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轻量化软件对比分析

发布时间:发布时间:2022-07-03 07:08:00 作者:英超直播在线观看     来源:英超直播点击量:35

  所谓三维可视化主要是指通过读取三维 CAD 格式文件来对产品设计模型进行查 看。这里的三维 CAD 格式文件分为两种,一种是原始 CAD 软件生成的数据格 式,另一种就是轻量化文件格式,是通过压缩原始 CAD 格式文件,变为只有原 格式 1/10 大小的文件格式。两种类型的数据文件都可以通过使用浏览器软件或 其他方式对原始产品三维造型图形进行查看、批注等便利互操作。

  其使用富于说服力的图像,克服了语言障碍。强大的三维可视化解决方案使协同 变得更加容易,企业各环节之间的沟通变得更加直观,对产品开发周期的缩短起 到了一定的辅助作用。

  国一家某设备制造商 IT 部门的项目经理认为:3D 数据的轻量级浏览与先前受到 书面文件交换流程的限制相比,大大加快了设计方案审核速度,并为跨部门共享 设计方案铺平了道路。

  对此,他解释说:事实很简单,每个人看到一种设计方案、对其进行审核,并 加入自己的意见--不论他使用的是什么系统,而且不需要 IT 技术人员帮助他做 集成--这加快了流程速度。如今,任何参与到其中的人员都能够对设计方案进行 审核并发表意见,设计时间也减少了。

  企业可视化应用在这里是非常重要的变更管理和批准流程工具。其他人员通过可 视化工具将自己的评论或建议以文本或图形的方式放在设计文档中,让设计人员 在第一时间发现问题解决问题,另外还能更早更直接的将他们的客户引入到产品 的设计定义阶段,同时也将供应链的合作伙伴和其它价值链上的成员引入开发流 程中。最终它们希望在第一时间做出正确的设计,压缩整个时间线,缩短业务流 程,加快产品投入市场的时间。 显然,目前三维可视化技术为我们带来了许多的利好。但在过去,三维可视化采 用的数据转换方式,其不准确和文件格式过大都影响了如 IGES、STEP 等曾经比 较流行的中间数据格式的发展,下面我们就来对这些逐渐走下三维可视化历史舞 台的数据格式进行一下简单的回顾。 1.2 早期三维可视化方式及存在问题 早期的三维可视化主要是将原始设计文件通过 CAD/CAM 软件来进行读取,但 是企业中所使用的软件又各不相同,各 CAD/CAM 软件基于历史原因及不同的 开发目的,部数据记录方式和处理方式不尽相同,开发软件的语言也不完全一致, 导致原始设计文件在不同的 CAD/CAM 软件中不能被交换与共享。

  为了改善此问题,国际上出现了一批具有代表性的数据交换标准格式,如的美国 的 IGES,ISO 的 STEP,德国的 VDAIS、VDAFS,法国的 SET 等等。产品设计 图档能够在不同 CAD/CAM 软件中进行浏览(见图一)。 针对 IGES 和 STEP 格式,德国 Pro STEP 做了一个关于曲面模型转换的对比测 试可以很直观的反应目前两种格式所存在的问题。其中有六个 CAD 软件系统参 加了测试,测试结果如下:

  ● 99.8%的曲面模型可以成功地采用 STEP 进行转换 ● 92.6%可以成功地采用 IGES 进行转换

  图二 此项对比测试可以更明显的看到,两种格式虽然对于三维可视化起到一定的辅助 作用,但无论 STEP 和 IGES 格式中任意一个都无法准确的完成曲面模型的数据 转换。

  另外两种格式的文件大小显得较为臃肿,并且需要大型的 CAD/CAM 软件系统 的读取支持等,不利于进行传播交流。这些不利因素使得我们对改变传统的三维 可视化方案需求迫切。

  随着技术的不断进步,信息化厂商纷纷推出各种新的三维数据交流及可视化方 案,目的是在保留基本三维模型信息的基础上,实现文件轻量化以及与三维软件 无关联性,来满足企业需求。

  各厂商都推出了能够进行三维可视化的轻量级 CAD 数据格式,具有典型代表性 的见表一。目前几乎所有的基于产品生命周期管理的软件厂商都有自己的三维可 视化解决方案,可见其重要性,这些厂商是根据自身的轻量化格式推出一系列解 决方案。

  各三维可视化的解决方案很多,所具备的功能与特点也各不相同(见表二)。有 的厂商只是针对自身推出的格式来进行解决方案的展开,另外还有个别厂家推出 了支持海量格式读取的浏览器,并且为其配备了其他浏览器所不具备的强大功 能。

  利用 CAD 供应商的轻量级格式和浏览技术的一个优势在于:它可以与原 CAD 软件集成,并调出丰富的产品信息,增强图像功能。所以,对于那些别无选择需 要在设计环节中与各式 CAD 软件协作的用户群而言,CAD 供应商的格式所带来 的工作效果是最佳的。另一方面,在营销或销售目的的协作方面,通过利用具备 广泛接收功能的格式,公司可以提供最佳服务。

  目前,轻量化三维可视化解决方案种类很多,软件厂商通过不同的技术手段实现 也不经相同,有基于功能强大的直接浏览器,有通过格式转换后进行三维可视化, 有通过为系统安装插件来解决可视化需求等,下面就针对这些解决方案进行逐一 介绍。

  随着产品复杂程度的日益提升,产品设计的原始图档也变得较为庞大,动辄上百 兆,很不利于文件的传阅。这就需要我们对原始设计 CAD 文档进行转换,将其 变为轻量化文件格式。转换生成 CAD 图档的轻量化格式,其方法主要分为两种, 一种是通过安装特定插件通过大型 CAD 软件系统进行转换,另一种则是通过厂 商推出的第三方转换软件进行转换。

  有了这些经过处理后的轻量化格式后,我们就可以对其进行便捷的传阅,针对格 式转换后文件的浏览方式同样也分为两种:第一种是通过三维可视化浏览器,第 二种是通过安装系统插件来实现,下面就对这两种不同的方式进行介绍。

  基于轻量化格式转换的三维可视化浏览器是指将转换后的格式文件以特定的浏 览器为载体进行读取。例如下图中的 U3D 与 JT 格式,从其浏览方式可以看到类 似这些格式的文件是依托特定的浏览器进行读取。下面就主要介绍下 Adobe 和 Siemens PLM 两家公司的三维可视化方案。

  图四 3.1Adobe PDF 浏览功能持续拓展 Adobe 公司推出的 Acrobat 3D 提供了一个主动性的应用环境以及很多通用 的数据格式支持,利用它能够从多种工具中导入 CAD 文件,并转换成 Universal 3D(U3D)格式,这样就能将各式各样主流 CAD 格式的 3D 图像转换汇入 Adobe PDF 档案中,大家可以通过 Adobe Reader(PDF 浏览器)来打开和使 用这些文件,且对产品能够进行旋转、缩放或断面等相对复杂的处理(见图五)。

  图五:使用 Adobe Reader 浏览三维图形 虽然 U3D 格式需要配合浏览器使用,但这对其并不造成影响,Acrobat 3D 以 及 U3D 最大的优势就在于,使用者不用下载特殊浏览软件,因为 Adobe Reader (PDF 浏览器)的拥有十分庞大的客户群,人们可以直接通过该软件直接进行

  查看。 随着 Adobe 公司三维可视化领域技术的发展,使得旗下软件 Adobe Reader 的浏览功能又得到了进一步的拓展加强。 3.2 Siemens PLM JT2GO 浏览器传播 JT 格式 由 JT 驱动的一组产品和过程围较广泛,涵盖三维数字化产品数据的整个生命周 期,从产品概念、产品设计、开发、制造一直到生命周期结束。经优化后的 JT 可以执行所有可视化任务。Siemens PLM 还提供了 JT2GO 三维可视化器为 JT 提供支持(如图六),为 JT 格式的传播起到了很大的辅助作用。

  图六:使用 JT2GO 浏览三维图形 当然,几乎每个厂商都会提供相应格式的浏览器,并不仅限于上述的两个厂商, 这些浏览器只能读取单一的或者极少量的文件格式,具有很大的局限性。但不能

  否认,为轻量化格式量身打造的可视化浏览器对格式的推广起到的很大的辅助作 用。 目前,普遍软件厂商推出的格式都能够使用微软的 WEB 浏览器进行浏览,显然 其传播性又得到了极大的提升,从而撬开了三维可视化的一个新的便捷领域。 通过为系统安装特定插件后,使这些轻量级格式转换文件能够通过 Web 浏览器 直接打开进行浏览。为了更好的进行企业间的交流,还可以把格式文件嵌入到 OFFICE 等办公软件中去,充分利用了 WORD、EXCEL 和的可编辑性和传阅性。 另外软件厂商为配合不同人群使用,也推出了配套三维可视化浏览器进行读取查 看(如图七)。如达索系统、Autodesk 等软件厂商。

  图七 3.3 达索系统 摆脱 CATIA 系统来查阅三维模型 3D XML 是一种通用的、轻量的、基于 XML 的格式。该格式可以与 Web 紧密 集成,使其具备了广泛的传播性。3D XML 高度压缩复杂数据,提供快速的文 件传输和缩短加载时间,同时保持交换文件的精确几何图形。

  企业可以通过这个技术在网上建立三维的零部件库,以便企业宣传,用来和供应 商交流。提高了信息交流以及协同工作的能力,人们不需要再安装庞大的 CATIA 系统来浏览数据文件,WORD、EXCEL、WEB 都成了它便捷的浏览载体。

  为了能够在 Internet 上显示 AutoCAD 图形,Autodesk 采用了一种称为 DWF (Drawing Web Format)的新文件格式。DWF 文件格式支持图层、超级、背 景颜色、距离测量、线宽、比例等图形特性。用户可以在不损失原始图形文件数 据特性的前提下通过 DWF 文件格式共享其数据和文件。其广泛推广需依托 Autodesk 所拥有的庞大的客户群体。

  当然,并不只是达索系统的 3DXML 和 Autodesk 的 DWF 格式能够基于 WEB 浏览器进行查看,很多软件厂商都涉足此地。厂商的竞争,产生了各式种类的 3D 图形文件格式与相应的浏览器插件的混乱局面。结束这些最好办法是微软在 它的 WEB 浏览器中预装一个或几个实时渲染插件,以至于互联网 3D 图形的观 看者不必花费时间去下载插件。然而,微软并未选中任何一家公司作为其合作伙 伴,也许在某一天微软会推出它自己的一整套解决方案,从而保持它在互联网 3D 图形领域中的霸权地位。

  基于轻量化格式的三维可视化具有很多优点,但大多都是针对各自的轻量化格式 展开解决方案,这样就造成了使用者的一些局限性。众多的软件厂商意味着摆在 人们面前的格式不会是单一的,为了解决此问题,出现了一些支持海量格式读取 的可视化浏览器。

  4 三维可视化 支持多种文件格式的直接浏览器 这类浏览器普遍具有的特点是能够读取多种数据格式,并且具备一些普通浏览器 所不具备的功能(见表二)。按照使用特点它们可以分为两种:第一种就是直接 可以对各类文件格式进行直接读取浏览,第二种就是先经过转换然后再进行读 取,同时支持多种文件格式的转换(见图八)。下面就对这类浏览方式的主要几 个供应厂商进行简单的介绍。

  图八 4.1 ORECL 任何格式文件都可以来 AutoVue 体验 在企业可视化方案这一新兴市场中,ORECL 公司推出了企业可视化解决方案 AutoVue,它的最大特点就是能够读取广泛的三维格式的文件,而无需通过专 业软件。它所提供的统一的独立界面以及应用工具包,可以浏览、标注、打印和 转换各种电子文档,并完全保留原始文档的完整性和安全性。还提供了基于网页 的浏览功能。除此以外,AutoVue 产品也可与文档管理 (PDM)、产品生命周期 管理(PLM)、企业资源计划 (ERP) 等系统集成,实现企业应用软件系统的可视 化,目前很多 PLM/PDM 的厂商都通过集成了 AutoVue 来实现其三维可视化解

  决方案(见表一),另外 AutoVue 的可视化解决方案的应用领域也很广泛,如 钢铁,石化,电力,基础设施等非 PLM 的领域都有用它来实现三维可视化。

  与 ORECL 的 AutoVue 不同的是,也就是我们提到的第二种三维可视化浏览解 决方案,通过支持多格式转换后进行读取的软件产品,下面就介绍几个比较有代 表性的 TransMagic、天喻的 InteVue 和的 eDrawings,他们都是基于多格式 转换的直接浏览。

  TransMagic 也是解决制造业互通操作之间所面临问题。提供多种格式转换功 能,使得模型能够在 3D CAD/CAM/CAE 系统之间快速转换。支持多种三维 CAD 模型文件格式的类型,并可以浏览、修复、交换 3D CAD 数据。

  由于当前 Internet 网络环境带宽的限制,基于三维数模的数据协同存在传输效 率低下的问题。为了提高共享协同效率,天喻公司提供了基于三维轻量化模型的 可视化协同解决方案(如下图),支持对 Pro/E、UG、CATIA、、SolidEdge、 Inventor 等三维模型的轻量化和可视化,并以通用接口支持与 PDM 的集成。 InteVue 首先将三维 CAD 模型转化成统一的、大小仅为原模型二十分之一的轻 量化模型,基于轻量化模型可实现三维可视化浏览与批注、三维虚拟装配、三维 装配动画、三维爆炸视图生成等。

  eDrawings 是一种极度压缩的、可通过电子发送的、自行解压和浏览的特殊文 件。通过安装 eDrawings Professional 直接从, AutoCAD , CATIA , UG, Inventor, Pro/ENGINEER ,Solid Edge 等发布 eDrawings。它对于任何需要与 设计团队的其他成员共享数据和协同工作的人来说都是一款理想的工具。用审阅 激活的 eDrawings 共享产品设计,可以让无数的接收者对您的产品设计数据提 供反馈,进行协作。

  PTC 在 09 年初推出了 Windchill Productpoint 可视化协同解决方案,在 Productpoint 中,浏览各种格式的三维模型成为其最基本的功能,因此也可猜 想,PTC 支持的三维可视化格式不再局限于 PVS,而是逐渐开放,有了更多的 外延。

  可以预知,一直致力于 JT2GO 浏览器的 Siemens PLM,也不会仅仅只满足于 目前所能浏览的几种格式,在不久的将来能看到它全新的功能。 另外,我们还可以看到国产的 PDM/PLM 普遍都采用了集成 AutoVue 浏览器来 实现其系统的三维可视化功能(见表四),基与其浏览器的强大功能,使整套系 统能够读取多种文件格式,为使用企业带来了极大的便利。

  表四 整个三维可视化领域可以说在不停的发展进步,从格式的笨重到轻巧,从支持少 量格式浏览到支持多种格式浏览,不断满足着客户对三维可视化的各种需求。

  目前,三维可视化通过平民化的可操作性和轻巧性,能够为企业领导、市场人员、 客户等非技术部门的人员提供充足的 3D 信息,使他们能够在工作中便利的利用 这些数据。企业设计与制造工程人员较早的接触到虚拟的数字化产品细节,并进 行沟通协调,对提高产品的品质,加快设计方案审核速度,以及保证产品的顺利 量产都有极大的辅助作用。

  但是,众多厂商的三维可视化解决方案势必会产生出大量的不同种类的格式文 件,这样对人们也会造成一定的困扰,这就需要软件厂商将各自的文件格式及浏 览器变得更加开发。另外,功能强大的产品一直以来都是人们目光聚集的焦点, 对软件也一样,针对三维可视化浏览器来说,那些只能读取少量格式的浏览器不 会很符合大众的口味,那么支持多格式的浏览器会拥有很大的市场潜力。

  随着三维可视化的发展,将来客户还可以更直接的参与产品定制,甚至到产品设 计阶段中来,人们的个性化需求将会在未来得到充分满足。