В рубрике «История одного ядра» рассказываем о людях, которые своим трудом и талантом создают историю C3D Labs. Мы поговорили с Андреем Туманиным, руководителем отдела разработки геометрического ядра C3D Modeler, и узнали, как Андрей прошел путь от романтики судостроительной отрасли к руководству командой математиков-программистов ядра.

— Андрей, расскажи, где прошло твоё детство?

Детство прошло в Нижегородской области.

— Мечтал ли ты стать математиком? Или, может, пошел по стопам родителей?

Стать математиком не мечтал, родители тоже к этой сфере не относятся. Мне повезло, у меня в школе были хорошие педагоги по математике — Лилия Михайловна Владимирская и Нина Константиновна Владимирская, которые привили любовь к точным наукам. Разумеется, была склонность к техническим предметам. В целом класса с 8-го я был нацелен на мехмат ННГУ, занимался в заочной математической школе при этом факультете.

— Ты учился на механико-математическом факультете ННГУ им. Лобачевского. Сложно ли было поступить и учиться?

Для меня поступить было сложнее, чем учиться. В студенческие годы жил в общежитии. Первые три курса сосредоточился на учебе, а потом работал. С четвертого курса уже работал.

Анна Ладилова, руководитель команды DevOps в C3D Labs, раскрывает причины возрастающей роли Linux в разработке, описывает связанные с этим изменения, которые происходят в процессе доставки ядра C3D, а также делится планами дальнейшего развития.

В 2022 году компания C3D Labs начала собирать геометрическое ядро C3D на базе платформы «Эльбрус».

Сергей Климкин, руководитель группы C3D Web Vision, C3D Labs, рассказывает о том, что из себя представляет модуль Web Vision, освещает текущие рабочие проекты и знакомит с планами по развитию компонента.

Web Vision — это клиент-серверный модуль, предназначенный для визуализации в браузере. Он включает процессы управления камерой, такие как панорамирование, вращение, зумирование, причем как с помощью компьютерной мыши, так и с помощью жестов на сенсорном экране. Процесс поиска геометрии можно осуществлять как в режиме поиска под курсором, так и рамкой — секущей и объединяющей. Кроме того, имеются функции управления видимостью, масштабирования камеры и динамического сечения.

Web Vision состоит из двух частей. Первый, frontend-часть, представляет собой npm-пакет, поставляющийся для внедрения в браузер разработчика. В него входит Type Script API для управления свойствами визуализации — скрытия объекта, его покраски и других способов взаимодействия с графикой. Второй компонент, серверная часть, в большей степени ориентирован на управление данными. Серверная часть используется для конвертации, подготовки данных для визуализации, получения атрибутной информации, метаданных и т. д. Управление сервисом происходит с помощью REST API, это сделано для интеграции с микросервисной архитектурой.

Эдуард Максименко, руководитель команды разработки C3D Vision, к.т.н., C3D Labs, знакомит с новыми возможностями основного компонента визуализации — C3D Vision — и представляет усовершенствования для инструментов, которые давно находятся в распоряжении пользователей.

Прежде чем перейти к основным темам, давайте уточним, что такое C3D Vision. C3D Vision — это кроссплатформенная графическая библиотека (SDK), которая дает возможность визуализировать практически любое полигональное представление геометрии. Графическая библиотека Vision ориентирована на систему автоматизированного проектирования, и основной функционал включает:

Александр Спиваков, руководитель команды разработки C3D Converter, C3D Labs, описывает роль конвертера в качестве части C3D Toolkit, представляет сценарии использования C3D Converter — миграция и MultiCAD — в пользовательских приложениях, знакомит с доработками решения, сделанными в контексте этих задач, и планами развития конвертера.

Что собой представляет C3D Converter в составе C3D Toolkit и зачем он нужен? Глобально перед нами стоят две задачи.

Александр Алахвердянц, ведущий математик-программист, C3D Labs, знакомит с новинками в двухмерных и трехмерных решателях — продуктах, которые разрабатываются в группе C3D Solver.

Что такое решатели? Решатели — это библиотеки, которые позволяют накладывать связи на геометрические объекты. Эти связи мы называем ограничениями. Они бывают двух видов: логические (касания, симметрии, совпадения) и размерные (угловой и линейный размеры, паттерны). Кроме того, мы предоставляем функционал анализа степеней свободы, минималистичного драггинга и логирования вызовов API. Логирование вызовов API значительно помогает при составлении баг-репортов.

Первая и главная новинка группы C3D Solver в этом году — это появление нового типа объектов, а именно двумерных паттернов.

Сергей Белёв, старший математик‑программист, C3D Labs, знакомит с новым компонентом C3D Toolkit — модулем C3D Collision Detection, рассказывает о том, что детектор столкновений представляет собой изнутри, и о том, какие возможности он предоставляет пользователям.

Детектор столкновений — новый компонент инструмента C3D Toolkit. В статье перечислим математические задачи, которые поставлены перед детектором, узнаем его основной функционал, рассмотрим несложный пример, демонстрирующий интерфейс модуля, и обратимся к планам и дорожной карте.

Обнаружение столкновений подразумевает постановку следующих математических задач. Первая — это возможность уметь находить пересечения между собой среди множества объектов и делать это быстро, без поиска самого пересечения. Требуется оперативно отвечать на соответствующий вопрос — «да, пересекаются» / «нет, не пересекаются». Следующая задача состоит в классификации касаний между собой этого множества объектов. Каждое касание является пересечением, но не наоборот, и важно уметь выделять этот частный случай пересечения. Помимо этого, актуальна задача поиска минимального расстояния между сборками тел и телами, а также задача классификации взаимного расположения объектов. Примером служит детектирование «вложения тел» («тело в теле»), недавно внедренное нами в ответ на многочисленные запросы пользователей. Важно отметить, что все эти задачи нужно уметь решать как в статике, так и в динамике.

Модуль C3D Collision Detection, во‑первых, реализует «эффективные» алгоритмы решения всех поставленных задач — как в статических сценах, например контроль зазоров, так и в динамических сценах, в частности контроль соударений между элементами сборки. Во‑вторых, у нас есть возможность тонкой настройки всех формулируемых задач — можно даже создавать их комбинации. В‑третьих, исходя из необходимости быстро детектировать касание/пересечение, применяется принципиально иной подход, чем в булевой операции: мы не строим какие‑либо дополнительные объекты.

Евгений Кондратюк, математик-программист, C3D Labs, представляет обзор возможностей геометрического ядра C3D в области прямого моделирования, или прямого редактирования.

Геометрическое ядро C3D обладает функционалом, который позволяет работать с моделями без истории построения. Например, теми, которые были получены из импорта, или теми, у которых нет истории по каким-либо другим причинам. Такой функционал предусмотрен для работы непосредственно с гранями тела — либо с отдельными, либо с группами. В ядре C3D имеются такие опции, как удаление граней, очистка скруглений, отделение части тела, выступающих фичерсов, замена гладко стыкующихся граней одной гранью, замена одной грани сплайн-поверхностью для последующих модификаций и других действий, удаление вершин на открытых оболочках. Отдельный блок отвечает за модификацию граней — параллельное перемещение, перемещение грани по нормали, вращение грани относительно некоторой заданной оси и изменение радиуса скругления. Рассмотрим иллюстрации, демонстрирующие содержание данного функционала.

Александр Лонин, руководитель группы по полигональному моделированию, к. ф.-м. н., C3D Labs, представляет обзор топологии полигональной сетки, делится информацией об усовершенствованиях и новом функционале, а также знакомит с планами развития направления полигонального моделирования.

Для работы большинства алгоритмов недостаточно иметь представление о сетке только как о наборе треугольников, примером чего служит результат ее конвертации из формата STL. Единственное, что можно сделать с такой сеткой, — это нарисовать ее и посчитать площадь. Для всего остального в нашем распоряжении должна быть некая топологическая структура, которая и является фундаментом в полигональном моделировании.

Андрей Туманин представляет обзор направлений развития и точки роста геометрического ядра C3D Modeler.

C3D Modeler, или просто геометрическое ядро C3D, – это полностью отечественное программное решение, которое выполняет все возможные вычисления для построения геометрических объектов любой сложности и предоставляет инструменты для проведения операций над этими геометрическими объектами. Основным представлением в геометрическом ядре является граничное представление, однако, наряду с граничным представлением, поддерживаются полигональное представление и ряд операций с ним. Тела на основе граничного представления, полигональные объекты, а также каркасы могут обладать деревом построения, которое позволяет перестраивать геометрические объекты с новыми параметрами. Наряду с классическими направлениями для геометрического моделирования, такими, как каркасное, поверхностное и твердотельное моделирование, в геометрическом ядре C3D интенсивно развиваются направления прямого и полигонального моделирования. Также в составе ядра есть уникальный модуль моделирования тел из листового металла. При этом нашей главной ценностью является команда, которая обладает более чем 20-летним опытом и высоким уровнем экспертизы в геометрическом моделировании.

Моя работа на протяжении долгого времени связана с людьми, точнее сказать с их развитием, как личным, так и карьерным. Сегодня я работаю в компании C3D Labs – разработчике геометрического ядра, на позиции People Partner. В статье мы поговорим о рынке труда математиков-разработчиков в России именно в САПР-индустрии (САПР — системы автоматизированного проектирования), о том, какие темы интересуют действующих сотрудников и какие требования существуют к потенциальным кандидатам.

По моим наблюдениям, карьерные вопросы, которые сейчас интересуют программистов, можно разделить на следующие группы:

• как стать сеньором, тимлидом и экспертом;

• как вырасти и перейти на новый профессиональный уровень — что для этого нужно;

• мягкие навыки, или софт скилс, как ключевой фактор в достижении новой роли.

Я хочу поделиться своими мыслями и опытом по поводу роли HR в этих процессах, может ли специалист по персоналу быть реальным помощником в развитии карьеры?

Начнем с обсуждения трендов в ИТ-индустрии: что сегодня происходит на рынке разработки?

Немного статистики из открытых источников: в мире насчитывается около 30-ти миллионов человек, которые занимаются разработкой, т.е. каждый 260-ый человек в мире. Российские эксперты считают, что в нашей стране разработкой занимается около 1,5 млн человек, т.е. каждый 100-ый.

Движок визуализации C3D Vision пополнился новым функционалом. Теперь у пользователей есть возможность создания объемных текстур и отображения их в сцене. В этой заметке мы расскажем об объектах API Vision, непосредственно работающих с текстурами, а также продемонстрируем на уровне кода, как с этими объектами может взаимодействовать пользователь.

В ходе мастер-класса по возможностям модуля C3D Converter, прошедшего в рамках конференции C3Days 2022, было продемонстрировано, как сформировать двойник модельного документа для того, чтобы упростить работу по ошибкам экспорта. Предложенный подход требует пересборки тестового приложения для активации и настройки отладочной функциональности. Для программистов это может показаться не критичным, но конечным пользователям, которые не связаны с разработкой, может создать немалые трудности.

На данный момент геометрическое ядро C3D стремительно набирает популярность вместе с КОМПАС-3D — приложением для систем автоматизированного проектирования (САПР). Чтобы поддержать эту тенденцию, мы наращиваем функционал наших продуктов и вводим больше новых «фич» (features). Одним из таких нововведений является операция продления пространственной кривой на заданную длину в метрическом пространстве.

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.