C3D Labs, дочерняя компания АСКОН, 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 2D-редактирование 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.

О компании C3D Labs

C3D Labs разрабатывает инструменты для создания инженерного программного обеспечения, в том числе геометрическое ядро — ключевой программный компонент трехмерных САПР. Компания основана в 2012 году на базе математического подразделения АСКОН, работавшего над ядром с 1995 года, и сегодня входит в АСКОН как дочерняя компания. Резидент ИТ-кластера инновационного центра «Сколково».

Подробнее на сайте компании https://c3dlabs.com