几何造型器C3D介绍

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苏联和俄罗斯数学流派独特的高水平在世界范围内得到普遍认可,但遗憾的是,其在我国领土上精确实现并获得全球认可的市场技术实施却寥寥无几。此类全球性成就包括 Nikolai Golovanov 与 3D-modeler 相关的工作,该工作多年前出现并开始作为 Askon 的 KOMPAS-3D 的几何核心,并且最近被广泛称为独立分布式 C3D 核心。

一、C3D历史

C3D是俄罗斯的三维建模引擎。

C3D Labs 由计算机辅助设计 (CAD) 领域经验丰富的经理、程序员和研究生级专家组成的团队领导。他们精通 С++ 编程语言,并具有出色的高等数学知识。他们成功地将他们的知识应用于实践,例如使用数值方法解决数学问题和实现 C3D 工具包中包含的 API。

Nikolai Golovanov 毕业于鲍曼莫斯科国立技术大学机械工程系,担任航天运载火箭设计师。毕业后,他开始在 Kolomna 工程设计局工作,该局当时雇用了 ASCON 未来的创始人 Alexander Golikov 和 Tatiana Yankina。在该局工作期间,Golovanov 博士开发了用于分析壳结构强度和稳定性的软件。

1989 年,Alexander Golikov 和 Tatiana Yankina 离开Kolomna,创办了一家私营公司 ASCON。虽然他们只是从一个电子绘图板开始,但即便如此,他们也已经有了三维参数化建模的想法。这个激进的概念最终将平面图纸变成了三维模型。ASCON 的创始人与 Nikolai Golovanov 分享了他们的想法,并于 1996 年开始在 ASCON 担任现职。今天,他继续在 C3D Toolkit中开发算法。

1995 年,俄罗斯领先的 CAD 和 PLM 公司 ASCON 开发了一种几何建模内核,该内核最初是为其自己的 CAD 系统设计的。在接下来的二十年里,ASCON 继续根据欧洲和亚洲客户的需求开发内核。2012 年,ASCON 的数学部门以 C3D Labs 的名义成为一家独立的公司。

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ASCON 创始人 Tatiana Yankina

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ASCON 是设计和数据管理工程软件的领先开发商,推出了几何核心 C3D – 创建设计系统 (CAD) 及其应用程序、计算系统 (CAE)、为 CNC 机器准备控制程序的系统 (CAM) 的关键组件),工艺流程建模。

C3D Toolkit是最初由ASCON Group开发的几何建模工具包,现在由 C3D Labs 开发,使用C++并用Visual Studio编写。C3D Toolkit 负责构建和编辑几何模型。它可以被其他公司许可用于他们的3D 计算机图形软件产品。通常使用 C3D Toolkit 的最广为人知的软件是计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM) 和计算机辅助工程(CAE) 系统。

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二、C3D基本功能介绍

作为软件开发工具,C3D Toolkit 执行3D 建模、3D 约束求解、多边形网格到B-rep转换、3D 可视化和3D 文件转换。它包含五个模块:

  • C3D Modeler 构建几何模型,生成模型的平面投影,进行三角测量,计算模型的惯性特性,确定模型元素之间是否发生碰撞;
  • C3D Modeler for ODA 通过开放设计联盟的 ODA 标准“OdDb3DSolid”API 实现高级 3D 建模操作;
  • C3D Solver 在几何模型的元素之间建立联系,并考虑正在编辑的模型的几何约束;
  • C3D B-Shaper 将多边形模型转换为边界表示(B-rep)体;
  • C3D Vision 使用数学仪器和软件以及工作站硬件控制 3D 模型的渲染质量;
  • C3D Converter 以各种标准交换格式读取和写入几何模型。

C3D Modeler 执行构建 2D 草图和全尺寸 3D 模型所需的所有几何计算。它使用边界表示 (b-rep) 方法来定义形状和构建基于 3D 物体的几何模型。对于构成 3D 实体,它使用曲面和曲线。在创建更复杂的装配体之前,它将生成的 3D 实体分组为构建块。

除了 b-reps,C3D Modeler 还支持几何模型的多边形表示。内核通过三角剖分构建多边形 3D 模型。边界表示和多边形模型的整体结构完全相同,但多边形模型通常由近似的板状和多边形状项目组成,因此便于计算和生成可视化。

当身体和框架被构建成几何模型时,它们会生成单独的构建日志。该系统记录所有采用的方法、采用的序列和输入的数据。日志使以后更容易编辑几何图形,然后使用新参数重建模型。有关对象几何的详细信息(以曲面、曲线和点的形式)保存在模型对象的拓扑元素中,例如小平面、边和顶点。每个对象的项目或整个对象的附加信息可以以属性的形式保存在它们内部。

C3D Modeler for ODA 提供了 ODA 平台和 C3D Modeler 之间的直接集成,允许 ODA 客户端使用 ODA 的标准“OdDb3DSolid”API 访问实体建模功能。C3D Modeler for ODA 快速扩展了 CAD 系统的基本功能。它通过一系列现成的构造方法和函数,以及几何建模的具体指南和使用内核的技术文档来实现这一点。该几何内核为您提供快速开发 3D 建模系统所需的基本功能,并提供与专有 2D 建模系统的兼容性。

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