Разработчик геометрического ядра C3D
Одна из задач в разработке современных программных продуктов — снижение порога вхождения. Ее решением может быть, например, документация, снабженная большим количеством примеров, развитая техподдержка или возможность использования продуктов на нескольких языках программирования.
Рассмотрим процесс создания обертки для библиотеки геометрического ядра C3D Labs.
Продолжаем серию постов о сложной математике, которую невозможно описать простыми словами. В этот раз мы поговорим о функционале поверхностного моделирования в геометрическом ядре C3D Modeler – поверхности по сети кривых.
Заранее предупреждаем. Дальше вам встретится множество геометрических терминов и формул. А кто говорил, что будет легко?!
О различных аспектах построения поверхности по сети кривых, а также полезных для ее практической реализации тонкостей, рассказывает Павел Егоров, математик-программист в C3D Labs.
Поверхность по сети кривых является ценным инструментом в инженерном проектировании геометрических объектов со сложными обводами. Она образуется двумя семействами кривых, которые, взаимно пересекаясь, образуют сетку фрагментов, имеющую матричную структуру. Помимо точного прохождения через ее образующие кривые поверхность по сети кривых также позволяет задавать для них значения производных, что оказывается очень полезным для обеспечения различных типов граничных условий. На рисунке 1 показана поверхность, построенная по двум кривым в каждом направлении и использующая данное свойство для обеспечения касательного сопряжения с другой поверхностью.
В конце 2021 года мы инициировали процесс портирования геометрического ядра C3D Labs на отечественную платформу «Эльбрус». В этой заметке мы хотим рассказать об основных этапах этого процесса.
«Эльбрус» — это программно-аппаратная платформа, которая разрабатывается компанией МЦСТ. Процессоры данной модели используют набор команд типа RISC (Reduced Instruction Set Computer) и имеют собственную архитектуру E2K. Последняя относится к типу VLIW, то есть имеет длинную машинную команду.
Стоит отметить, что большинство современных процессоров основано на наборе команд типа CISC (Complicated Instruction Set Computer) и имеет архитектуры x86_64 или arm. Из сказанного выше следует, что архитектура E2K отличается рядом особенностей по сравнению с другими архитектурами, что создает определённые сложности при портировании. Поэтому ниже мы перечислим некоторые из этих сложностей.
Геометрическое ядро C3D по своей сути является набором инструментов для создания программного обеспечения (SDK), все его компоненты — геометрический моделер, решатель геометрических ограничений, конвертеры данных, движок визуализации — предлагают программные интерфейсы для использования их функционала в инженерном 3D-приложении (CAD, CAE, CAM и др.). Как и любая другая программа, C3D Toolkit постоянно пополняется новым функционалом, что непосредственно сказывается на API его компонентов. При этом важно сохранять состояние API рабочим и полностью предсказуемым для пользователей.
В этой заметке расскажем о том, что мы учитываем при разработке нового API, как обеспечиваем его обратную совместимость, поддерживаем стабильность и качество.
В августе мы, команда C3D Labs (АСКОН), впервые выпустили версию геометрического ядра C3D для отечественной операционной системы Astra Linux, пополнив список поддерживаемых дистрибутивов Линукс. На данный момент ядро геометрического моделирования C3D может быть использовано в разработке ПО на широком спектре операционных систем: кроме Windows — это MacOS, IOS, FreeBSD и несколько Linux-дистрибутивов. Также SDK ядра предоставляет большое разнообразие компиляторов: MSVC 2012 — 2019, GCC 4.8 — 7.2, Clang 6.0 — 10.0.
Так было не всегда. В 2012 году, когда ядро C3D выделилось из состава САПР КОМПАС-3D как отдельный продукт, оно работало только для нескольких версий компилятора MSVC и, разумеется, только под ОС Windows. Но ядро развивалось, со временем к нему стали предъявляться требования и пожелания, которые мы не могли игнорировать, если хотели иметь действительно лучший продукт в своем классе. Ниже рассказ о том, как мы портировали ядро на различные ОС и платформы.
Заключительная часть цикла статей, посвященных новому типу кривых и поверхностей, разработанному в компании C3D Labs в качестве нового функционала поверхностного моделирования для геометрического ядра C3D Modeler.
В этой части приводятся примеры практического применения C3D FairCurveModeler при моделировании различных изделий.
В первой части освещены основные моменты, необходимые для понимания читателем главных преимуществ рассматриваемого класса кривых и его назначения в инженерной геометрии.
Во второй части описана реализация методов F-кривых в C3D Modeler.
Продолжение цикла статей, посвященных новому типу кривых и поверхностей.
В этой части описывается реализация методов F-кривых в C3D Modeler.
В первой части были освещены основные моменты, необходимые для понимания читателем главных преимуществ рассматриваемого класса кривых и его назначения в инженерной геометрии.
В третьей части будут приведены примеры практического применения C3D FairCurveModeler при моделировании различных изделий.
Если вы когда-либо задавались вопросом, как смоделировать плавную кривую или поверхность, не запутавшись при этом в многообразии сложных геометрических терминов, то вы попали на нужную страницу.
Тем не менее, дабы не спугнуть любознательного читателя в первую секунду чтения статьи, заранее отвечаем на часто возникающий вопрос, а почему собственно «так сложно-то».
В этой статье мы рассказываем о том, как геометрическое ядро C3D училось рисовать гладкие кривые высокого качества. Все бы ничего, но строить такие кривые – дело сложное и вообще математическое. Поэтому для описания возможностей функционала не обойтись без высшей математики, которая по определению не может быть простой. Для упрощения понимания той самой математики в статье есть примеры.
В чем сложность подхода моделирования гладких кривых и как его реализовать, рассказывает Валериян Муфтеев, ведущий математик-программист в C3D Labs.
