Parasolid与ACIS历史

2011/11/19 CAD开发

剑桥CAD中心由剑桥大学与英国政府共同创建于1967年,专门从事CAD软件的开发和营销,产品有POLYSURF曲面造型、GNC数控加工编程和PDMS流程工厂设计等,1983年实现私有化。ShapeData公司占用一栋三层住宅楼,共20人,其中15人作研究开发。硬件环境是一台VAX一1 1/780超小型机,用Prime机作为联网节点,图形终端是Tektronix4014存储管和ES PS300高档显示器。当时Romulus已卖出25套,目标码3万英磅,Fortran源码再加3万英磅。Ferranti机床公司将Romulus纳入CAM-X中用作加工编程,转卖出15套。Medusa输入二维多视图建立多面体模型,主要研制人员共4人,都来自CAD中心。1980年4月开始销售PRIME小型机版,售价2.5万英磅,已售出70套。Medusa以后并人CV系统,在我国有一定数量的用户。

剑桥大学CAD实验室是英国发展CAD的源头,l973年Ian Braid在此完成了“体素设计”博士论文,毕业后留校继续完善论文内容,研制了Build—l和Build-2两个新的实验系统,Build一2用最新的Algol68语言编写。1974年创建ShapeData公司,技术骨干共3人:Braid以及他的导师Charles Lang和同窗A1an Grayer。Lang原来在美国MIT访问,召回参与筹建CAD实验室。Grayer研究平面零件的数控加工自动编程。还聘请了擅长开发机械设计专用系统的荷兰人Peter Veenman作市场策划。

Romulus使用Fortran语言,1978年推向市场。1981年美国Evans& Sutherland公司收购了ShapeData,并在Braid等支持下从1986年起着手用C语言开发美国版权的第二代实体造型系统Parasolid,其中增强了二次曲面造型、交互查询几何数据和局部修改形状等功能。1988年UG接管Parasolid,并用它取代了原来的PADL-2。在UG的精心维护下Parasolid运行越来越稳定,成为国际通用的一种几何平台。

1986年美国成立Spatial Technology公司,从事开发基于NURBS的新一代CAD通用几何平台。其中NURBS曲面功能用波音公司1980至1985年开发的CAD系统TIGER作为基础,实体功能从国际上流行的16种产品中优选,决定请Braid合作。新产品于1989年12月上市,命名为ACIS 1.0版。ACIS就是A1an Grayer,Charles Lang,Ian Braid和Solid的字首。

ACIS的目标是提供世界上最好的三维几何平台,专供CAD厂商进行增值开发和大学、研究所进行CAD研究。1993年6月Autodesk与Spatial签约,用ACIS平台开发了MDT三维机械设计系统,成为ACIS的最大用户。嗣后又重新研制了操作性能更好的Inventor系统。Autodesk的技术副总裁DominicGa11ello依然感到不满足,还想改进Inventor,于是从Spatial买下ACIS版权,从体系结构上加强它对装配件建模的支持。改造中的ACIS称作ShapeManager。2000年7月达索收购ACIS后,Braid等宣布退出业界。

从1970年算起,Braid等三人合作共事,专注于发展实体造型软件长达30年之久,使之达到国际领先。这在CAD发展史上可能是独一无二的范例。

从1968年起各国学者提出了多种表示三维形体的建模方法。日本北海道大学冲野教郎(Norio Okino)采用类似于APT加工编程的语言用代数方程表示形体的各部分表面,再用密集的三组正交平面切割这些表面,用消隐后的网格线表示形体。

美国Rochester大学B Voelcker和AAG Requicha提出了基本体素的集合运算理论,并依此研制了PADL一1和PADL-2系统。UG和AutoCAD曾采用PADL一2作为自己的实体系统,效果都不好。

I—DEAS在GEOMOD中采用小平面逼近的多面体近似模型和精确NURBS曲面模型并存的方法,多面体近似模型占用存储空间大,同样不够实用。还有八叉树细分模型、欧拉操作模型等,最终都未成为主导方法。惟独Braid采用精确表示的裁剪曲面建模,算法最难,曲面求交和边界环的集合运算至今仍是两大难题,但是长期实践表明这种边界表示模型最简洁有效。

ACIS采用面向对象结构,有利于应用开发,但是算法稳定性一开始不如Parasolid。Parasolid用C语言,体系结构不如ACIS清晰,但由于UG的长期维护,稳定性在一段时间内曾占优势。由于Parasolid和ACIS都是面向零件建模,当应用于复杂产品的装配建模时,难免显出不足,于是Gallello又着手改造ACIS。总之,由于CAD中存在某些艰深的难点,而且产品设计的应用面极宽,浅尝辄止、一曝十寒、知难而退都将劳而无功。

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