Новосибирская фирма ProPro Group разработала САПР bCAD, которая может составить достойную конкуренцию известным пакетам типа AutoCAD и MicroStation
Владимир Малюх
Система bCAD разрабатывалась для широкого спектра приложений, поэтому ее функциональность достаточно универсальна. Разносторонность пакета достигается тем, что он объединяет в себе мощные компоненты для исполнения различных этапов проектных и дизайнерских работ:
- разработка чертежей - классического вида технической документации;
- построение объемных моделей различных изделий и объектов по плоским эскизам;
- изготовление чертежей по объемным моделям;
- подготовка статистических данных о проекте или данных для расчетных систем;
- получение реалистичных изображений и подготовка анимированных презентаций;
- простой в освоении и использовании пользовательский интерфейс;
- возможность работы на доступном оборудовании;
- совместимость с распространенными САПР и офисными приложениями.
Чем же эта система отличается от десятков недорогих САПР, имеющихся на рынке? Дело в том, что подавляющее большинство известных систем соответствующего ценового класса ограничены по функциональности. Так называемые “облегченные” версии более мощных пакетов САПР, как правило, имеют очень ограниченный набор функций для объемного моделирования, в особенности для получения реалистичных изображений. В свою очередь, доступные трехмерные пакеты ориентированы на экранные презентации и не предоставляют возможностей для исполнения традиционных плоских чертежей и подготовки конструкторской документации. Для выполнения разных этапов работ в “недорогих” пакетах пользователям придется установить несколько систем (зачастую плохо совместимых по данным). bCAD спроектирована и разработана как универсальное рабочее место проектировщика, позволяющее проводить широкий спектр работ в “сквозном” режиме - от чертежа к объемной модели либо, наоборот, от трехмерного представления к плоским проекциям. При этом есть возможности изготовления технической документации в соответствии с требованиями стандартов, получения реалистичных изображений, подготовки данных для расчетных систем. Важно, что все эти работы проектировщик или дизайнер выполняет в единой среде, не затрачивая времени на трудоемкий перенос данных между двухмерной и трехмерной системами. Кроме того, по ряду функциональных возможностей bCAD превосходит даже специализированные пакеты, например в области получения реалистических изображений. bCAD является законченной системой, готовой к выполнению проектов и, как правило, не требующей дополнительных приложений, хотя благодаря богатым возможностям переноса данных и не исключает возможность совместного использования специализированных программ, скажем расчетных. Таким образом, по сравнению с близкими по стоимости продуктами bCAD предоставляет важную возможность производить более сложные и комплексные работы в единой среде с общей базой данных.
Пользовательский интерфейс
Приложения компьютерной графики всегда были основой для построения пользовательского интерфейса. Поколение ОС Windows позволяет использовать в bCAD все лучшее, что было наработано в этой области: пиктограммы, плавающие панели инструментов, мгновенные подсказки, отсутствие ограничений на имена файлов, технологию “перетащи и оставь”. Для того чтобы в проект вставить типовой элемент, достаточно перенести его из папки-каталога в рабочее поле программы. Доступ ко всем функциям возможен либо с помощью мыши через панели пиктограмм, либо с клавиатуры через систему “горячих кнопок”. Все эти, казалось бы, мелочи позволяют значительно упростить освоение и использование пакета, существенно ускорив экономическую отдачу от его применения. В целом опыт показывает, что систему можно самостоятельно полностью освоить за одну-две недели. Для создания наиболее комфортной обстановки bCAD выпускается как в интернациональном - английском варианте, так и в нескольких национальных версиях: русской, немецкой, итальянской и специальной английской для британцев. Локализации подвергаются все компоненты системы начиная с меню, диалоговых окон и заканчивая подсказками и текстами руководства и учебника.
Экран типичной рабочей сессии bCAD
Оборудование и программное окружение
На сегодняшний день производительность современного рядового ПК (486/Pentium, объем памяти 8 - 16 Мб, монитор SVGA) можно считать совершенно достаточной для исполнения приложений САПР. Конечно, дорогие пакеты могут и должны ориентироваться на самые мощные системы, но мы говорим о базовых функциях, присущих сложным системам двух-трехлетней давности. Windows 95 и в особенности Windows NT предоставляют практически все, что необходимо для работы с трехмерной графикой: эффективное исполнение 32-разрядных приложений, современный пользовательский интерфейс, поддержку практически всех графических адаптеров и печатающих устройств, удобную работу в сети и, что немаловажно, развитые средства разработки приложений. Отдельно следует отметить возможность использования популярного графического протокола OpenGL, принятого в качестве стандарта для графических систем. Итак, мы определили облик базовой системы для современного недорогого рабочего места дизайнера: это рядовой ПК, оснащенный достаточным объемом оперативной памяти и укомплектованный, в случае необходимости, более мощной графической системой.
Плоское черчение
Нет ничего более традиционного для чертежника и конструктора, чем лист бумаги, карандаш, циркуль и ластик. Простой чертежной системой сегодня мало кого удивишь, как правило, исполнение чертежей является вспомогательной функцией компьютерного дизайна, но не следует ее недооценивать. В конце концов, любой проект должен быть реализован в металле, дереве или пластике, но далеко не всегда (тем более в небольшом производстве) используется станок с ЧПУ, так что чертеж еще долго будет необходим, и исполнить его нужно по всем правилам. Поскольку во главу угла мы ставим экономическую эффективность, следует задуматься, чем компьютерное черчение может быть полезнее. Нет смысла автоматизировать лишь построение прямых линий и окружностей. На этапе исполнения и особенно изменения чертежа важно ускорить и облегчить выполнение сложных и трудоемких работ - надписи, штриховки, назначение и простановку размеров, изображение стандартных и часто повторяющихся элементов. Естественно, обычные геометрические построения тоже не остались забытыми: каждый примитив может быть построен несколькими способами, с привязкой к уже существующим объектам, сетке, в произвольной системе координат, с вводом точных значений с клавиатуры. Существенным преимуществом перед многими системами является возможность последующего изменения любых свойств чертежных элементов, редактирование надписей, изменение шрифта и размеров символов, цвета, типа и толщины линий, переопределение штриховок. Все эти прежде трудоемкие операции выполняются за считанные секунды. Существенные удобства предоставляет возможность работы с гибридной графикой. Теперь в случае необходимости можно использовать растровый файл в качестве фона чертежа, например для ручной векторизации сканированных эскизов и фотоснимков.
Объемное моделирование
Трехмерная графика долгое время оставалась запретным плодом для большинства дизайнеров, работающих на ПК. В большинстве своем 3D-системы ориентированы на презентационные задачи, рекламу и достаточно простую мультипликацию. Проектировщику же нужны средства точных построений и расположения элементов в пространстве. bCAD органически сочетает в себе возможности электронного кульмана и мастерской макетчика. Еще на этапе выполнения обычного плоского чертежа дизайнер строит настоящие трехмерные конструкции, вернее, их остов - план расположения стен, сечения и осевые линии трубопроводов, образующие деталей вращения. В дальнейшем с помощью различных инструментов построения поверхностей плоский чертеж в считанные минуты превращается в пространственную модель детали или конструкции. При этом пользователю остаются доступными все средства объектной привязки, настройки системы координат, ввода точных значений с клавиатуры, относительных построений. Для построения элементарных или часто используемых типов поверхностей - сферических, цилиндрических, спиралей, прямоугольных блоков - существуют специальные команды. Для более сложных поверхностей применяются различного рода протяжки контуров, оборачивание набора шаблонов и повороты. Кроме того, bCAD содержит ряд специфических инструментов построения фрактальных поверхностей (для генерации реалистичных ландшафтов) или создания объемных текстов. Простые объемные тела можно, в свою очередь, объединить в сложные поверхности или использовать как инструменты для вырезания или пресечения. Традиционная для САПР система слоев позволяет легко разделить объемные и плоские данные на любом этапе работы - при создании, редактировании, визуализации или получении твердых копий. Таким образом, проект содержит комплексную информацию о пространственной геометрии (в виде объемных моделей) и проектно-технологическую документацию (в виде чертежных данных).
Гибридная графика в чертежном редакторе bCAD
Использование изобразительных возможностей bCAD в архитектуре
Статистика и расчет
Проектирование далеко не всегда ограничивается построением геометрических моделей, очень часто бывает нужно произвести прочностные, тепловые расчеты или спланировать материальные затраты на изготовление изделия. bCAD предоставляет базовые функции статистической обработки: подсчет количества используемых элементов и деталей производится практически автоматически. Каждый элемент чертежа может иметь назначенную проектировщиком пометку с текстовой информацией типа: “болт М12х24” или “кресло кожаное АРТ123-456”. Специальная функция bCAD затем собирает информацию обо всем чертеже или его выделенной части и составляет отчет, который можно записать в файл, напечатать или перенести в любое другое приложение. При создании библиотек стандартных элементов такая информация для каждого элемента является фактически обязательной: таким образом, создав из типовых элементов сборочный чертеж, вы получаете список используемых деталей.
Для выполнения расчетов прочности и других технических характеристик подготовить чертежи или описать геометрию изделия зачастую бывает недостаточно. Но если при проектировании типовых изделий можно воспользоваться стандартными методиками, то для деталей необычной формы или, скажем, сложных схем нагрузки требуется численный расчет. В январе 1998 г. “ПроПро-группа” (компания - разработчик bCAD) заключила с разработчиками пакета Riemann, предназначенного для численного анализа напряженно-деформированного состояния упругих конструкций, соглашение о распространении Riemann совместно с bCAD (на опционной основе). В связи с этим в систему Riemann был внесен ряд доработок и дополнений: например, для интеграции пакета с bCAD введена возможность импортирования графических объектов в векторном формате.
Получение реалистичных изображений
Дизайн предполагает, что разработчик имеет точное представление о том, как изделие будет выглядеть. Это относится к архитектуре и дизайну интерьеров, проектированию эргономичных рабочих мест, изделий быта. В ряде случаев реалистичная визуализация является мощным вспомогательным средством, например при проектировании промышленных помещений, цехов, систем трубопроводов.
В области получения реалистичных изображений bCAD порой не имеет аналогов. Его инструментарий включает все возможности, присущие многим более дорогим системам. Вы можете расставлять в пространстве точечные и направленные источники освещения, изменять их цвет и интенсивность, создавать различные схемы освещения - типовую, аварийную, дежурную. Камеры дают вид из любой точки: обзор с рабочего места рабочего или оператора, общий вид помещения, пространство, как его видит взрослый или ребенок. Задав путь камеры, можно получить компьютерный фильм о проектируемом изделии - такая презентация не оставит равнодушным ни одного заказчика. Технология OpenGL позволяет увидеть тонированное изображение уже в момент построения или редактирования геометрии. Благодаря этим возможностям архитектор может совершить прогулку по проектируемому зданию, а инженер - наглядно представить себе детали сложной формы и их взаимное расположение при сборке. Генерация фотореалистичных изображений может производиться с использованием нескольких алгоритмов - традиционных закрасок Гуро и Фонга, трассировки лучей; немногие художественные системы позволяют создавать подобные изображения.
Совместимость
Особым аспектом, на котором следует остановиться, является возможность использования данных из других приложений. Разработчики bCAD не стали изобретать велосипеда. На сегодняшний день очевидными стандартами на геометрические данные являются DXF и DWG - для пользователей bCAD не представит особой сложности работа с чертежами, записанными в этих форматах. Те же, кто работает с реалистичной графикой, знают, что для текстурированных моделей наиболее популярным является 3DS - основной формат известного пакета 3D Studio. Система bCAD позволяет импортировать не только геометрию объектов, но и фактуру материалов, освещение и расположение камер. Таким образом, вам не придется тратить время на моделирование отдельных элементов, например настольной лампы, нужно всего лишь загрузить подходящую модель из популярной коллекции на компакт-диске. Подготовленные в bCAD растровые изображения могут быть записаны в форматах GIF, TGA, BMP, JPG, TIFF или PCX, их использование в издательских или иллюстративных пакетах не составит труда. И наконец, видеоролики можно записать в форматах Windows AVI, Animator FLC или MPEG.
Перспективы
Несмотря на то что bCAD как законченный продукт уже состоялся - впервые версия для Windows 95 демонстрировалась на CeBIT’96 и уже несколько лет успешно эксплуатируется во многих организациях, - работа над проектом не остановилась. Периодический выпуск улучшенных и усиленных версий давно стал традицией “ПроПро-группы”. Среди приоритетных задач на ближайшее время стоит создание системы программирования и разработки приложений, а также расширение возможностей моделирования кинематики и сложная мультипликация. Кроме того, появится ряд новых инструментов для объемного моделирования, поддержка дополнительных форматов объемных данных. Более исчерпывающую информацию о новостях развития bCAD можно получить на Web-странице компании www.propro.ru/bcad. Там же вы найдете демонстрационную версию bCAD, многочисленные примеры, сможете связаться с разработчиками, службой поддержки и другими пользователями bCAD.
Немногие художественные системы позволят создать изображения такого качества
С фирмой “ПроПро-группа” можно связаться по телефону: (3832) 95-0463 или по адресу: bcad@propro.ru, телефон ее представительства в Москве: (095) 733-9704.
