數(shù)據(jù)接口組件InterOp--3D應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的強(qiáng)大動(dòng)力

一、概述

一般來(lái)說(shuō)不同的3D應(yīng)用程序都有不同的存盤(pán)格式，而這些不同的3D應(yīng)用程序之間往往又需要進(jìn)行模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。如：1) 有時(shí)用戶(hù)需要利用多種CAD造型軟件才能完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)，此時(shí)就需要利用數(shù)據(jù)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)這些不同CAD造型軟件之間的模型轉(zhuǎn)換；2) CAM、CAE軟件為了提高模型處理的能力，需要提供豐富的數(shù)據(jù)接口來(lái)讀取各種CAD模型數(shù)據(jù)，而3D造型軟件也需要提供多種輸出接口，輸出方便這些CAM、CAE軟件使用的格式；3) PDM/PLM等軟件則需要讀取各種格式的CAD模型用于瀏覽和管理。通常情況下，一個(gè)通用的3D應(yīng)用程序?yàn)榱四軌蚝推渌浖?shí)現(xiàn)很好的集成，都需要配備比較完備和可靠的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口。但數(shù)據(jù)接口的開(kāi)發(fā)工作是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，需要耗費(fèi)大量的人力和物力來(lái)維護(hù)和升級(jí)，因此通過(guò)授權(quán)使用3D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口組件來(lái)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口模塊事實(shí)上已經(jīng)成為很多3D應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)商的首選。

美國(guó)Spatial公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Spatial）提供的3D InterOp組件是一種“即插即用”的數(shù)據(jù)接口組件，可以幫助3D應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)商輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)主流3D格式的轉(zhuǎn)換，完全可以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)轉(zhuǎn)換精度，成功率和效率的要求，使其開(kāi)發(fā)的3D應(yīng)用程序可以很好地與其它商業(yè)CAD/CAM/CAE/PLM系統(tǒng)集成。

圖1 "即插即用"的數(shù)據(jù)接口

二、數(shù)據(jù)接口組件InterOp簡(jiǎn)介

Spatial提供的InterOp組件能夠?qū)κ袌?chǎng)上流行的3D格式（如：CATIA V5、CATIA V4、IGES、STEP、VDA-FS、Pro/E, Parasolid、UG、SolidWorks、Inventor和ACIS?等）進(jìn)行準(zhǔn)確和透明的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換內(nèi)容不僅包括實(shí)體、曲面和線(xiàn)框等幾何和拓?fù)湫畔ⅲ野▽?、坐?biāo)系、工作平面、顏色屬性、名稱(chēng)以及裝配關(guān)系等信息，滿(mǎn)足了用戶(hù)的多種需要。另外，InterOp組件中的每個(gè)轉(zhuǎn)換器都經(jīng)過(guò)精細(xì)微調(diào)，并經(jīng)常更新，確保3D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確。下表說(shuō)明了InterOp R18 SP1版本所支持的標(biāo)準(zhǔn)格式和原始CAD格式，以及讀、寫(xiě)功能對(duì)各個(gè)版本的支持情況。

最新版本InterOp(R18SP1)支持的格式

產(chǎn)品名稱(chēng)	用途	讀入版本支持	寫(xiě)出版本支持
3D InterOp ACIS CATIA V4 Reader/Writer	實(shí)現(xiàn)ACIS 文件和CATIA V4 文件之間的雙向轉(zhuǎn)換	4.1.9～4.2.4	4.2.1～4.2.4
3D InterOp ACIS CATIA V5 Reader	讀取CATIA V5 文件到基于ACIS的應(yīng)用程序中	R2～R18	×
3D InterOp ACIS CATIA V5 Manufacturing Option	讀取CATIA V5 文件中的加工信息，PMI數(shù)據(jù)和孔特征到基于ACIS的應(yīng)用程序中	R2～R18	×
3D InterOp ACIS CATIA V5 Writer	將基于ACIS的應(yīng)用程序生成的模型文件寫(xiě)成CATIA V5文件	×	R6～R18
3D InterOp ACIS CATIA V5 Reader/Writer	實(shí)現(xiàn)ACIS 文件和CATIA V5 文件之間的雙向轉(zhuǎn)換	R2～R18	R6～R18
3D InterOp ACIS IGES Reader/Writer	實(shí)現(xiàn)ACIS 文件和IGES 格式文件之間的雙向轉(zhuǎn)換	～5.3	～5.3
3D InterOp ACIS Inventor Reader	讀取Inventor文件到基于ACIS的應(yīng)用程序中	6～12	×
3D InterOp ACIS Parasolid Reader/Writer*	實(shí)現(xiàn)ACIS 文件和Parasolid 文件之間的雙向轉(zhuǎn)換	10.0～19.0	12.0～19.0
3D InterOp ACIS Pro/E Reader	讀取Pro/Engineer 文件到基于ACIS的應(yīng)用程序中	16～Wildfire3	×
3D InterOp ACIS Pro/E Manufacturing Option	讀取Pro/Engineer 文件中的加工信息、PMI數(shù)據(jù)和孔特征到基于ACIS的應(yīng)用程序中	16～Wildfire3	×
3D InterOp ACIS SolidWorks Reader*	讀取SolidWorks文件到基于ACIS的應(yīng)用程序中	98～2008	×
3D InterOp ACIS STEP Reader/Writer	實(shí)現(xiàn)ACIS 文件和STEP 格式文件之間的雙向轉(zhuǎn)換	AP203, AP214**	AP203, AP214**
3D InterOp ACIS Unigraphics Reader*	讀取 Unigraphics文件到基于ACIS的應(yīng)用程序中	V11～18 NX1.0-5.0	×
3D InterOp ACIS Unigraphics Manufacturing Option	讀取UG文件中的加工信息，PMI數(shù)據(jù)和孔特征到基于ACIS的應(yīng)用程序中	NX2.0,4.0-5.0	×
3D InterOp ACIS VDA-FS Reader/Writer	實(shí)現(xiàn)ACIS 文件和VDA-FS 文件之間的雙向轉(zhuǎn)換	～2.0	2.0
* 表示該轉(zhuǎn)換接口需要從TSA或其他Parasolid供應(yīng)商處獲得Parasolid的授權(quán) **表示AP214暫時(shí)只支持幾何數(shù)據(jù)讀寫(xiě)

三、InterOp組件技術(shù)優(yōu)勢(shì)

 InterOp組件的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要包括：

(1)很高的轉(zhuǎn)換精度和成功率－InterOp在轉(zhuǎn)換過(guò)程中大部分采用原裝庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，保證了不同格式之間幾何和拓?fù)涞恼_映射，不僅減少和消除了中間文件，保證了轉(zhuǎn)換精度，而且提高了轉(zhuǎn)換的成功率。另外，對(duì)于IGES等本身表示精度較低的數(shù)據(jù)格式，InterOp中使用了自動(dòng)檢查和修復(fù)等技術(shù)，從而有效提高了該類(lèi)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換質(zhì)量和轉(zhuǎn)換成功率。 [next]

(2)功能實(shí)用，使用方便－由于InterOp采用的是“即插即用”的架構(gòu)，因此，用戶(hù)無(wú)需復(fù)雜的編程即可將InterOp組件快速集成到已有3D應(yīng)用程序中，或自行開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的數(shù)據(jù)接口軟件。如下面的示例代碼即可實(shí)現(xiàn)將CATIA V5文件轉(zhuǎn)換成ACIS SAT格式。另外，InterOp中不僅可以實(shí)現(xiàn)幾何和拓?fù)湫畔?、層、坐?biāo)系、工作平面、顏色屬性、名稱(chēng)以及裝配關(guān)系的轉(zhuǎn)換，而且還提供了預(yù)先讀取文件頭信息、單位處理、內(nèi)存格式轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換過(guò)程信息報(bào)告和中途退出等實(shí)用功能，而且提供了多種轉(zhuǎn)換選項(xiàng)開(kāi)關(guān)，使得開(kāi)發(fā)者可以更加靈活地控制轉(zhuǎn)換過(guò)程，在提高效率的同時(shí)，得到滿(mǎn)足最終用戶(hù)需要的數(shù)據(jù)。

(3)對(duì)CATIA V5強(qiáng)有力的支持－InterOp CATIA V5接口組件是目前唯一的和CATIA V5原裝庫(kù)一同發(fā)布的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換組件。該組件采用和CATIA V5同步的原裝庫(kù)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，以確保轉(zhuǎn)換精度達(dá)到最高。另外該組件還支持將CATIA V5中的可視化信息快速提取出來(lái)，以生成輕量級(jí)的HSF (HOOPS Stream Format)可視化模型。圖3所示為InterOp讀取CATIA V5曲面模型的一個(gè)示例，從圖中可以發(fā)現(xiàn)模型轉(zhuǎn)換的精度是非常高的。

圖3 讀取CATIA V5曲面示例

(4)自動(dòng)修復(fù)功能－InterOp是唯一一家基于被業(yè)界證明了的造型內(nèi)核開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)接口組件。InterOp的各個(gè)數(shù)據(jù)接口在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中不僅使用了ACIS高精度建模的功能，而且還在InterOp產(chǎn)品中融入了部分ACIS中提供的模型檢查、模型縫合和修復(fù)等功能，使得在利用InterOp進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中就可以完成部分模型的幾何和拓?fù)鋯?wèn)題的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)修復(fù)，提高了模型轉(zhuǎn)換的質(zhì)量和成功率。 [next]

(5)比數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換更進(jìn)一步。InterOp底層采用了ACIS造型內(nèi)核，轉(zhuǎn)換的結(jié)果可以保存為ACIS內(nèi)存格式。因此開(kāi)發(fā)者可以非常方便地將InterOp與ACIS強(qiáng)大的建模功能結(jié)合起來(lái)使用，如1) 可以直接使用ACIS中的高級(jí)圓角、拔模、變型等功能對(duì)轉(zhuǎn)換后的模型進(jìn)行進(jìn)一步編輯；2) 利用ACIS中提供的模型修復(fù)、特征識(shí)別和抑制、高級(jí)覆蓋等函數(shù)對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步完善（如孔洞修補(bǔ)、模型簡(jiǎn)化等），從而得到滿(mǎn)足下游軟件（如數(shù)控加工刀軌的生成以及和有限元分析軟件劃分網(wǎng)格等）的需要。圖4是利用ACIS功能進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)的流程。

四、InterOp組件商業(yè)優(yōu)勢(shì)

采用Spatial的InterOp組件不但可以在技術(shù)方面領(lǐng)先一步，而且具有以下商業(yè)優(yōu)勢(shì)：

(1)性能和可靠性－Spatial的目標(biāo)是使每個(gè)InterOp版本在功能增加的同時(shí)還要保證整體性能的提升和可靠性。InterOp產(chǎn)品每周都要完成225,000多次轉(zhuǎn)換測(cè)試，完全可以滿(mǎn)足商品化軟件對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確率和成功率的需要。

(2)降低開(kāi)發(fā)成本和縮短產(chǎn)品上市時(shí)間－大大減少用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)的投入或風(fēng)險(xiǎn)，用戶(hù)通過(guò)授權(quán)InterOp產(chǎn)品即可使用已被業(yè)界證明了的功能強(qiáng)大且穩(wěn)定的數(shù)據(jù)接口組件，使用戶(hù)無(wú)需花費(fèi)大量的人力物力和時(shí)間去自行開(kāi)發(fā)和維護(hù)自己的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，而是將精力集中到具有更大附加值的專(zhuān)業(yè)功能的開(kāi)發(fā)上，并可以更早地發(fā)布產(chǎn)品，使效益最大化。

(3)保持持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力－3D軟件的更新也會(huì)帶來(lái)版本的不斷升級(jí)。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，InterOp組件會(huì)定期發(fā)布新版本和補(bǔ)丁包，以盡快對(duì)新版本的3D軟件格式提供支持。InterOp CATIA V5接口的開(kāi)發(fā)采用了和CATIA V5完全一致的開(kāi)發(fā)環(huán)境，該接口的發(fā)布是和CATIA V5的發(fā)布同步的，而其它接口一般可以在3個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)最新版本的跟蹤。另外，InterOp每個(gè)新的版本在功能和性能方面都會(huì)有一定程度的提升。用戶(hù)通過(guò)將自己的產(chǎn)品發(fā)布和InterOp產(chǎn)品發(fā)布計(jì)劃緊密結(jié)合起來(lái)，就可以及早使用到InterOp中提供的新功能、改善產(chǎn)品性能，從而可以步步領(lǐng)先，保持持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力。

(4)零風(fēng)險(xiǎn)的授權(quán)方式－InterOp的授權(quán)無(wú)需交納固定年費(fèi)，而是直接根據(jù)銷(xiāo)售情況來(lái)支付提成，因此降低了用戶(hù)的風(fēng)險(xiǎn)；另外InterOp在國(guó)內(nèi)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格定位也可以使開(kāi)發(fā)商更好地管理成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

五、案例分析

Spatial的合作伙伴涉及到CAD、CAM、CAE、AEC、CMM、EDA等14個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，在全球有120多家軟件公司在使用Spatial的InterOp組件。如在業(yè)界比較知名的CAD軟件CADKEY，國(guó)內(nèi)自主版權(quán)CAD軟件新洲Solid3000；CAM領(lǐng)域Cimatron、Space-E；CAE領(lǐng)域的Patran、Fluent；CMM領(lǐng)域的Mitutoyo、Carl Zeiss；專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和修復(fù)軟件SpGate等均采用了Spatial提供的InterOp組件，轉(zhuǎn)換質(zhì)量和成功率得到了用戶(hù)的贊譽(yù)。

新洲三維（Solid3000）軟件是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上唯一全面實(shí)現(xiàn)本地化、標(biāo)準(zhǔn)化的三維設(shè)計(jì)軟件，是國(guó)際先進(jìn)CAD軟件技術(shù)和本土實(shí)際需求完美的結(jié)合，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)導(dǎo)地位。新洲三維（Solid3000）面向機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工業(yè)造型領(lǐng)域，支持設(shè)計(jì)/出圖全過(guò)程，同時(shí)提供各種PLM集成解決方案。目前已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、電子、汽車(chē)等領(lǐng)域的近千家企業(yè)，裝機(jī)數(shù)量近萬(wàn)套，獲得用戶(hù)廣泛好評(píng)。

InterOp數(shù)據(jù)交換技術(shù)的采用，使得新洲三維（Solid3000）的數(shù)據(jù)接口能力得到了質(zhì)的提高，并在很大程度上豐富了接口的種類(lèi)。新版本的新洲三維Solid3000無(wú)論是對(duì)IGES/STEP等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式、還是對(duì)CATIA V5、UG、Pro/E、Solidworks、Inventor等專(zhuān)用數(shù)據(jù)格式的多個(gè)版本都能很好地兼容，極大提升了新洲三維（Solid3000）在PLM應(yīng)用集成方面的能力。新洲軟件選用Spatial InterOp組件的原因主要包括：1)InterOp是一個(gè)高質(zhì)量和較全面的數(shù)據(jù)接口解決方案，可以滿(mǎn)足最終用戶(hù)的需要；2)新洲軟件在試用InterOp組件的過(guò)程中就得到了Spaital提供的大力協(xié)助，從而可以快速地將InterOp組件集成到Solid3000軟件中；3) InterOp的授權(quán)方式降低了用戶(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，有利于新洲的發(fā)展。圖5是新洲三維（Solid3000）軟件公司利用InterOp導(dǎo)入模型的示例。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，Spatial提供的InterOp組件技術(shù)是經(jīng)過(guò)用戶(hù)多年市場(chǎng)驗(yàn)證的，Spatial的合作伙伴通過(guò)授權(quán)和使用InterOp組件，不僅可以使用InterOp組件的強(qiáng)大功能，提高軟件性能和穩(wěn)定性，增加產(chǎn)品的附加值，而且可以降低開(kāi)發(fā)成本、加快產(chǎn)品上市，使效益最大化。(end)