* pSegment = new
SceneSegment(pTopParentSegment);
pSegment ->SetRenderLayer(1, false);

Новые и усовершенствованные инструменты

Важные изменения были привнесены в инструменты, связанные с непосредственным редактированием геометрических объектов.

Доработан инструмент PrFindSelectArea, определяющий выбор геометрических объектов с помощью рамки: добавлена возможность выделения как объединяющей, так и секущей рамками, а также их совокупностями — слева направо и справа налево.

Выбор объектов с помощью объединяющей и секущей рамок

Новый инструмент CoordLocator предназначен для конвертации координат от физических устройств, например клавиатуры, как правило, в процессах редактирования.

Разработано три вида локаторов:

• ModelCoordLocator — конвертация значений координат в модельные координаты;
• SurfaceScreenCoordLocator — конвертация значений координат в заданную поверхность;
• CurveScreenCoordLocator — конвертация значений координат в заданную кривую.

Применение локаторов для пересчета координат в пользовательском приложении

Интерактивные манипуляторы

В области редактирования геометрических объектов с помощью различных интерактивных инструментов проведены колоссальные изменения, а также реализованы новые возможности.

В частности, был усовершенствован инструмент CuttingTool — динамическое сечение плоскостью. Добавлено управление положением плоскости с помощью интерактивных инструментов — манипулятора сдвига или манипулятора поворота.

Одним из самых важных нововведений, касающихся интерактивных инструментов, является реализация манипуляторов. Базовый класс манипуляторов называется SceneWidget, применяется как отдельно, так и в составе процессов редактирования объектов. Он представляет некую оболочку, включающую процессы, с помощью которых обеспечивается его поведение, а также модель представления на экране. Процессы, описывающие поведение SceneWidget, могут быть инициализированы локаторами, которые будут определять поведение манипулятора.

В SceneWidget для манипуляторов предусмотрены и реализованы стандартные процессы поведения и их модели, охватывающие около 80% необходимых решений:

• Hot-point — виджет с определенным представлением и поведением;
• манипулятор сдвига, реализующий сдвиг по определенной оси;
• манипулятор поворота, реализующий вращение вокруг осей.

Мы прилагаем множество усилий для того, чтобы C3D Vision отвечал самым высоким требованиям пользователей. В ближайшей перспективе запланировано решение таких задач, как разработка материалов с поддержкой и использованием шейдеров, включая стандартный набор материалов, основанных на представлении текстового формата .JSON, разработка OcclusionCulling — критически необходимой функции, обеспечивающей оптимальную производительность отрисовки сложных моделей, а также создание продиктованного временем «облачного» решения с сохранением максимально возможного сходства API с Vision и предоставлением привычной среды как для опытных пользователей модуля, так и для новичков.