Революция компании PTC в области CAD

Компания PTC 28 октября представила Creo — новое поколение программного обеспечения для проектирования, призванное решить проблемы, долгое время существовавшие в компаниях, использующих программное обеспечение CAD.

«На первый взгляд складывается впечатление, что компания PTC просто пересмотрела продуктовую линейку и представила новую торговую марку. Однако при детальном изучении вопроса и рассмотрении причин изменений вы поймете истинную ценность пакета Creo», — говорится в публикации Deelip.com.

В чем состоят отличия Creo

Компания PTC 28 октября объявила тысячам клиентов, отраслевым аналитикам и представителям средств массовой информации по всему миру о создании новой системы Creo (рабочее название проекта — Lightning).

Что же такое Creo? Это новое поколение программного обеспечения для проектирования от компании PTC, которое призвано решить проблемы, долгое время существовавшие в компаниях, использующих программное обеспечение CAD. Creo отличает простота работы, взаимодействие с другими системами, привязка к существующим технологиям и управление сборками.

Creo решает существующие проблемы путем реализации четырех инновационных технологий:

• AnyRole Apps — идеальное средство, которое всегда рядом в нужный момент;
• AnyMode Modeling — проектирование и использование данных во всех режимах моделирования;
• AnyData Adoption — использование данных любой CAD-системы;
• AnyBOM Assembly — возможность подключения к системам PLM для создания и проверки конфигурации изделий с учетом серийных номеров.

Каким образом текущие продукты связаны с Creo

Текущие продукты Pro/ENGINEER, CoCreate и ProductView стали фундаментальными компонентами Creo, получив новое имя Creo Elements. Элементы Creo Elements не только реализуют все возможности, ожидаемые от решений CAD, CAM, CAE, CAID и средств визуализации производства компании PTC, но и позволяют перейти к пакету Creo как существующим, так и новым клиентам.

Путь к Creo

Creo Elements — это путь к Creo, который начинается уже сейчас. Воспользуйтесь преимуществами повышения производительности с помощью текущих продуктов:

• преимущества Creo Elements/Pro 5.0 (прежнее название — Pro/ENGINEER Wildfire 5.0):

- центру космических полетов НАСА им. Годдарда удалось сократить сроки изготовления на 50%,

- компании PING удалось сократить время выпуска прототипа на 78%,

- компания Samsung сократила время разработки на 23%,

- компания BAE Systems сократила время разработки на 40%;

• преимущества Creo Elements/Direct 17.0 (прежнее название — CoCreate 17.0):

- сокращение времени создания 2D-профилей на 40%,

- сокращение времени изменения моделей до двух раз,

- сокращение времени изменения моделей с использованием новой парадигмы вытягивания и выталкивания до трех раз,

- сокращение времени создания и изменения сложных 3D-шаблонов на 60%; 

• преимущества Creo Elements/View 9.1 (прежнее название — ProductView 9.1):

- более быстрая загрузка, просмотр и обработка информации об изделии — снижение стоимости разработки изделий за счет использования виртуальных прототипов;

- сокращение времени вывода изделия на рынок за счет мгновенной визуализации и динамического анализа на любом этапе процесса.

После выпуска пакета Creo 1.0 летом 2011 года приведенные на рисунке продукты будут соответствовать новому стандарту наименований Creo, но без торговой марки

Будущее

Creo представляет собой масштабируемый пакет приложений для проектирования, который построен на общей платформе с учетом всех участников процесса разработки изделия для обеспечения максимальной производительности каждого.

Созданная из Pro/ENGINEER, CoCreate и ProductView, система Creo реализует четыре революционные технологии, позволяющие предприятию извлечь дополнительную выгоду из собственных ресурсов:

• AnyRole Apps — идеальное подручное средство, позволяющее каждому сотруднику организации участвовать в процессе разработки изделия. Способствует возникновению новых идей, стимулирует творчество и повышает личную производительность; 
• AnyMode Modeling — программа, предоставляющая возможности проектирования на основе множества парадигм и обеспечивающая прямое 2D- и 3D-проектирование, а также параметрическое 3D-проектирование. Данные, созданные в любом из режимов, полностью доступны для изменения и повторного использования в других режимах, что позволяет работать как с собственными данными, так и с данными, полученными от других пользователей, в любой парадигме по выбору. Кроме того, средство моделирования AnyMode дает возможность переключаться между режимами без ущерба для интеллектуального компонента модели и конструкторской идеи, повышая тем самым эффективность командной работы;
• AnyData Adoption — программа позволяет внедрять в проект данные любых CAD-систем, расширяя возможности и повышая производительность проектирования с применением разных CAD-систем. Creo обеспечивает пользователям доступ к ценной информации, созданной в процессе разработки изделия с привлечением разных CAD-систем. Более того, система Creo позволяет повторно использовать данные существующих систем, сокращая традиционно высокую стоимость перехода на новые технологии; 
• AnyBOM Assembly — программа обеспечивает рабочим группам уровень эффективности и масштабируемости, необходимый для создания, проверки и повторного применения информации при разработке в высокой степени конфигурируемых изделий. Creo поддерживает процессы проектирования как снизу вверх, так и сверху вниз. Клиенты могут легко планировать и мгновенно создавать любые необходимые конфигурации. Применение сборок на основе ведомостей материалов и тесная интеграция с Windchill, программным обеспечением PTC для управления жизненным циклом изделия, расширяет возможности клиентов.

Микросайт Creo (http://creo.ptc.com/) содержит всю информацию о Creo: обзоры в прессе, статьи и видео от коллектива PTC. Оставайтесь на связи!

Русскоязычное сообщество http://communities.ptc.com/groups/prorussia объединяет всех, кто связан с разработкой изделий и совершенствованием проектирования. На его сайте можно задать вопросы, комментировать, размещать видео и высказывать свои мысли.

Хотите узнать больше? Creo Elements/Pro 5.0 предоставляет возможности 3D-моделирования, которые можно испытать на практике уже сейчас. Мы предлагаем пробную версию Creo Elements/Pro, которую можно заказать, отправив запрос на marketing-ru@ptc.com.

Один из новейших модулей Creo Elements/Pro — Advanced Rendering Extension — включает механизм ментального рендеринга для достижения высокоуровневого фотореализма. Поэтому сегодня речь пойдет об оптимальных методах для фотореалистичного рендеринга.

Фотореалистичный рендеринг в Creo Elements/Pro 5.0

Насыщенные функциями и простые в использовании решения для фотореалистичного рендеринга стали обязательным инструментом при проектировании изделий. Используя приведенные далее четыре оптимальных метода, инженеры с помощью современных приложений могут быстрее создавать более реалистичные изображения.

С технической точки зрения фотореалистичный рендеринг является искусством и наукой применения компьютерных алгоритмов для формирования изображений, максимально близко похожих на сцены реальной жизни. Примеры фотореалистичного рендеринга высокого уровня можно найти в таких анимационных фильмах, как «ВАЛЛ-И», «Рататуй» и «Суперсемейка», однако и инженеры всё больше используют эти инструменты для создания реалистичных представлений своих изделий.

Создавая фотореалистичное изображение на основе трехмерной модели CAD, изготовители избавляются от необходимости изготавливать физический прототип с последующим фотографированием его в студии

Чаще всего фотореалистичный рендеринг в конструировании применяется для решения следующих задач:

• оценка проекта — при подаче проекта изделия на оценку или представлении конструкторского предложения отделу маркетинга инженеры используют фотореалистичные изображения для более точного моделирования вида изделия на ранней стадии процесса проектирования;
• упаковка изделия — при разработке упаковки изделия с его изображением инженеры применяют на макетах упаковки фотореалистичный рендеринг моделей вместо создания прототипа и фотографирования его в студии;
• размещение в реальных условиях — когда конструктору нужно показать изделие в реальных условиях эксплуатации, например новый водопроводный кран, установленный на ванне или раковине, он может использовать фотореалистичные изображения для точной иллюстрации.

В каждом из этих случаев фотореалистичные изображения позволяют избежать расходов, связанных с созданием прототипа, отправкой его в фотостудию и тратой времени (и денег) для установки декорации, освещения, фотографирования и проведения множества корректировок и повторов для достижения нужного вида снимков.

Фотореалистичный рендеринг также помогает сократить время вывода изделия на рынок, давая возможность проектным группам в самом начале процесса разработки точнее представить, как будет выглядеть конечное изделие, а также позволяя компаниям производить упаковку параллельно с изделием, не ожидая появления прототипа.

Оптимальные методы

Хотя приложения фотореалистичного рендеринга для инженеров не являются чем-то новым, сегодня они стали более совершенными и простыми в применении. Кроме того, некоторые приложения полностью интегрируются в стандартные пакеты CAD/CAM/CAE. Подобная целостная интеграция приложений трехмерного проектирования и рендеринга позволяет инженерам использовать существующие модели для создания фотореалистичных изображений в той же среде конструирования без необходимости экспорта моделей из систем CAD/CAM/CAE и последующего импорта в систему рендеринга.

Вот лишь несколько примеров тех эффектов, которых можно добиться с помощью современных средств фотореалистичного рендеринга. Чтобы загрузить бесплатную экранную заставку с другими примерами, посетите веб-страницу PTC.com/go/screensaver

В результате всё больше инженеров могут пользоваться этими средствами и всеми теми преимуществами, которые подобные средства предоставляют. Однако инженерам, имеющим мало опыта в работе с освещением, поверхностями и другими аспектами создания фотореалистичных изображений, необходимо потратить некоторое время на обучение.

Далее рассматриваются четыре оптимальных метода, которые помогут инженерам с любым уровнем знаний начать применять фотореалистичный рендеринг для быстрого и простого создания реалистичных изображений.

Работа с различными форматами CAD-данных с помощью Creo AnyData Adoption

2D- и 3D-проектирование, а также параметрическое 3D-проектирование. Данные, созданные в любом из режимов, полностью доступны для изменения и повторного использования в других режимах

Работа с 2D чертежами и любыми 3D моделями с помощью Creo AnyMode Modeling.

С помощью Creo AnyRole Apps пользователь сам выбирает необходимый инструмент работы, например, приложение для 2D проектирования

Использование освещения на основе изображения

Одним из наиболее сложных и трудоемких аспектов рендеринга для неопытных пользователей является реалистичное размещение освещения, часто требующее большого количества проб. Новая технология под названием «Освещение на основе изображения» (IBL) устраняет необходимость в догадках. При помощи IBL пользователь накладывает изображение в формате расширенного динамического диапазона (HDR) на модель. HDR — это формат изображения, применяемый для таких условий, как комнаты или внутренние дворы. Он включает нужное освещение и цвета для создания правильных отражений. HDR-изображение становится фоном модели, устраняя необходимость ручного расположения источников света. С помощью HDR-изображения можно сразу же воспользоваться преимуществами высококлассного освещения в своих визуализациях. Найти HDR-изображения просто: миллионы таких изображений можно купить или загрузить через Интернет.

Фотография или чертеж? Современные обработчики фотореалистичного рендеринга делают разницу трудно уловимой

Использование библиотеки образов

Еще одним трудоемким элементом создания фотореалистичного изображения является организация материалов поверхности модели для придания ей правильной текстуры и светоотражающих свойств. Например, стекло, нержавеющая сталь, дерево или пластик, полученный литьем под давлением, требуют различных параметров образа, которые могут включать отражение, блеск и цветовую текстуру (например, для древесного волокна). Выбирая параметры из библиотеки образов Creo Elements/Pro и помещая их на модель, инженеры могут быстро и легко задать правильные свойства поверхностей.

Creo AnyRole Apps содержить инструменты для работы со станками с ЧПУ.

Creo содержит удобные инструменты визуализации для любого участника процесса проектирования

Планировании сервисных услуг для клиентов в Creo AnyRole App

Creo предлагает широкий спектр приложений, например, фотореалистичный рендеринг, который могут использовать маркетологи с своей работе.

Creo содержит удобные инструменты визуализации для любого участника процесса проектирования

Creo дает инженеру и конструктору специальные apps для любой задачи

Физически правильное освещение и глобальное освещение

Опытные пользователи, желающие самостоятельно установить освещение для рендеринга, могут лучше понять влияние освещения на модель за счет применения физически правильного освещения и глобального освещения.

Физически правильное освещение включает две предустановленные характеристики — интенсивность и цветовую температуру — для каждого источника света, использованного в изображении. Интенсивность измеряется в люксах или ваттах, а цветовая температура определяется цветом излучаемого света. Например, свет ламп накаливания имеет желтый оттенок, а флуоресцентное освещение — голубой. Физически правильное освещение задает правильную интенсивность и цветовые значения при выборе пользователем типа освещения и не требует установки этих параметров вручную. Подобный подход позволяет быстрее организовать освещение и повышает точность, устраняя вероятность ошибок. Применение в системе стандартных терминов для предварительно установленных значений (например, ватт вместо люкс) является более понятным для пользователей, что повышает удобство работы.

Физически правильное освещение должно использоваться вместе с возможностями глобального освещения, при котором рассчитывается влияние освещения, исходящего непосредственно от источника света и отраженного от поверхностей. Другим аспектом глобального освещения являются каустические линии, которые показывают, как проявляются на другой поверхности лучи света, отражаемые или преломляемые криволинейной поверхностью либо объектом. Физически правильное освещение вместе с глобальным освещением позволяет инженерам оценить полное влияние освещения на окружающую обстановку и модель.

Создание реалистичных теней

Тени имеют оттенки, которые при правильном рендеринге делают изображения более реалистичными. Тем не менее, поскольку у теней нет резких границ, пользователи программного обеспечения для фотореалистичного рендеринга должны сначала удалить из своих моделей острые кромки при помощи скруглений и углублений.

При необходимости также следует применять прозрачные тени. Если свет падает на сплошной объект, то тень будет серой. Но если он падает на прозрачный объект, то тень примет цвет объекта, через который проходит свет. Функция прозрачной тени в программном обеспечении позволяет включить цвет прозрачного объекта в тень.

Начало работы. Выбор правильной системы фотореалистичного рендеринга

Для применения приведенных выше оптимальных методов система фотореалистичного рендеринга должна включать определенные функции:

• поддержку HDR-изображений;
• библиотеку встроенных реалистичных поверхностей, которые могут применяться к модели, например рельефных текстур, иллюстрирующих взаимодействие текстуры рельефной поверхности с окружающим освещением;
• физически правильное освещение, глобальное освещение и каустические линии для определения влияния освещения на модели;
• возможность наложения реалистичных теней, которые допускают мягкие или размытые края и прозрачность.

Реалистичная визуализация моделей в Creo elements/Pro

Инженеры, желающие воспользоваться преимуществами этих средств фотореалистичного рендеринга, могут найти их в специализированном модуле Creo Elements/Pro Advanced Rendering Extension (ARX). Данные возможности рендеринга полностью интегрированы в Creo Elements/Pro. Таким образом, при изменении модели можно просто выполнить повторный рендеринг без преобразования всех базовых данных и повторного импорта в другое приложение рендеринга.

Сокращение времени вывода на рынок и снижение затрат

С помощью современных пакетов фотореалистичного рендеринга, таких как модуль Advanced Rendering Extension для Creo Elements/Pro 5.0, инженеры (независимо от опыта работы с освещением) получают основанные на оптимальных методах инструменты, которые необходимы для выполнения реалистичного рендеринга моделей. Эти модели позволяют инженерам, заказчикам, менеджерам и специалистам по маркетингу еще на ранней стадии процесса проектирования точно понять, как будет выглядеть изделие, и предоставляют возможность быстрее вносить изменения и разрабатывать упаковку, сокращая время вывода изделия на рынок. Вместе с тем устраняется необходимость в использовании фотостудий, что также экономит время, деньги и усилия.

САПР и графика 1`2011