LGS — эффективный и доступный решатель геометрических задач
Неограниченная сфера приложения
Модули двумерного черчения в САПР и системах 3D-моделирования
В 1997 году президент консалтинговой фирмы Mithec Мишель Терон (Michel Theron) заявил: «За более чем 25-летнюю историю промышленных САПР пользователям предлагаются, за редким исключением, средства черчения и ускорители геометрических расчетов. Главной проблемой для пользователей остается невозможность легко и быстро вносить изменения в проект без перепроектирования уже созданных ранее деталей и узлов». За прошедшие годы актуальность данного высказывания ничуть не уменьшилась.
Представляем новый решатель
Компания ЛЕДАС предлагает современное и эффективное решение этой и еще многих проблем, с которыми сталкиваются пользователи САПР, — это решатель геометрических задач LGS. Его первый официальный релиз назначен на осень нынешнего года, но уже сейчас вы можете получить полноценную документацию и скачать все необходимое для тестирования и предварительной интеграции, приняв участие в программе опережающей разработки через сайт http://lgs.ledasgroup.com/eap.
Чтобы наглядно объяснить, что такое LGS, рассмотрим элементарную задачу модификации равностороннего треугольника со скругленными углами. Если пользователь захочет увеличить стороны уже начерченного треугольника, оставив радиусы скруглений прежними, ему придется в самом простом случае по очереди увеличить каждую из сторон до одной и той же величины, а ведь с этими сторонами могут быть связаны целые узлы.
LGS представляет собой высокоразвитый вариант геометрического решателя — модуля, который отвечает за расчет правильных параметров для геометрических объектов, удовлетворяющих налагаемым на них ограничениям. Решатель автоматически выбирает нужные длины, радиусы, координаты точек и т.п. в зависимости от их эскизных значений и определенных ограничений. Подобный решатель (его иногда называют вариационным) служит для эффективного пересчета геометрической модели при любом ее изменении. В данном случае при использовании LGS достаточно удлинить лишь одну сторону, а остальные увеличиваются автоматически в силу заданного ограничения равенства, как, например, это показано на рис. 1.
До недавнего времени вышеуказанные возможности были доступны только в больших САПР (таких как Pro/ENGINEER (PTC) и CATIA (DS)), что было обусловлено, в частности, очень высокими ценами и ресурсоемкостью решателей. Однако времена меняются, и компания ЛЕДАС выпустила на рынок двумерный геометрический решатель LGS, сопоставимый по функциональности и производительности с решателем DCM от компании D-Cubed — фактического монополиста на рынке вариационных решателей. Компания ЛЕДАС видит свою задачу в том, чтобы превратить геометрический решатель в неотъемлемый стандартизованный компонент малых и средних систем, тесно связанных с геометрией (проектированием, графикой, моделированием, играми и др.), способствовать значительному росту производительности труда инженеров и дизайнеров.
По мнению аналитиков ЛЕДАС, расширению сферы приложения геометрических решателей также должны способствовать такие факторы, как существенное повышение производительности настольных систем и развитие вычислительных методов (в том числе геометрических), профессиональной разработкой которых компания активно занимается и которые использует в своих продуктах.
Широкая доступность системы LGS базируется на эффективности архитектурных и алгоритмических решений, на компактности, а также на гибкой ценовой политике (российским потребителям ЛЕДАС предлагает особые условия приобретения LGS) и развитом сервисе. Помимо обычного телефонного и e-mail-консультирования компания предоставляет клиентам доступ к прозрачной системе отслеживания ошибок IMS (https://ims.ledasgroup.com), через которую клиенты могут не только сообщать о проблемах, но и отслеживать статус их решения. Кроме того, партнер ЛЕДАС — компания Sib3 (http://www.sib3.ru) — предлагает услуги по интеграции LGS в приложения наиболее адекватным образом, услуги по разработке приложений, основанных на LGS, а также по разработке специализированных версий LGS с учетом потребностей конкретного приложения.
 |
|
Черчение в ограничениях
Современные вариационные решатели работают со всеми элементарными объектами, которые встречаются в модулях черчения: точками, прямыми, окружностями, эллипсами, произвольными кривыми. Более сложные объекты, а именно ломаные, прямоугольники, скругления и т.п., легко моделируются с помощью простых элементов и ограничений внутри модуля черчения и доступны пользователям как примитивы.
На простых объектах поддерживаются отношения двух видов: меры (угол, расстояние, радиус) и ограничения (совпадение точек, принадлежность точки прямой или кривой, касание прямой и кривой, равенство расстояний, симметрия и пр.). Набор отношений, поддерживаемых LGS, весьма широк, так что перечислять их все не имеет смысла, тем более что каждое ограничение поддерживается в нескольких вариантах в зависимости от объектов, которые оно связывает.
На моделях, состоящих из объектов и ограничений, поддерживаются операции решения (размещение объектов с учетом наложенных отношений) и перемещения (сдвиг и поворот отдельных объектов на чертеже). Если ограничения противоречивы или если перемещение противоречит наложенным ограничениям, решатель выдает точную диагностику того, какие именно ограничения надо удалить в целях устранения противоречий.
|
|
Неограниченная сфера приложения
На базе LGS может быть разработан широкий ряд приложений, и о некоторых из них мы расскажем ниже.
Модули двумерного черчения в САПР и системах 3D-моделирования
Это — традиционная сфера приложения, поскольку использование ограничений позволяет сделать черчение более точным: достаточно нарисовать два пересекающихся отрезка прямых и указать между ними угол в 30°, чтобы они расположились именно под таким углом с высокой точностью. Добавим описание скругления с заданным радиусом — и оно встанет на свое место. Укажем другой угол между прямыми — скругление сохранит изначально заданные характеристики.
Кроме того, приложение может самостоятельно анализировать чертеж, чтобы понять, какие соотношения между объектами дизайнер имел в виду. В этом случае приложение предложит задать соответствующие ограничения и таким образом уточнить чертеж непосредственно в ходе черчения.
Еще одной интересной возможностью, которая может быть реализована с помощью геометрического решателя, является интерактивное изменение модели. Скорость работы LGS позволяет в режиме реального времени перемещать отдельные части модели так, чтобы все наложенные ограничения оставались выполненными. Дизайнер, меняя позицию части модели, видит, как меняется вся модель, какие положения допустимы, а какие нет.
|
|
Моделирование механизмов
Посредством LGS можно просчитать все фазы изменения модели при изменении какого-нибудь параметра на чертеже. Например, можно анимировать движение ковша экскаватора в зависимости от длины любого из гидравлических приводов и даже при одновременном изменении нескольких или всех из них (рис. 2).
Моделирование может выполняться как с помощью анимирования параметра (заданием границ изменения и интервала времени), так и динамически — в результате действий пользователя (например, при перетаскивании мышью).
|
|
Архитектурные САПР
В архитектурных САПР дизайнер обычно имеет дело с плоскими проекциями: полом, стенами и т.д. Предоставляемая решателем LGS возможность задания ограничений значительно обогащает процесс динамического проектирования — изменяя те или иные условия, можно просматривать разные варианты дизайна. При этом ключевые соотношения будут сохраняться автоматически.
Можно также задавать расположение дверей на противоположных стенах друг напротив друга (и даже на произвольной линии) и затем менять положение одной из них вдоль стены, а вторая при этом будет самостоятельно перемещаться в нужную позицию (рис. 3).
|
|
Другие приложения
Мы назвали далеко не все приложения для LGS. Решатель может работать не только в составе САПР или системы 3D-моделирования, но и в составе пользовательских приложений, решая конкретные геометрические задачи. В частности, его можно использовать для сохранения целостности рисунка при трансформациях в дизайнерских пакетах, для уточнения взаимного расположения объектов, например на интегральных схемах.
В стратегических планах развития LGS есть целый ряд направлений, которые позволят расширить применяемость решателя — это и создание полноценного трехмерного решателя, и включение в число ограничений сложных мер (длин контуров и площадей), физических отношений из области статики и динамики, и даже включение в LGS средств совместной распределенной работы с возможностью разрешения возникающих противоречий.
|
|
Почему ЛЕДАС?
Основой успеха проекта LGS стала многолетняя деятельность сотрудников компании ЛЕДАС в области исследований и технологиях, связанных с программированием в ограничениях (Сonstraint Рrogramming), еще со времен работы в лаборатории искусственного интеллекта Новосибирского института систем информатики им. академика А.П.Ершова (ИСИ СО РАН, http://iis.nsk.su). Кроме того, ЛЕДАС накопила большой практический опыт за период четырехлетнего, постоянно расширяющегося сотрудничества с мировым лидером в сфере САПР компании Dassault Systemes (Франция) в области разработки интеллектуальных компонентов для CATIA.
ЛЕДАС — одна из ведущих групп в области экспертизы и построения решений для интеллектуализации процессов проектирования. Совместно с рядом известных организаций-партнеров компания ЛЕДАС проведет 8-10 июня 2004 года в новосибирском Академгородке международную конференцию «Интеллектуальные подходы в CAD/CAM/CAE и компьютерной графике: от методов к приложениям». Ожидается, что участие в конференции примут представители разработчиков САПР, исследовательских групп в области интеллектуальных технологий для САПР, а также российские и зарубежные пользователи САПР. Заявки на участие принимаются по e-mail workshop@ledasgroup.com и через Web-сайт http://ledasgroup.com/workshop, где будет размещаться вся актуальная информация о конференции. В связи с подготовкой к конференции ЛЕДАС планирует серию публикаций в журнале «САПР и графика», посвященных использованию ограничений для черчения, распределенного дизайна, концептуального дизайна и др.
На правах рекламы.
|
|
