Компания C3D Labs представляет C3D Toolkit 2020, новую версию набора инструментов для разработки инженерного программного обеспечения. В релизе обновлены все пять компонентов: геометрическое ядро C3D Modeler, параметрический решатель C3D Solver, конвертеры данных C3D Converter, модуль визуализации C3D Vision и модуль преобразования полигональных сеток в твердотельные модели C3D B-Shaper.
Тесно связанные между собой они составляют целостное решение для создания настольных, мобильных и облачных 3D-приложений.
В релизе 2020 нашли отражение потребности разных софтверных рынков, и сегодня C3D Toolkit предлагает мощный инструментарий как для разработки классических CAD/CAM/CAE-систем, так и для инновационных продуктов в сфере BIM, VR, 3D-сканирования, цифрового производства.
Ключевые приобретения новой версии связаны с поверхностным, твердотельным и листовым моделированием, прямым редактированием 2D-геометрии, 3D визуализацией, интероперабельностью.
Поверхностное моделирование
В геометрическом ядре C3D Modeler 2020 основной упор сделан на развитие функциональности сложного поверхностного моделирования, которую традиционно относят к «тяжелому» классу. Она открывает путь к решению САПР-задач в авиационной промышленности, двигателе- и судостроении.
Реализовано построение кривых с плавным изменением кривизны и их редактирование с помощью геометрического определителя.
Реализовано построение поверхностей конического сечения. Сечение этих поверхностей может меняться в процессе движения вдоль опорной кривой по заданному закону и иметь форму окружности, дуги эллипса, параболы, гиперболы, заданного сплайна, отрезка прямой. Поверхности конического сечения могут гладко стыковаться с заданными поверхностями.
Эквидистантные кривые доработаны так, чтобы задавать разные смещение на краях кривых и закон изменения смещения (постоянный, линейный или кубический). Аналогично доработаны и эквидистантные поверхности.
Функция продления граней теперь работает для нескольких граней одновременно. Разработан метод, объединяющий гладко стыкующиеся грани в одну грань.
Каждая грань построена на отдельной поверхности
Грани объединены с помощью общей поверхности
В поверхности по сети кривых в качестве сетки можно задавать контуры. Для лучшего сопряжения соседних участков изменена внутренняя параметризация поверхности.
Поверхность по сети кривых
В кинематической операции добавлен режим явного управления формой – по нормали к поверхности направляющей.
Кинематика телом
Кинематика по нормали к поверхности
В поверхности по сечениям появилась опция «купол»: если крайние (начальное и\или конечное) сечения поверхности являются точечными или вырожденными в точку, можно управлять формой поверхности с помощью коэффициента и вектора, задаваемого, например с помощью управляющей плоскости.
Поверхность по сечениям, купол
Твердотельное моделирование
В операции сечения оболочки добавлено управление продлением режущей поверхности.
В срединной оболочке появилась возможность задания диапазона толщин.
Срединная оболочка
Моделирование листовых тел
C3D Modeler содержит уникальную для геометрических ядер функциональность листового моделирования. В версии 2020 разработан новый метод штамповки листового тела другим произвольным телом.
Штамповка листового тела другим телом
Добавлена операция сгиба по криволинейным ребрам.
Сгиб по криволинейным ребрам
Преобразование полигональных сеток в B-Rep
Модуль C3D B-Shaper, впервые выпущенный в прошлом году, ожидаемо привлек внимание рынка. Он преобразует тяжелые полигональные модели в твердотельные с граничным представлением (B-Rep) для их оптимального использования (редактирования, отображения и т.д.) в различных 3D-приложениях. Потенциально B-Shaper встраивается в технологии реверс-инжиниринга, BIM, VR, топологической оптимизации.
За год использования модуля в пользовательских приложениях поступил большой поток моделей для проверки алгоритмов и выявления проблем с получением качественного результата преобразования.
С учетом обратной связи от рынка в версии 2020 реализован упрощенный режим построения модели B-Rep: в случае, если из-за погрешностей входных данных и неточности распознавания не удается построить общее ребро между соседними гранями, то будут построены граничные ребра. Упрощенный режим разработан прежде всего для задач визуализации.
Результат работы упрощенного режима построения B-Rep
Прямое редактирование 2D-геометрии
В параметрическом решателе C3D Solver возможности драггинга пополнились динамической трансформацией – преобразованием по матрице, включающим в себя вращение, перемещение и масштабирование части чертежа. Она работает в режиме реального времени и позволяет распознать неподвижную и подвижную части чертежа, минимизируя последнюю. Подготовка такого драггинга и его исполнение объединены в одном вызове API.
Динамическая трансформация
Интероперабельность
Формат JT считается одним из самых современных на рынке, поэтому его полноценная поддержка имеет большую ценность для разработчиков инженерных приложений. В модуле конвертации данных C3D Converter 2020 реализовано чтение атрибутов из формата JT за счет доступа к метаданным данных файлов и организована передача контрольных характеристик моделей (объем, площадь поверхности, плотность и масса) в форматах STEP и JT.
Сетки в C3D и JT устроены по-разному, и раньше C3D Converter мог быстро записывать только сетки без топологии. В результате глубокой переработки алгоритма преобразования сеток в новой версии конвертеров передача топологии сочетается с быстродействием экспорта в формат JT.
Экспорт в формат JT
Расширяется чтение PMI в импортируемых 3D-моделях: добавлено чтение внедренных в формат JT шрифтов, что позволяет корректно отображать все PMI-данные. Решена задача передачи PMI через формат C3D путем маркировки геометрических объектов PMI специальными атрибутами и предоставления пользователям возможностей по подстановке шрифтов, в первую очередь, для формата STEP (сам формат C3D работу со шрифтами не поддерживает).
Чтение внедренных в JT шрифтов
3D визуализация
Разработанный для инженерных 3D-приложений движок C3D Vision нацелен, в первую очередь, на точность отображения геометрических построений и высокую производительность при работе с большими моделями.
В версии 2020 впервые реализованы интерактивные инструменты типа манипуляторов. Базовый класс манипуляторов называется SceneWidget, он применяется как отдельно, так и в составе процессов редактирования объектов. Среди разработанных манипуляторов:
- активный манипулятор Hot-point, виджет с определенным представлением и поведением
- манипуляторы направления реализуют сдвиг по указанной оси
- манипуляторы поворота реализуют вращение вокруг осей.
Применение манипуляторов в приложении
Доработан выбор геометрических объектов с помощью рамки: добавлена возможность селектировать и масштабировать рамкой. При селектировании доступны как объединяющая, так и секущая рамки, а также их совокупности – слева направо и справа налево.
Селектирование рамкой
Масштабирование рамкой
Всего в C3D Toolkit 2020 насчитываются десятки новых разработанных методов, сотни улучшений и доработок имеющихся команд. Хотите узнать о них подробнее? Смотрите запись онлайн-презентации.
