iTwin相关技术，代表Bentley公司多年技术积累。这里分享相关实现思路和关键技术实现路径。目标是介绍地球另一边的团队是如何开发CAD，换一种思路。以技术介绍为主，少量花边新闻。分享资料来自各种来源，尽量使用公开资料。未公开资料为主观臆测，如有雷同纯属巧合。

技术传承 – MicroStation历史

iTwin的开发团队，与MicroStation团队高度重合。因此可以说iTwin是MicroStation的技术传承，尽管他们完全不同的形态，但是从代码来看，神似形不似。这里介绍下相关的历史。

从文件格式，关键项目的历史看：

为什么开发iTwin? 我在另外一个文章里给出了最重要的原因：CAD淘金热。Bentley作为老牌公司，在经过多年的研发之后，计划浴火重生。同时，这也是第一代创业者的最后努力了。Keith Bentley，宣布退休。

名词解释

名词 解释
DGN 两个版本DGN V7, DGN V8。 V8只有windows可用。底层存储为OLE structured storage。DGN文件与MicroStation Workspace集成，构成基于文件的项目数据存储。
iModel 最初为DGN with EC（i-Model），还是DGN文件。后来指以SQLite为存储引擎的新一代格式，为端云统一数据存储系统。版本：1.0 （DGN，只读），1.5（SQLIte，可读可写，mobiledgn 5.5），1.6（SQLIte，可读可写，mobiledgn6.0），2.0（SQLIte，协同编辑，BIM）。Microstation支持显示，数据导出到iModel。
EC(Engineering Content), ECFramework, 工程数据框架。2002年左右开始开发。MicroStation XM版本开始，成为DGN文件格式的一部分。由EC Schema（XML文件定义），EC Framework， ECPlugin等部分组成。包括数据格式定义，数据对象实现，DGN支持插件等具体实现。
iModel.js, iTiwin.js iTwin.js最初为iModel.js，iTwin是PaaS服务的名字。统一命名之后，iModel.js改为iTwin.js，但是在代码中，很多还没有修改。作为开源的技术框架，支持用户开发iTwin服务。
iTwin Platform PaaS平台，可独立部署。与iModelHub区别较大，很多服务没有集成。
iModelHub Bentley公司部署的iModel服务，部署在Azure，与Bentley公司其他的云服务集成。
iTwin Services 支持PaaS服务所需要的账户服务，开发服务等其他服务。由Bentley管理和部署。

iTwin技术栈

拥抱开源:

iTwin代表Bentley公司新一代的图形平台，提供数字孪生解决方案，Bentley已经有相关桌面产品基于iTwin技术栈重新开发。iTwin相关技术栈，是为了解决大型CAD开发维护困难，而客户对云服务的需求越来越多，数字孪生迫切需要新的图形平台。作为Bentley2.0战略的核心技术架构，是Bentley公司老一代工程师的技术结晶：

  • iTwin.js：核心模块（iModelCore）闭源，与合作伙伴共享代码共同开发（西门子）。显示，数据交换等模块开源，Javascript技术栈。支持桌面，移动设备，云端等多端平台
  • iModelHub：Bentley公司提供的SaaS服务，提供iModel数据集成，协同设计，项目管理等云服务
  • iTwin Platform：PaaS服务平台，为客户提供数字孪生解决方案。核心是iModelCore封装后的iModelBank服务。提供数据集成服务。协同设计等服务由客户开发。

技术拼图

iModel如何使用

  • iModel是数据库系统，基于SQLite开发。
  • iModel在云端，桌面，移动设备有不同的存储方式。
  • iModel提供基于变更的数据库，类似git；iModelHub提供集成数据环境，项目管理，协同设计，类似github。
  • 云端微服务架构，微服务使用iModel.js作为接口，使用iModel数据库。

iModel.js与iModelHub

  • iModel.js(iTwin.js)是开源的iModel读写库
  • iModelCore：C++代码库。封装SQLite, ECSQL, BIS等技术，提供iModel核心功能
  • iModelNative：Node.js的扩展模块。封装iModelCore，提供Javascript接口。
  • iModel.js提供数据读写，WebGL显示等功能
  • iModel.js可以嵌入云端，移动端，桌面端。
  • iModelHub是Bentley公司的SAAS服务
  • 很多云服务并没有在iTwin Platform中提供

iModelHub与iTwin Platform的区别

iTwin相关核心技术栈式共享的。很多云服务也在逐步融合。iModelHub正在逐步迁移至K8S。

iTwin应用

下面几张图展示了相关的应用架构：

iModel版本管理

总结

iTwin的开发，代表了新的CAD开发思路。当然太阳底下没有新鲜事，这些架构设计也不是创新，只是在CAD这个古老的行业，有了新的实现思路，而且已经落地并实现。

关键技术

iModelCore：核心模块

iModelDb是描述不同存储形式的SQLite数据库。BIS既是工程数据定义格式，也是描述数据、SQLite表、字段如何映射的描述文件。

名称 存储形式 功能
Snapshot快照 SQLite文件 •只读 •
Briefcases SQLite文件 + Changesets二进制文件 •与iModelHub同步，支持变更
对象存储 SQLite数据库，使用对象存储保存数据 •iModelHub云端存储形式
Changesets 基线SQLite文件 + Changesets二进制文件 •iTwin(iModelBank)存储形式

iModel数据库逻辑层次：

与git的三路合并不同，类似rebase的方式。与Fossil类似。底层基于SQLite Session API实现。这是Bentley公司委托SQLite开发团队开发并开源。

BIS: Base Infrastructure Schemas。定义来自Bentley公司现有的软件的数据定义和相关处理逻辑。支持版本，支持扩展。iModel使用的Schema保存在数据库中，自包含。ECSchema是表达BIS的定义格式。可以从以下网站查看现有的BIS定义：https://imodelschemaeditor.bentley.com/

iTwin .js

软件架构图：

Presentation

  • Presentation包括前后端，其帮助iModel中检索数据，并负责统一选择。
  • 从iModel中检索的数据是由用户使用规则以声明方式定义的，这就是为什么该库通常称为“表示规则引擎”。
  • 基于ECSQL， ECSchema实现。方便用户无代码实现元素的检索和显示

这一系列文章会介绍iTwin相关的开发技术，并不会非常详细。整体设计背后有很多考虑，这里只能简单介绍相关技术。本文内容为ppt的浓缩版