Российское 3D-ядро захабрено

Геометрическое ядро не является графической программой, в его функции не входит задача визуализации модели. Одна из многочисленных функций ядра — это тесселляция, построение полигонального сеточного представления модели, которое затем передается компоненте, ответственной за визуализацию. С точки зрения набора математических методов эти задачи имеют много общего. Поэтому неудивительно, что сторонний наблюдатель их путает.

Однако ни одна из задач, связанных конкретно с графикой (кроме упомянутой тесселяции), в рамках проекта RGK не решалась.

Все скриншоты, которые показаны в статье, сделаны в специальном тестовом демо-приложении, сконструированном на основе геометрического ядра, библиотеки Qt и сторонней графической подсистемы (на скриншоте можно увидеть стандартный многодокументный интерфейс Qt, запущенный на Linux).

Кроссплатформенность самого ядра (написанного на С++) обеспечивается использованием соответствующих библиотек (OpenMP и OpenCL), правильной работой с системными функциями (прежде всего — с файловой системой) и грамотным кодированием.

Совершенно не обязательно: об этом свидетельствует успешный опыт ряда отечественных вендоров САПР, прежде всего АСКОНа и Топ Систем. Можно упомянуть и компанию ЛЕДАС, с 1999 года работающую на рынке математических компонент для САПР. За это время она выполнила ряд ключевых проектов по заказу ведущих поставщиков CAD/CAM, в том числе французской компании Dassault Systèmes (входит в десятку крупнейших мировых поставщиков ПО). Кроме того, компании ЛЕДАС удалось вывести на мировой рынок собственные продукты LGS2D и LGS3D (геометрический решатель ограничений), которые составили конкуренцию продуктам легендарной британской компании D-Cubed (в данный момент D-Cubed является подразделением Siemens PLM Software).

Другое дело, что разработка геометрического ядра в предельно сжатые сроки требует огромных инвестиций, которые могут позволить себе только очень крупные корпорации или государство. Например, общая трудоемкость разработки Parasolid оценивается в 850 человеко-лет (ядро начали разрабатывать в Кембридже в 1985 году). Аналогичные оценки, скорее всего, верны и для других геометрических ядер — C3D, ACIS, CGM, разрабатываемых с середины 90-х годов.

На все подобные вопросы, естественным образом, может ответить только заказчик — государство. Естественно, нам небезразлично дальнейшее развитие проекта, и мы сделаем всё возможное, чтобы он получил достойное продолжение и применение.

По прогнозу авторов статьи исходный код не будет открытым. Ведь с точки зрения заказчика довольно странно делать большие инвестиции в создание продукта, чтобы затем все наработанные технологии утекли бесплатно в недра западных корпораций.

Мы — исполнители проекта и не беремся отвечать от имени заказчика — государства. Но два замечания сделать можем.

Во-первых, не надо путать лицензирование программного продукта с правом собственности на исходный код этого продукта, который заказчик трактует как компоненту отечественной технологической базы.

Во-вторых, в проекте RGK могли принять участие все желающие (не претендующие на право собственности на разрабатываемый продукт). На уровне исполнителей проекта никаких напряжений и, тем более, конфликтов, не существует. В частности, компания ЛЕДАС, один из разработчиков RGK, является также VAR-реселлером ядра C3D. Все заинтересованные контрагенты не усматривают каких-либо проблем в этой ситуации.

Вообще, мы считаем, что оба проекта C3D и RGK вносят важный вклад в развитие отечественных технологий и рынка инженерного ПО, и привлекают большое и растущее внимание глобального рынка. На начинающемся через неделю форуме COFES Россия будут подробно представлены обе разработки. Важно, что это будет сделано в присутствии ряда крупнейших международных авторитетов как раз в области геометрических ядер, например, Кена Версприлла (Изобретатель NURBS: о прошлом, настоящем и будущем САПР ), Эвана Яреса («SPATIAL, ACIS, CGM и будущее геометрических ядер» ) и др., а также — заинтересованных представителей компании DS Spatial (разработчика геометрического ядра ACIS).

«Велосипедов», представляющих коммерческую и технологическую ценность, за последние 30 лет было изобретено не так много — около 10.

Наивно полагать, что существующие ядра (сложные наукоемкие программные продукты, разрабатывавшиеся в течение 15-30 лет и активно использующиеся в индустрии), могут быть легко улучшены. Для них характерно множество проблем — от устаревшей архитектуры, не соответствующей текущим потребностям, и необходимости поддерживать обратную совместимость с созданными цифровыми моделями (возрастом в десятки лет), вплоть до отсутствия разработчиков, обладающих знаниями о том, как работают реализованные много лет назад алгоритмы.

В таких случаях, одно из очевидных решений — это создание велосипеда, автомобиля, самолета или геометрического ядра с нуля. О некоторых конкретных преимуществах созданного ядра можно прочитать в первой части статьи.

Стоит отметить, что для государства преимуществом такой разработки является лицензионная, информационная и технологическая безопасность, которые в данном случае гарантируются, а в случае использования эффективных коммерческих зарубежных решений — нет. Помимо очевидных проблем с исходным кодом, существуют и другие проблемы, как например, проблема трансляции данных модели между форматами разных ядер.

Представление трехмерной модели в ядре основано на B-Rep (граничном представлении), где геометрическими элементами являются канонические объекты или NURBS. Полиномы высоких порядков — это один из частных случаев NURBS.

Однако когда речь идет о трехмерных сетках с криволинейными границами, то, скорее всего, имеются в виду задачи CAE. В этом случае построение выполняется по B-Rep модели специальными модулями и выходит за рамки функциональности геометрического ядра. Если в будущем будет потребность включить такие модули непосредственно в ядро, это можно будет сделать.