梅敬成 三维CAD软件发展历程：过去，现在和未来 （ACIS,Parasolid,OCC, 中望OV,华天CRUX IV ）

梅敬成博士在工作

梅敬成 三维CAD软件发展历程：过去 现在和未来

梅敬成早年远赴法国留学，获得博士学位后，在世界顶级的达索系统、think3公司等CAD CAM(计算机辅助设计 制造)软件研发公司就职，从事CAD CAM研发20余年，对这些领域所涉及的技术都有深入研究和造诣，曾参与和领导三项欧洲共同体项目。身在法国享有世界声誉的CAD软件公司里，梅敬成尽管如鱼得水，但他一直在寻找报效祖国的最佳方式。多年旅居海外生活的他仍然保持着一颗火热的中国心，能够早日回到祖国成为他魂牵梦萦的事情。

从2009年至今，SINOVATION从1.0迭代到9.0版本，取得了巨大的科技成果和广泛的用户。当前，SINOVATION不仅拥有完全自主的内核，成为真正的国产CAD软件，也在软件功能、数据安全等方面上不断突破，在一定程度上超越了国外软件。另外，在SINOVATION平台上衍生出来的三维技术和服务，已经应用到军工、核电、铁路、汽车、建筑工程等行业，成为他们最新智造应用的核心技术之一。

SINOVATION——进入高端制造领域的新名片


CAD内核：

虽然很重要，但市场很小，内核公司单独存在是无法存活的。2000年Spatial被达索系统收购。历经14年之后，著名的几何建模内核ACIS终于归到了大型CAD厂商手中。跟它的前一代几何内核一样，嫁个大户人家，是最好的选择。然而，在此之前，CATIA跟ACIS一点关系没有。CATIA都是土生土长的内核。高傲自负的法国人一直在为CATIA完善自己的几何造型引擎，从原来的曲面造型到后来的基于BRep的实体造型。甚至，CATIA也没有购买通用约束求解器，而是自己开发。

直到后来，CATIA决定把底层部分独立出来，单独做成独立的生意。达索也是花了好几年时间，才把所谓的几何内核独立出来，就是CGM。

因此，购买ACIS，对CATIA而言，主要出于商业需要和数据交换。

如此一来，Parasolid和Acis分别被西门子、达索控制着，已发展为巨大的深坑，并成为两个大的阵营。



AutoCAD、MDT和Inventer、Microstation均采用ACIS几何造型器为内核。 而UG、 SolidWorks、SolidEdge则采用Parasolid几何造型器。

在这些三维 CAD的实体几何造型内核中，老将Parasolid和ACIS是几何建模系统的两棵老根，由于一开始就相对独立发展，比较著名，也成就了一代又一代的CAD厂商；加上达索的CGM，是市面上能买到的三款商业化几何引擎。


ACIS,Parasolid,OPENCASCADECAD几何内核对比

1.ACIS

ACIS是美国spatial technology公司的产品，是应用于CAD系统开发的几何平台。它提供从简单实体到复杂实体的造型功能，以及实体的布尔运算、曲面裁减、曲面过渡等多种编辑功能，还提供了实体的数据存储功能和SAT文件的输入、输出功能。



 ACIS的特点是采用面向对象的数据结构，用C++编程，使得线架造型、曲面造型、实体造型任意灵活组合使用。线架造型仅用边和顶点定义物体；曲面造型类似线框造型，只不过多定义了物体的可视面；实体造型用物体的大小、形状、密度和属性（重量、容积、重心）来表示。

ACIS产品使用软件组件技术，用户可使用所需的部件，也可以用自己开发的部件来替代ACIS的部件。ACIS产品包括一系列的ACIS 3D Toolkit几何造型和多种可选择的软件包，一个软件包类似于一个或多个部件，提供一些高级专业函数，可以单独出售给需要特定功能的用户。ACIS产品可向外出售接口源程序，同时鼓励各家软件公司在ACIS核心开发系统的基础上发展与STEP标准相兼容的集成制造系统。

2.Parasolid

Parasolid是一个几何建模内核，最初由Shape Data Limited开发，现在由Siemens PLM Software（前身为UGS Corp.）拥有，可以被其他公司许可用于其3D计算机图形软件产品。

 Parasolid的功能包括模型创建和编辑实用程序，如布尔建模操作，特征建模支持，高级曲面设计，加厚和挖空，混合和切片以及图纸建模。Parasolid还包括用于直接模型编辑的工具，包括逐渐变细，偏移，几何替换以及通过自动再生周围数据来移除特征细节。Parasolid还提供广泛的图形和渲染支持，包括隐藏线，线框和绘图，曲面细分和模型数据查询。

3.ACIS和Parasolid对比

4.OPENCASCADE

Open CASCADE （简称OCC）是一开源的几何造型引擎。基于该建模引擎发展了若干CAD/CAE/CAM软件，如国外的FreeCAD、HeeksCAD，国内的AnyCAD。Open CASCADE（简称OCC）为开源社区比较成熟的基于BREP结构的建模引擎，能够满足二维三维实体造型和曲面造型，国内研究和使用它的单位也越来越多.OCC可以分为建模、可视化和数据管理（OCAF）三大模块。其中建模为核心组件；可视化组件基于OpenGL，相对其他的三维可视化OpenGL平台（如Coin3d，OpenInventor，Ogre3d，OSG，VTK等）,功能简单，并且显示效果比较差，不能充分利用GPU硬件加速；OCAF采用树的方式管理数据，使用比较复杂，效率比较低，并且不适合自定义扩展。因此，不推荐使用OCC的可视化和数据管理组件.

拥有高水平的内核，是发展自主CAD/CAM/CAE和的核心工作。然而，世界上几何引擎不多了，基本处于垄断地位。中国人手里的中望的Overdrive内核（本来是美国VX CAD的内核，2010年被中望收购）和华天的CRUX IV （华天CAD系统SV的内核）等。

然而，这件事情完全不能商业化。例如中望，也曾经考虑做一套更商业化的内核。然而市场需求并不支持。最大的几何内核Parasolid一年的生意，也就是3000多万美元。如果做内核， 跟Parasolid去竞争争，是不可能活不下去的。

由于处于商业上的原因，西门子的UG，对于出售给中国内核，一直都不是太热心。于是中国很多项目，只能二选一，一般都是在跟Spatial公司进行合作。尽管ACIS的价格很高，但国内CAD厂商都只能让步。

中国有自主的内核是个振奋的信息。但是，单独研发CAD几何内核是没有太大市场的，需要与三维CAD软件系统整合起来做。

中望3D的overdrive内核源于VX CAD，具有三维混合建模和加工功能，同时也具有A级曲面设计能力。作为独立自有的几何内核，优势是可以让CAM软件无缝的读取中望3D数据，保证数据的安全性和效率;独立自有内核的CAD也可以提供强大、灵活的API接口，让应用软件开发商基于此进行二次开发，这一策略与中望在2D CAD领域相似。