三维可视化技术的发展与应用

1、word完美格式1早期三维可视化方式及存在问题早期的三维可视化主要是将原始设计文件通过CAD/CAM软件夹进行读取，但是企业中所使用的软件又各不相同，各CAD/CAM软件基于历史原因及不同的开发目的，内部数据记录方式和处理方式不尽相同，开发软件的语言也不完全一致，导致原始设计文件在不同的CAD/CAM软件中不能被交换与共享。图一为了改善此问题，国际上出现了一批具有代表性的数据交换标准格式，如的美国的IGES，ISO的STEP，德国的VDAIS、VDAFS，法国的SET等等。产品设计图档能够在不同CAD/CAM软件中进行浏览（见图一）。针对IGES和STEP格式,德国ProSTEP做了-个关于曲

2、面模型转换的寸比测试可以很直观的反应目前两种格式所存在的问题。其中有六个CAD软件系统参加了测试，测试结果如下：99.8%的曲面模型可以成功地采用STEP进行转换92.6%可以成功地采用IGES进行转换IGES.STEP曲面摸型转换咸功率对比测试图二此项对比测试可以明显的看到，两种格式虽然对于三维可视化起到一定的辅助作用，但无论STEP和IGES格式中任意一个无法准确的完成曲面模型的数据转换。另外两种格式的文件大小显得较为臃肿，并且需要大型的CAD/CAM软件系统的读取支持等，于进传播交。这些因素使得我们对改变传统的三维可视化方案需求迫。随着技术的断进步，信息化厂商纷纷推出各种新的三维数据交及

3、可视化方案，目的是在保基本三维模型信息的基础上，实现文件轻化以及与三维软件无关联性,来满足企业需求。众厂商积极推出轻级三维可视化解决方案主推轻化格式软件厂商一览各厂商推出能够进三维可视化的轻级CAD数据格式，具有典型代表性的见表一。目前几乎所有的基于产品生命周期管的软件厂商有自己的三维可视化解决方案，可见其重要性，这些厂商是根据自身的轻化格式推出一系解决方案。J:許格式浏览方式支持的三錐软件AdobeU-3i）将仍D桜式的讪內容保存在PDF文件中并州AdcbeReader读取NK、FROZE.CAIIA.SolidWorkss：3DMAK-,AutdCAB等达壶系统駆i/iL-Word.Esc

4、el-,Email-,叩（安装3DKML播放器CATIASolid耶沁灵CAIIA和Frci/e等SzleMensPLI:JTJT2CO浏览器NX、SclidEdge.；：CATIA和fEe等Au.todesk-OTWeb浏览器安装Autodesk公司的Wiriio-wsHiPerforinaiiceD冊插彳牛）Inentor-,AutoCAD、3DMH等PTC呢ProductViewExpress查阅电冒（ProductViewExpressWEE.浏览器茹杵PWE等SolidTorksedrawing安装el1rawingsProfessional插1牛囊括现有主流3D软件格式ORECL推

5、出AutoVue浏览器约q同无魏撕匚兰表一：主厂商推出的三维可视化工具主三维可视化解决方案特征功能对比各三维可视化的解决方案很多，所具备的功能与特点也各相同（见表二）。有的厂商只是针对自身推出的格式来进解决方案的展开，另外还有个别厂家推出支持海格式读取的浏览器，并且为其配备其他浏览器所具备的强大功能。藝三雉浏览解决方案特征与功能AdobeSystems达索系统SiencnsFL3AutodeskPTSolidVorksORECL(An-tcVue)代袁的椿式类.U3D3DKMLDWFpVs,eDravrrrig二文件轻壘.点7厶需要浏竟敦件.叢7与FL系躱咸性是否好:-J;j/一.支持1EB浏

6、览4：7；Y支持格式歡量是否嘉1浏览蛊功能是否舉i塞种格式的整台集康性底始用户辟JI1表二主厂商主要优势分析用CAD供应商的轻级格式和浏览技术的一个优势在于：它可以与原CAD软件集成，并调出丰富的产品信息，增强图像功能。所以，对于那些别无选择需要在设计环节中与各式CAD软件协作的用户群而言，CAD供应商的格式所带夹的工作效果是最佳的。另一方面，在营销或销售目的的协作方面，通过用具备广泛接收功能的格式，公司可以提供最佳服务。J崗主要优势AdobeAdobeReader客户辟广寰达索系统，PLM集成性奸SiemensPLMFUI集成性奸AutodeskAut0dsk客户群乏OKECL支持格式广泛，

7、与系统集成柔性奸-gdlzL己Work亦支持格式广泛redr曲翌曹或猶立埠行亠*了表三目前，轻化三维可视化解决方案种类很多，软件厂商通过同的技术手段实现也经相同，有基于功能强大的直接浏览器，有通过格式转换后进三维可视化，有通过为系统安装插件来解决可视化需求等，下面就针对这些解决方案进逐一介绍。三维可视化CAD图档的轻化格式引随着产品复杂程的日提升，产品设计的原始图档也变得较为庞大，动辄上百兆，很于文件的传阅。这就需要我们对原始设计CAD文档进转换，将其变为轻化文件格式。转换生成CAD图档的轻化格式，其方法主要分为两种，一种是通过安装特定插件通过大型CAD软件系统进转换，另一种则是通过厂商推出的

8、第三方转换软件进转换。图三有这些经过处后的轻化格式后，我们就可以对其进捷的传阅，针对格式转换后文件的浏览方式同样也分为两种：第一种是通过三维可视化浏览器，第二种是通过安装系统插件来实现，下面就对这两种同的方式进介绍。基于轻化格式转换的三维可视化浏览器是指将转换后的格式文件以特定的浏览器为载体进读取。如下图中的U3D与JT格式，从其浏览方式可以看到类似这些格式的文件是依托特定的浏览器进读取。下面就主要介绍下Adobe和SiemensPLM两家公司的三维可视化方案。图四3.1AdobePDF浏览功能持续展Adobe公司推出的Acrobat3D提供一个主动性的应用环境以及很多通用的数据格式支持，用它

9、能够从多种工具中导入CAD文件，并转换成Universal3D（U3D）格式，这样就能将各家可以通过AdobeReader（PDF浏览器）夹打开和使用这些文件，且对产品能够进旋转、缩放或断面等式各样主CAD格式的3D图像转换汇入AdobePDF档案中，大相对复杂的处（见图五）。sumiQMiE)hhwpfiipiisn逐口阿nttwiir|也酝v壬卫詁HrtitrhtirWM-ESl2ll4JXl!L屮RIEMhLrilJK荷画阁叮总l!ll43P:LBiii-DiaiFl#fi叫皆i丁图五：使用AdobeReader浏览三维图形虽然U3D格式需要配合浏览器使用，但这对其并造成影响，Acrob

10、at3D以及U3D最大的优势就在于，使用者用下载特殊浏览软件，因为AdobeReader（PDF浏览器）的拥有十分庞大的客户群，人们可以直接通过该软件直接进查看。随着Adobe公司三维可视化领域技术的发展，使得旗下软件AdobeReader的浏览功能又得到进一步的展加强。SiemensPLMJT2GO浏览器传播JT格式由JT驱动的一组产品和过程范围较广泛，涵盖三维数字化产品数据的整个生命周期，从产品概、产品设计、开发、制造一直到生命周期结束。经优化后的JT可以执所有可视化任务。SiemensPLM还提供JT2GO三维可视化器为JT提供支持（如图），为JT格式的传播起到很大的辅助作用。图：使用J

11、T2GO浏览三维图形当然，几乎每个厂商会提供相应格式的浏览器，并仅限于上述的两个厂商，这些浏览器只能读取单一的或者极少的文件格式，具有很大的局限性。但能否认，为轻化格式身打造的可视化浏览器对格式的推广起到的很大的辅助作用目前，普遍软件厂商推出的格式能够使用微软的WEB浏览器进浏览，显然其传播性又得到极大的提升，从而撬开三维可视化的一个新的捷领域。通过为系统安装特定插件后，使这些轻级格式转换文件能够通过Web浏览器直接打开进浏览。为好的进企业间的交，还可以把格式文件嵌入到OFFICE等办公软件中去，充分用WORDEXCEL和邮件的可编辑性和传阅性。另外软件厂商为配合同人群使用，也推出配套三维可视

12、化浏览器进读取查看(如图七)。如达系统、Autodesk等软件厂商。图七3.3达系统摆脱CATIA系统来查阅三维模型3DXML是一种通用的、轻的、基于XML的格式。该格式可以与Web紧密集成，使其具备广泛的传播性。3DXML高压缩复杂数据，提供快速的文件传输和缩短加载时间，同时保持交换文件的确几何图形。企业可以通过这个技术在网上建三维的部件库，以企业宣传，用来和供应商交。提高信息交以及协同工作的能，人们需要再安装庞大的CATIA系统夹浏览数据文件，WORD、EXCEL、WEB成它捷的浏览载体。Autodesk庞大软件拥有群支撑DWF文件推广为能够在Internet上显示AutoCAD图形，Au

13、todesk采用一种称为DWF(DrawingWebFormat)的新文件格式。DWF文件格式支持图层、超级链接、背景颜色、距离测、线宽、比等图形特性。用户可以在损失原始图形文件数据特性的前提下通过DWF文件格式共享其数据和文件。其广泛推广需依托Autodesk所拥有的庞大的客户群体。当然，并只是达系统的3DXML和Autodesk的DWF格式能够基于WEB浏览器进查看，很多软件厂商涉足此地。厂商的竞争，产生各式种类的3D图形文件格式与相应的浏览器插件的混乱局面。结束这些最好办法是微软在它的WEB浏览器中预装一个或几个实时渲染插件，以至于互联网3D图形的观看者必花费时间去下载插件。然而，微软并

14、未选中任何一家公司作为其合作伙伴，也许在某一天微软会推出它自己的一整套解决方案，从而保持它在互联网3D图形领域中的霸权地位。基于轻化格式的三维可视化具有很多优点，但大多是针对各自的轻化格式展开解决方案，这样就造成使用者的一些局限性。众多的软件厂商意味着摆在人们面前的格式会是单一的，为解决此问题，出现一些支持海格式读取的可视化浏览器。三维可视化支持多种文件格式的直接浏览器这类浏览器普遍具有的特点是能够读取多种数据格式，并且具备一些普通浏览器所具备的功能（见表二）。按照使用特点它们可以分为两种：第一种就是直接可以对各类文件格式进直接读取浏览，第二种就是先经过转换然后再进读取，同时支持多种文件格式的

15、转换（见图八）。下面就对这类浏览方式的主要几个供应厂商进简单的介绍。图八4.1ORECL任何格式文件可以来AutoVue体验在企业可视化方案这一新兴市场中，ORECL公司推出企业可视化解决方案AutoVue，它的最大特点就是能够读取广泛的三维格式的文件，而无需通过专业软件。它所提供的统一的独界面以及应用工具包，可以浏览、标注、打印和转换各种电子文档，并完全保原始文档的完整性和安全性。还提供基于网页的浏览功能。除此以外，AutoVue产品也可与文档管（PDM）、产品生命周期管（PLM）、企业资源计划（ERP）等系统集成，实现企业应用软件系统的可视化，目前很多PLM/PDM的厂商通过集成AutoV

16、ue夹实现其三维可视化解决方案（见表一），另外AutoVue的可视化解决方案的应用领域也很广泛，如钢铁,石化,电,基础设施等非PLM的领域有用它来实现三维可视化。与ORECL的AutoVue同的是，也就是我们提到的第二种三维可视化浏览解决方案，通过支持多格式转换后进读取的软件产品，下面就介绍几个比较有代表性的TransMagic、天喻的InteVue和的eDrawings，他们是基于多格式转换的直接浏览。TransMagic支持多格式转换与读取TransMagic也是解决制造业互通操作之间所面临问题。提供多种格式转换功能，使得模型能够在3DCAD/CAM/CAE系统之间快速转换。支持多种三维C

17、AD模型文件格式的类型，并可以浏览、修复、交换3DCAD数据。InteVue三维轻化远程浏览器由于当前Internet网络环境带宽的限制，基于三维数模的数据协同存在传输效低下的问题。为提高共享协同效，天喻公司提供基于三维轻化模型的可视化协同解决方案（如下图），支持对Pro/E、UG、CATIA、SolidEdge、Inventor等三维模型的轻化和可视化，并以通用接口支持与PDM的集成。InteVue首先将三维CAD模型转化成统一的、大小仅为原模型二十分之一的轻化模型，基于轻化模型可实现三维可视化浏览与批注、三维虚拟装配、三维装配动画、三维爆炸视图生成等。控件工具栏殖泓电屈1&564B!l3-on_J宅Iw-pr闿醮耐叫件=片知iE1LalnukuiEK_4f.mS3L*胆口ZuTtgb,i口鶴LWwlrti讪也m4,i,4Fi*tifih*-EJ-j1411田隔rpriQ.1ei-rst*,jjB1Il54n*.討电jyisgg前*Q%i?ei:ho.prifi1nffri0%Un】ri