Технология LEDAS Geometry Comparison
LEDAS Geometry Comparison позволяет легко и удобно сравнивать отдельные 3D модели и составленные из них сборки. Результат сравнения LGC представляет понятным для пользователя способом, указывая группы отличающихся граней. Кроме того, технология LGC сопоставляет друг другу идентичные грани двух моделей, восстанавливая ассоциативность и позволяя легко переносить из одной модели в другую информацию, связанную с гранями: атрибуты, параметры, ограничения сборки и пр. Если положение одной из моделей было изменено сдвигом или поворотом, LGC возвращает модели в одинаковое положение, и проводит более корректное сравнение геометрии в этом положении.
Технология LGC доступна для лицензирования в виде компонента. Любой разработчик инженерного ПО может теперь интегрировать программный компонент LGC в свое приложение, используя простой программный интерфейс, и тем самым предоставить своим пользователям новые функциональные возможности.
Технология LGC не зависит от конкретного формата 3D данных. На данный момент LGC поддерживает основные независимые форматы данных CAD, такие как STEP и IGES, а также некоторые закрытые форматы данных популярных САПР и геометрических ядер. Код технологии является кросс-платформенным, для загрузки доступны дистрибутивы для Windows и Linux в 32- и 64-битных версиях. Опционально предоставляется возможность использования параллельных версий LGC на основе интерфейса MPI, которые лучше всего подойдут для использования технологии в облаке.
ЛЕДАС готов сотрудничать с разными компаниями, от лидеров рынка до стартапов, и предлагает льготные условия лицензирования первым лицензиатам LGC. Технология LGC будет особенно полезна в следующих сценариях:
- При работе внутри одной компании LGC позволяет легко определять и анализировать изменения в моделях, полученных от других сотрудников и из других отделов;
- При работе с контрагентами LGC позволяет легко контролировать изменения в моделях, полученных из другой компании, что особенно важно в случаях, когда при передаче модели претерпевают конвертацию из других форматов данных;
- При автоматическом тестировании кода, порождающего 3D модели (САПРы, конвертеры, геометрические ядра и т.п.) LGC позволяет определять, в каких именно тестовых моделях произошли изменения и насколько они значимы.
ЛЕДАС предлагает заинтересованным компаниям провести пробную интеграцию компонента LGC в их программное обеспечение. Запрос на предоставление компонента LGC на пробную интеграцию можно адресовать на info@ledas.com. Пробная интеграция LGC ограничена по времени, она не налагает никаких обязательств, кроме подписания соглашения о неразглашении конфиденциальной информации. Условия коммерческого лицензирования технологии LGC основаны на ежегодных лицензионных платежах. Точные условия лицензирования высылаются по запросу.
Подробное техническое описание
Введение
Технология LEDAS Geometry Comparison (LGC) решает задачу поиска отличий между двумя трехмерными моделями в пределах установленного допуска.
Трехмерные модели, используемые в промышленности, – это объекты с длительным жизненным циклом. Обычно с ними работают группы конструкторов, инженеров и технологов. При современных тенденциях к специализации, глобальной кооперации и аутсорсингу количество людей, работающих над одной моделью, значительно увеличивается. Сегодня 3D-модели переиспользуются во многих сборках и производных продуктах, что делает их жизненный цикл более продолжительным, чем раньше. В связи с этим управление геометрией модели и поиск отличий между моделями становятся особенно актуальными.
При сравнении двух похожих трехмерных моделей важно понять, является ли разница между ними существенной или ее можно не принимать в расчет. Отсюда следует, что сравнение 3D-моделей принципиально отличается от простого текстового сравнения, когда только полностью идентичные тексты считаются одинаковыми. Геометрическое сравнение позволяет обнаруживать даже самые мелкие отличия, которые будут незаметны для человеческого глаза.
Один из сценариев использования LEDAS Geometry Comparison – отслеживание изменений модели в течение ее жизненного цикла. Другая область применения – обеспечение качества кода, который использует геометрические вычисления для создания 3D-моделей. Разработчики, пишущие такой код, заинтересованы в его автоматическом тестировании. Как правило, такое тестирование состоит в отслеживании изменений в выходных данных. Это можно сделать, применив LEDAS Geometry Comparison для сравнения модели, сгенерированной тестируемым кодом, с некоторой эталонной с моделью.
До некоторых пор сравнение геометрии проводилось в основном с помощью булевых операций вычитания, как это сделано, например, в геометрических ядрах Parasolid и ACIS. Разница между трехмерными телами устанавливается путем вычитания объема одного тела из другого. В ЛЕДАС решили разработать новую инновационную технологию геометрического сравнения, которая была реализована в LEDAS Geometry Comparison.
Приложения
Обеспечение интероперабельности в CAD/CAM/CAE
3D-модель может модифицироваться на разных этапах своего жизненного цикла:
- Пользователи CAD задают и изменяют геометрию модели
- Пользователи CAM вносят изменения в модель в соответствии со спецификациями и ограничениями производственных процессов
- Пользователи CAE удаляют несущественные элементы модели перед тем, как они будут преобразованы в полигональные сетки для оптимизации вычислений, что требует контроля точности
LGC позволяет каждому участнику процесса проектирования и производства видеть, что было изменено их смежниками.
Сравнение версий в PDM системах
Поддержка версионности моделей (ревизий) является базовой концепцией в любой PDM (product data management) системе. Несмотря на это, многие PDM системы не предоставляют пользователям информацию о реальных различиях между версиями. Лицензирование LGC позволит обладателям PDM систем выполнять сравнение версий и выявлять различия между ними.
LGC оптимизирован для пакетной обработки большого количества файлов и особенно быстро определяет совпадение геометрий. Возможность параллельной обработки в облаке делает его идеальным для обработки больших данных.
Автоматизированное тестирование ПО для геометрического моделирования
Автоматизированное тестирование – это надежное средство обнаружения ошибок, гарантирующее качество кода. Оно хорошо работает в случае, когда программа печатает текст: легко убедиться, что выдаются те же результаты, что и на предыдущей версии исходного кода. Но задача сильно усложняется при работе с кодом, который создает геометрию, а не текст. Каким образом можно легко и просто сравнивать геометрические данные?
Являясь инструментом для сравнения геометрии, LGC идеально подходит для решения задачи автоматизации тестирования кода, создающего геометрические данные: геометрических ядер, конвертеров данных, инструментов тесселяции и библиотек моделирования. Его использование выводит ваши процессы обеспечения качества программного обеспечения на новый уровень.
Технология
Выявление различий в 3D CAD моделях
LEDAS Geometry Comparison (LGC) показывает различия между похожими геометрическими моделями примерно в таком виде, как это выглядит при сравнении версий текста, например, в Microsoft Word.
LGC использует контроль точности, чтобы отделить существенные отличия от небольших отклонений, возникающих при преобразовании импортированных моделей. Если разница обнаруживается только на некотором участке грани (а остальная часть этой грани соответствует грани на другом теле), то LGC подсвечивает только отличающуюся область. Все выявленные отличия предоставляются пользователям в виде списка с возможностью просмотра конкретного отличия.
Если одна модель сдвинута или повернута относительно другой модели, то LGC сначала вычисляет преобразование для перевода моделей в одинаковое положение в пространстве, а затем выполняет сравнение.
Сопоставление граней двух 3D-моделей
После того как модель была изменена, она может выглядеть очень похожей на оригинал, но при этом, как правило, невозможно установить соответствие идентичных граней двух версий модели друг другу. Например, если исходная модель является компонентом сборки, ее невозможно автоматически заменить на измененную модель. Это связано с тем, что ограничения в сборках применяются к конкретным граням, а в процессе редактирования модели информация, использующаяся для идентификации граней, теряется.
LGC восстанавливает сопоставление граней двух моделей и представляет результат в виде отчета. Кроме того, LGC переносит атрибуты граней (цвета, прозрачность, текстуры и физические параметры) из исходной модели в измененную, восстанавливает ограничения и обновляет сборки.
Надежные и быстрые параллельные вычисления в облаке
Причиной, побудившей нас к созданию LGC, была назревшая потребность в решении, которое было бы намного быстрее и надежнее, чем существующее программное обеспечение от конкурентов. Сравнение геометрии в распространенных САПР системах основано на булевых операциях, известных своей нестабильностью; сравнение моделей, содержащих всего лишь тысячу граней, может длиться почти час. В отличие от них, одноядерный экземпляр LGC сравнивает такие модели за несколько секунд, а затем выдает отчет обо всех найденных несовпадениях и сопоставленных гранях.
LGC был разработан с самого начала как параллельное, многопоточное, многопроцессное программное обеспечение для работы в облаке. Инсталляция LGC, работающая в облаке Amazon, показала впечатляющие результаты: она была до 5–6 раз быстрее на 8 ядрах и до 15 раз быстрее на 32 ядрах, чем последовательная одноядерная версия.
Предпосылки создания
Команда ЛЕДАС имеет многолетний опыт исследования и разработки булевых операций благодаря участию в проекте «Русское геометрическое ядро» (Russian Geometric Kernel, RGK). Мы хорошо знаем недостатки и узкие места реализации. В частности, булевы операции не очень надежны в сложных случаях из-за использования так называемого графа пересечений. Он определяет, каким образом должны быть объединены части исходного тела, чтобы получить результирующее тело с правильной топологией – без самопересечений, неограниченных граней, висячих ребер и т.д.
Мы разработали способ, позволяющий определить, какие части одной модели лежат в пределах допуска другой модели (а какие нет) без построения графа пересечений.
Этот подход лежит в основе нашей инновационной технологии, которая сравнивает трехмерную геометрию без применения нестабильных булевых операций. Вместо этого используется сочетание мощных методов, включающих иерархии ограничивающих объемов, идентификацию и сопоставление похожих объектов и процедуры локального поиска.
Специалистам в области трехмерной геометрии известно, что существует два уровня геометрического представления: топология, имеющая дело с гранями, ребрами и вершинами, и базовая геометрия, описывающая поверхности и кривые, определяющие форму граней и ребер. Относительно легко сопоставить топологии двух 3D-моделей: для каждого элемента ищется его аналог, и если не существует аналога некоторого элемента, то разница обнаруживается на топологическом уровне. Сложнее найти разницу (или убедиться, что отличий нет), основываясь на базовой геометрии и заданных допусках. Решение, разработанное в ЛЕДАС, позволяет обнаруживать несовпадения как на топологическом, так и на геометрическом уровнях.
Также важно, в каком виде информация предоставляется пользователю. Некоторые приложения изображают отличия множеством точек одной модели, которые не принадлежат второй модели. В других системах отмечаются грани модели, для которых нет соответствия во второй модели. Подход, который используется в LGC, более информативен: мы показываем все грани и части граней, выходящие за пределы допуска второй модели; для остальных граней или их частей мы выдаем идентификаторы совпадающих граней.
Такое представление результатов удобно и для пользователя, и для программного обеспечения, которое обрабатывает выходные данные через API.
Почему стоит выбрать LGC?
Модель разработана Luciano Frias
Программное обеспечение от ЛЕДАС обладает тремя преимуществами: технология, производительность и цена.
Технология
Описанные выше достоинства нашей технологии убедительно доказывают преимущество LGC по сравнению с аналогами, предлагаемыми другими разработчиками программного обеспечения.
Производительность
LGC – одно из самых быстрых решений на рынке. Его десктопная версия во много раз быстрее известных конкурентов благодаря созданному нами алгоритму, в котором не используются булевы операции. Технология ЛЕДАС параллельна по своей природе, поэтому параллельная версия LGC работает в 10-100 раз быстрее, чем десктопная версия.
Цена
Существующие рыночные решения в специализированной нише геометрического сравнения стоят от 1000 до 10000 долларов за инсталляцию, что является слишком высокой ценой для многих потенциальных клиентов.
ЛЕДАС снижает этот ценовой барьер, поставляя LGC как компонент программного обеспечения по цене, которая делает его доступным для гораздо большего числа пользователей.
Суммируя вышесказанное, перечислим все преимущества инновационной технологии LEDAS Geometry Comparison:
- В ней реализован стабильный и надежный подход, в отличие от ресурсоемкого программного обеспечения, основанного на классических булевых операциях
- Она во много раз производительнее аналогов благодаря уникальным алгоритмам, которые изначально ориентированы на параллельные вычисления
- Она обеспечивает максимально информативный вывод результатов через удобный графический интерфейс и API
- Она распростаняется как компонент, который можно лицензировать и интегрировать в любое программное обеспечение
- Ее цена намного ниже цен наших конкурентов в области геометрического сравнения