C3D Labs выпускает шестнадцатую версию геометрического ядра C3D

Геометрическое ядро предназначено для использования в программных продуктах в качестве базового компонента, который отвечает за построение геометрической модели и управление построенной моделью. Наиболее известный класс таких продуктов — системы автоматизированного проектирования (САПР).

Новая версия V16 получила дополненный функционал для создания геометрических форм различной сложности, развитые методы построения 2D/3D-геометрии и расширенные возможности для построения тел из листового материала.

В общей сложности в новой версии C3D реализовано более 100 изменений в функциональных возможностях ядра.

В целях повышения качества выпускаемых программных компонентов, тестовая база расширена до 350 000 3D-моделей, а общее количество ежедневно тестируемых булевых операций исчисляется несколькими миллионами. Кроме этого, реализована поддержка компиляторов Clang 3.5 и Visual Studio 2013, расширен набор поддерживаемых сборок ОС Linux, обновлено тестовое приложение для Linux, появилось новое иллюстрированное руководство пользователя и новый язык программирования C#.

Отдельное внимание команда разработки C3D уделила оптимизации процесса выполнения сечений и разрезов, распараллеливанию расчётов внутри ядра и потокобезопасности при выполнении сшивки поверхностей. Заметные изменения произошли в работе двумерных булевых операций. Конвертор С3D «научился» импортировать форматы STL и VRML, передавать атрибуты при конвертации, управлять точностью при экспорте STL-моделей. Кроме этого, значительно увеличилась скорость его работы с данными при импорте 3D-моделей за счёт многопоточности. В геометрическом решателе появились кластеризация, журналирование, драггинг, зеркальная симметрия для 3D-геометрии, расширенные опции по построению параметризованных сплайнов.

Большая часть улучшений, появившихся в C3D V16, связана с реализацией пожеланий заказчиков, число которых достигло пятнадцати. Все они смогут скачать новую версию ядра уже сегодня.

Некоторые подробности для разработчиков САПР C3D Modeler

Среди множества новинок в C3D Modeler V16, выделим 7 наиболее интересных функций и улучшений:

В кинематической операции образующая тела размножается для разных положений относительно направляющей.

Резьба теперь может быть адаптирована по начальному положению и длине отверстия, по которому она нарезается.

Построение обечайки по одному эскизу с уклоном граней выполняется с постоянным радиусом сгиба, а построение конусных многогранников методом гибки листового металла достигается за счёт сегментации опорных дуг отрезками.

Решена задача замыкания угла в операции построения тела из листового металла благодаря заданию круговой обработки проблемного участка. Стало доступным задание разных длин слева и справа у продления сгиба.

В C3D Solver V16 появился новый тип геометрического объекта — кластер. По сути, это твёрдое тело, но с собственной подсистемой ограничений. Кластеризация может быть полезна для компоновки геометрических моделей, если имеется иерархия подсборок, вложенных одна в другую.

Для удобства разработки приложений было организовано журналирование в 2D-решателе при задании параметрических ограничений. В журнал автоматически пишется вся информация о работе C3D Solver. Это позволяет удалённо отлаживать найденные заказчиками C3D ошибки без окружения, в которое встроено ядро.

В свою очередь, для построения сборок, представляющих собою симметричную комбинацию из нескольких деталей, был добавлен новый тип геометрических ограничений для 3D геометрии — зеркальная симметрия. Зеркальную симметрию можно применить к любым геометрическим объектам, например к окружностям от пары тел или их внешним граням.

Расширены возможности при построении параметризованных сплайнов: cтал доступен драггинг; добавлена функция построения интерполяционного сплайна с возможностью наложения на него всех типов ограничений, которые доступны и для обычной NURBS-кривой; реализована функция, которая определяет тип конического сечения, заданного в виде кривой NURBS; появилось новое ограничение, позволяющее задавать форму сплайна путём фиксации координат его отдельных точек и векторов 1-ой, 2-ой, 3-ей производных при заданных значениях.

В новой версии конвертора стала доступна настройка точности экспорта STL-моделей по трём параметрам триангуляции: максимальный прогиб, максимальный угол поворота нормали кривой (или поверхности) и максимальная длина стороны треугольника. Реализован импорт полигональных моделей в форматах STL и VRML. За счёт многопоточности в C3D ускорена конвертация данных при импорте моделей в форматах Parasolid (x_t, x_b) в 1.7 раза, STEP — в 2.2 раза. Появилась поддержка передачи атрибутов со сведениями об изделии (наименование, обозначение, авторство).

C3D Kernel

C3D — инструмент разработчика программного обеспечения.

Геометрическое ядро предназначено для использования в программных продуктах в качестве базового компонента, который отвечает за построение геометрической модели и управление построенной моделью. Наиболее известный класс таких продуктов — системы автоматизированного проектирования (САПР).

C3D состоит из динамически подключаемой библиотеки, вспомогательных файлов для обеспечения работы в различных средах разработки ПО, демонстрационного приложения в исходных кодах и технической документации.

На сегодняшний день C3D — единственное в мире геометрическое ядро, объединяющее в себе три важнейших модуля САПР:

• Геометрический моделировщик C3D Modeler: — выполняет построение геометрической модели, построение плоских проекций модели, построение триангуляции, вычисление инерционных характеристик модели, определение столкновений элементов модели
• Решатель геометрических ограничений C3D Solver: — обеспечивает взаимосвязи элементов геометрической модели и учитываетгеометрические ограничения при редактировании модели
• Конвертор данных C3D Converter: — обеспечивает чтение/запись геометрической модели в основные обменные форматы:STEP, IGES, ACIS, XT, STL, VRML

Разработчику конечного приложения ядро позволяет:

• Улучшить функциональные возможности продукта
• Быстро создать 3D-продукт на основе существующей 2D-системы
• Снизить затраты на собственную разработку
• Повысить надежность и быстродействие программного продукта

Функциональность ядра C3D Modeler

• Моделирование тел
• Моделирование поверхностей
• Моделирование листовых тел
• Скругления, сглаживания, фаски
• Дополнительные операции
• Триангуляция
• Анализ моделей
• Построение плоских проекций модели

C3D Solver

• Решатель 2D-ограничений (для 2D-черчения и эскизов в 3D)
• Решатель 3D-ограничений (для создания сборок и кинематического анализа)

C3D Converter

• STEP (чтение/запись)
• Parasolid (чтение/запись)
• ACIS (чтение/запись)
• IGES (чтение/запись)
• STL (чтение/запись)
• VRML (чтение/запись)

Подробнее о технологиях C3D

Геометрическое ядро C3D использует для описания геометрической формы набор поверхностей, проходящих по границе, отделяющей внутреннее пространство моделируемого объекта от остальной части пространства. Такой подход называют граничным представлением (B-Rep).

С помощью триангуляции граничное представление позволяет построить упрощённое представление модели, которое используется для визуализации и геометрических расчётов. Триангуляция в геометрическом ядре C3D выполняется по принципу Делоне в плоскости параметров поверхностей.

Связи элементов модели формулируют в виде уравнений и неравенств. Их называют геометрическими ограничениями (Geometric Constraints). Для поиска решения, удовлетворяющего уравнениям и неравенствам геометрических ограничений, ядро C3D использует вариационный подход, который обеспечивает равноправие всех связей. Геометрические ограничения обеспечивают взаимосвязь между элементами модели, позволяют создавать подобные модели и управлять геометрической моделью.

Применяемые в геометрическом ядре C3D математические объекты, методы и алгоритмы изложены в учебнике руководителя отдела разработки C3D Николая Николаевича Голованова «Геометрическое моделирование» от издательского центра «Академия», Москва, 2011 г.

Компания

В 1995 году компания АСКОН начала разрабатывать собственное геометрическое ядро, заложив основу для системы трёхмерного моделирования КОМПАС-3D. На протяжении 18 последующих лет ядро С3D развивалось в соответствии с запросами архитектурной и машиностроительной отраслей России и стран ближнего зарубежья.

В ноябре 2012 года математическое подразделение АСКОН было выделено в отдельную компанию C3D Labs, цель которой — развитие ядра геометрического моделирования C3D и выход с ним как с самостоятельным продуктом на мировой рынок.

Под руководством кандидата технических наук, Николая Николаевича Голованова, над математической и программной частью ядра C3D сегодня трудятся высоко квалифицированные специалисты — выпускники ведущих российских вузов, прошедшие строгий конкурсный отбор на знание профильных дисциплин и владение практическими навыками программирования в среде Visual Studio. Силами команды C3D Labs постоянно совершенствуются методы построения численных моделей геометрии, улучшается их программная реализация, пропагандируется клиентоориентированный подход к работе над проектами, а также предлагается гибкая система лицензирования компонентов C3D, учитывающая собственную бизнес-модель каждого клиента.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.