|
www.cadblog.pl www.cadglobe.com | Strona korzysta z plików cookies m.in. na potrzeby statystyk. Więcej >>>

stronę najlepiej oglądać z wykorzystaniem przeglądarki Chrome w rozdzielczości min. 1024 x 768 (zalecane 1280 x 1024)

Blog i czasopismo o tematyce CAD, CAM, CAE,     
systemach wspomagających projektowanie... 
    
 

© Maciej Stanisławski 2009
     
ul. Jeździecka 21c lok. 43, 05-077 Warszawa     
kom.: 0602 336 579     
  maciej@cadblog.pl     
2017 rok IX
   

  

>> Strona główna | Aktualności | CAD blog | Solid Edge blog | SolidWorks blog | CadRaport Historia CAD | Sprzętowo | W numerze | ArchiwumLinki Pobierz


    


Wydanie aktualne

nr 3-4(23-24) 2017
dostępny w pdf
, wydanie flash tutaj


Wydania archiwalne

nr 1-2(21-22) 2017
dostępny w pdf
, wydanie flash tutaj

nr 1-2(19-20) 2015
dostępny w pdf
, wydanie flash tutaj

numer 1(18) 2014
dostępny w pdf
, wydanie flash tutaj


numer 1(17) 2013
dostępny w pdf
, wydanie flash tutaj


numer 1(16) 2012
dostępny
w archiwum

numer 1(15) 2011
dostępny
w archiwum


numer 4(14) 2010
HD dostępny
w archiwum


numer 3(13) 2010
HD dostępny
w archiwum


numer 2(12) 2010
dostępny
w archiwum


numer 1(11) 2010 dostępny
w archiwum


numer 9(10) 2009
już dostępny
w archiwum


numer 8(9) 2009
już dostępny
w archiwum

 


Piątek, 29.08.2014 r.

Nie taki kernel straszny

Czym tak naprawdę jest geometryczny kernel? Czy każdy system CAD ma swój własny kernel? Czy problemy z wymianą danych między różnymi systemami inżynierskimi związane są właśnie z różnicami w kernelach?

 

Maciej Stanisławski

Wyczerpującą odpowiedź na te pytania można zapewne znaleźć na łamach książki autorstwa Dmitra Ushakova (pisownia ang.), która ukazała się kilka lat temu, pod tytułem „Wprowadzenie do matematycznego źródła CAD” (tłum. autora). Książka opisuje szczegółowo popularne kernele geometryczne, a większość interesujących danych zestawia w tabelach. Nawiasem mówiąc, autora książki (wywodzącego się z LEDAS, a obecnie prezesa Bricsys Technologies Russia) do jej napisania zainspirowało „zamieszanie” wokół kernela SolidWorks (a konkretnie planowanej zmiany z Parasolid na CGM – CATIA Geometric Modeller). Proszę się jednak nie obawiać, nie podejmę się tutaj streszczania dzieła rosyjskiego autora, spróbuję jedynie odpowiedzieć na powyższe pytania.

Kernel geometryczny to baza, główny komponent (jądro) systemów modelowania, wykorzystywany przez każdą aplikację CAD (2D i 3D). Zawiera procedury tworzące, modyfikujące i przetwarzające dane projektowe. Wspólny element bazowy w różnych aplikacjach pozwala na łatwą wymianę danych opartych na jednym formacie plików, a dopracowane algorytmy są gwarancją stabilności i szerokich możliwości dla takich aplikacji.

Kernele dostarczane są przez producentów w postaci bibliotek procedur, które mogą być stosowane w systemach CAD/CAM/CAE i innych specjalistycznych aplikacjach wymagających zaawansowanych możliwości modelowania bryłowego. Dopiero dodanie do kernela interfejsu użytkownika tworzy z niego program użytkowy – np. klasy CAD. (1)

Rys. Przykład struktury kernela tworzącego system CAD 3D na bazie C3D firmy ASCON, źródło: Ascon

Najpopularniejsze kernele – ACIS i Parasolid – opracowane zostały blisko 30 lat temu, a i większość pozostałych jest już pełnoletnia. W dziedzinie technik informatycznych – to cała epoka. W tym czasie oczywiście kernele te były rozwijane, ale zdaniem niektórych specjalistów (zwłaszcza tzw. „młodych gniewnych”) nie są w stanie w wystarczający sposób wykorzystywać obecne możliwości zarówno systemów operacyjnych, jak i sprzętu komputerowego. Stąd coraz częstsze poszukiwanie nowych rozwiązań. Chociaż trzeba przyznać, że wbrew takim opiniom, „staruszek” Parasolid wydaje się trzymać bardzo mocno, a wprowadzenie np. Technologii Synchronicznej do rozwiązań Siemens (bazujących przecież na Parasolid) dało mu wręcz drugą młodość.

Wśród dostępnych obecnie na rynku kerneli możemy wyróżnić (w kolejności alfabetycznej) m.in.:
• ACIS – opracowany przez Spatial Corporation (która obecnie jest częścią Dassault Systemes), wykorzystywany przez wiele systemów CAD (vide tabela),
• ASM (Autodesk ShapeManager) – który powstał w 2001 roku na bazie ACIS (w wersji 7.0), a wykorzystywany jest w systemach Autodesk,
• C3D – opracowywany od połowy lat 90. przez rosyjską grupę Ascon, stanowiący jądro systemu KOMPAS 3D. Od 2012 roku można nabyć jego licencję i na tej bazie tworzyć własne rozwiązania,
• CGM (Convergence Geometric Modeler), który rozwijany jest przez Dassault Systemes i na którym obecnie bazują rozwiązania 3DS (jak SOLIDWORKS Mechanical Conceptual i CATIA V6),
• Granite – będący własnością i rozwijany przez PTC (znajdziemy go nie tylko w Pro/E, ale także w linii produktów Creo),
• Parasolid – opracowany przez ShapeData, a obecnie będący własnością Siemens (stanowi jądro systemów Solid Edge i NX),podobnie jak ACIS wykorzystywany przez wiele rozwiązań CAx (w tym DS SolidWorks),
• RGK – Russian Geometric Kernel, projekt stworzenia „narodowego geometrycznego rosyjskiego kernela”, w który zaangażowani są m.in. naukowcy z moskiewskiej politechniki, a finansowany z rządowych pieniędzy,
• Romulus – prawie zapomniany, wydany w 1982 roku (to już trzy dekady temu!), licencjonowany przez Siemens i HP,

i kilka innych, przede wszystkim – opracowywanych na potrzeby własnych rozwiązań przez producentów systemów np. klasy CAM (jak VisualMILL z oferty Datacomp, czy Delcam).

Warto tutaj wymienić jednak jeszcze jeden – Open CASCADE – bezpłatnie licencjonowany kernel modelowania geometrycznego, rozwijany przez Open CASCADE SAS (http://www.opencascade.com/). Nawiasem mówiąc, ciekawe, czy na jego bazie doczekamy się kiedyś polskiego rozwiązania CAD.

W zamieszczonej poniżej tabelce znajdą Państwo przykłady oprogramowania CAD/CAM/CAE i wykorzystywanych przez nie kerneli...

 

Nazwa systemu

Producent

Rodzaj

Kernel 3D

4MCAD IntelliCAD

4M S.A., Grecja

CAD

Open CASCADE

Adams

MSC Software, USA

CAE

Parasolid

ADINA Modeler

ADINA R&D Inc., USA

CAE

Parasolid i Open CASCADE

Alibre Design

3D Systems, USA

MCAD

ACIS

Allplan

Nemetschek AG, Germany

BIM

SMLib

ANSYS

ANSYS Inc., USA

CAE

ACIS i Parasolid

ARES (a także DrafSight)

Graebert, Niemcy

CAD

ACIS

AutoCAD

Autodesk, USA

CAD, GIS

własny kernel (ASM) zgodny z ACIS

Autodesk Inventor

Autodesk, USA

MCAD

własny kernel (ASM) zgodny z ACIS

Autodesk Moldflow

Autodesk, USA

CAE

Parasolid

Autodesk Revit Architecture

Autodesk, USA

AEC/BIM

własny kernel (ASM) zgodny z ACIS

bonzai3d

AutoDesSys, USA

CAD

własny kernel i ACIS

Bricscad

Bricsys NV, Belgia

AEC, MCAD

ACIS

CATIA

Dassault Systemes, Francja

CAD/CAM/CAE

CGM

Creo (następca Pro/Engineer)

Parametric Technology, USA

MCAD

GRANITE

Creo Elements/Direct Modeling (dawniej CoCreate)

Parametric Technology, USA

CAD

ACIS

Edgecam

Planit Software, Wielka Brytania

CAM

Parasolid i GRANITE

ESPRIT

DP Technology Corp., USA

CAM

Parasolid

form-Z

AutoDesSys, USA

CAD

własny kernel i ACIS

FreeCAD

społeczność

CAD

Open CASCADE

GibbsCAM

Cimatron, Izrael

CAD/CAM

Parasolid i GRANITE

GstarCAD

Suzhou Gstarsoft Co., Ltd, Chiny

CAD

ACIS

IRONCAD

IronCAD LLC, USA

MCAD

ACIS i Parasolid

KeyCreator

Kubotek USA Inc., Japonia i USA

CAD

ACIS

KOMPAS-3D

ASCON, Rosja

MCAD

własny kernel (C3D)

Mastercam

CNC Software, USA

CAD/CAM

ACIS

Masterwork

Tecnos G.A., Włochy

CAM

Open CASCADE

MicroStation

Bentley Systems, USA

AEC

Parasolid (wcześniej używano ACIS)

Moment of Inspiration

Triple Squid Software Design, USA

CAD

SOLIDS++

NX

Siemens PLM Software, Niemcy i USA

CAD/CAM/CAE

Parasolid

Patran

MSC Software, USA

CAE

Parasolid

Power NURBS

Ideate Inc., USA

CAD

SOLIDS++

PowerSHAPE

Delcam plc, Wielka Brytania

CAD/CAM

Parasolid

progeCAD

progeCAD Srl Uninominale, Włochy

CAD

ACIS

Radan

Planit, Wielka Brytania

CAD/CAM

ACIS

Rhinoceros

Robert McNeel and Associates, USA

CAD

SOLIDS++

Shark LT

Encore, USA

CAD

ACIS

SmartCAM

SmartCAMcnc, USA

CAM

ACIS

Solid Edge ST

Siemens PLM Software, Niemcy i USA

MCAD

Parasolid

SolidWorks

Dassault Systemes, Francja i USA

MCAD

Parasolid

SpaceClaim

SpaceClaim Corp., USA

MCAD

ACIS

STAR-CCM+

CD-adapco, UK-USA

CAE

Parasolid

T-FLEX

Top Systems, Russia

MCAD

Parasolid

ThinkDesign

Versata, USA

MCAD

własny kernel

TopSolid

Missler Software, Francja

CAD/CAM

Parasolid

TurboCAD

IMSI/design, USA

MCAD

ACIS

ZW3D (wcześniej VX CAD/CAM)

ZWCAD Software, Chiny

MCAD

własny kernel VX Overdrive

ZWCAD

ZWCAD Software, Chiny

CAD

ACIS

Tabela 1.

Popularne systemy CAx, ich producenci i wykorzystywane kernele (2)

 

Kernel a problemy wymiany danych...

Prawdopodobnie, gdyby wszystkie aplikacje CAD wykorzystywały ten sam kod źródłowy, a różniły się tylko interfejsem użytkownika, problem wymiany danych między systemami przestałby istnieć. A jednak trudności można spotkać także w przypadku wymiany danych między aplikacjami bazującymi na tym samym kernelu. Jest to konsekwencją zmian i implementacji dokonywanych w kernelach przez producentów systemów CAx, ale nie tylko.

 

Open CASCADE – licencja tego kernela udostępniana jest bezpłatnie wszystkim zainteresowanym, wraz z dużą ilością bibliotek i dodatkowych aplikacji ułatwiających stworzenie własnego systemu CAD 3D. Idealnym przykładem tego ostatniego jest bezpłatny FreeCAD. Kernel Open CASCADE można pobrać ze strony: http://www.opencascade.org/

 

Niektórzy producenci starali się rozwiązać ten problem, opierając swoje aplikacje CAD na dwóch kernelach np. OpenCASCADE i Parasolid, ACIS i Parasolid. Wydawać by się mogło, że szczególnie w przypadku tego ostatniego połączenia (spotykanego np. w IronCAD) powinno to rozwiązać problem wymiany danych, jednak nie do końca. Wynika to po części ze sposobu interpretowania danych geometrycznych przez kernele – zapewnienia ciągłości między krawędziami, powierzchniami modelu itp. Dlatego niektórzy producenci systemów bazujących na swych autorskich, własnych kernelach, decydują się zapewnić bezpłatne translatory, gwarantujące bezproblemową wymianę danych między ich systemem, a modelami tworzonymi lub poddawanymi dalszej „obróbce” w innych środowiskach. Dobrym przykładem jest tutaj DELCAM – na stronie producenta można pobrać bezpłatną aplikację, zapewniającą m.in. obsługę formatów zgodnych z Parasolid.

W imponujący sposób kwestie wymiany danych rozwiązano w systemach Solid Edge i NX, opartych na Parasolid. Siemens implementując do nich swoją Technologię Synchroniczną, pozwalającą m.in. na modelowanie z pominięciem historii operacji (przy zachowaniu parametryczności modelu), rozwiązał jednocześnie problem importu modeli z innych systemów. Okazuje się, że nie trzeba sięgać od razu po nowy kernel, by znacząco podnieść możliwości swojego oprogramowania. A jednak inni producenci zdecydowali się na taki krok...

Maciej Stanisławski

(dokończenie w kolejnym wydaniu e-czasopisma CADblog.pl – jeszcze w tym roku :))


Przypisy:

1) Piotr Knyziak. Porównanie najważniejszych kerneli rynku CAD/CAM/CAE, http://wektor.il.pw.edu.pl/~pk/kernele2.pdf

2) Dmitry Ushakov. Russian National 3D Kernel, isicad.net

 

O kernelach na CADblog.pl...

Formaty wymiany danych: ACIS

Co zamiast Parasolid?

 

Więcej o kernelach:

http://gfxspeak.com/2013/06/06/does-the-cad-world-need-another-geometry-kernel/

http://levindavid.blogspot.com/2011/02/first-ever-full-history-and-overview-of.html

 

Historia systemów CAD/CAM/CAE na CADblog.pl tutaj

 

Share
 


 [ powrót na stronę główną ]

reklama


 


 

Blog monitorowany przez:


 


 

 


| reklama | redakcja | dane kontaktowe | prenumerata |
© Copyright by Maciej Stanisławski. Publikowane materiały są objęte prawem autorskim.
Przedruk materiałów w jakiejkolwiek formie tylko za wcześniejszą zgodą autora.  
webmaster@skladczasopism.home.pl. Opracowanie graficzne: skladczasopism@home.pl
CADblog.pl jest tytułem prasowym  zarejestrowanym w krajowym rejestrze dzienników i czasopism
na podstawie postanowienia Sądu Okręgowego Warszawa VII Wydział Cywilny rejestrowy Ns Rej. Pr. 244/09
z dnia 31.03.2009 poz. Pr 15934