三维几何内核Parasolid
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CAD技术从60年代诞生以来，经历了二维绘图、线框模型、自由曲面模型、实体造型、特征造型等重要发展阶段。随着CAD技术的发展也诞生了许多成熟和知名的CAD引擎和软件。
目前，商用CAD引擎主要包括了ACIS、HOOPS、ParaSolid等。其中使用ACIS引擎的底层产品主要包括了AutoCAD、Inventer、Catia、MicroSolid等；使用ParaSolid引擎的主要包括了UG、Solidworks、SolidEdge等。但由于关注点的差别及商业保密的因素，不同的CAD软件都有自己的一套建模方式和存储体系，这导致了系统间数据无法进行直接的传递。目前采用的方式是通过中间标准格式文件为媒介进行传递，但是这种方式会丢失一些细节特征，这就还需要进行一些其它额外的修补工作，这也一定程度上影响了CAD技术的发展。
在商用CAD软件外，还有一些比较成熟的开源CAD引擎，其中使用的比较多的是OpenCascade(简称OCC)。OCC平台是由法国Matra Datavision公司开发的CAD/CAE/CAM软件平台，可以说是世界上最重要的几何造型基础软件平台之一。它是一个开放源码CAD 内核，可以定制和扩展（添加新的功能组件，类的进一步继承），面向CAD/CAM，对主流CAD 数据格式提供支持（STEP/STL/IGES 等，可自行开发转换程序提供特定数据格式的支持），提供高级建模函数（拟合，有理样条曲线，拉伸、旋转、扫出、层叠拉伸、圆角、倒角、薄壳、修剪、偏移等），参数化模型，提供几何模型的特征提取，对Visual C++/MFC 有很好的支持。
Parasolid是世界上领先的、经过实际证明的三维几何建模组件，也是一款全球领先、功能强大且非常实用的3D实体建模组件工具，是西门子工业软件 NX 和 Solid Edge 产品的基础。 此外，Parasolid 还 公平竞争的原则许可给许多全球领先的独立软件供应商 (ISV)，他们在产品设计和分析市场中开发了数百个基于 Parasolid 的应用程序，如Solidwork、Onshape等。
Parasolid的完整功能涵盖900多种，包括丰富的模型创建与编辑实用程序，比如功能强大的布尔建模运算符、特征建模支持、先进表面处理、增厚、倒圆、板建模等等。另外，Parasolid还提供了广泛的直接建模工具，包括锥形、 偏置、几何体替换以及通过自动生成周围数据来去除特征细节。Parasolid还提供广泛的图形与着色支持，包括精确的隐藏线、线框和草图、多用途细分功能以及一套完整的模型数据查询。Parasolid的功能性由可配置的机制支撑，这些机制有助于紧密、高效地把Parasolid集成到不同的应用软件中。
UG NX 几何建模工具箱（Parasolid、D-Cubed、Kineo等）
剑桥CAD中心由剑桥大学与英国政府共同创建于1967年，专门从事CAD软件的开发和营销，产品有 POLYSURF曲面造型、GNC数控加工编程和PDMS流程工厂设计等，1983年实现私有化。
ShapeData公司占用一栋三层住宅楼，共20人，其中15人作研究开发。硬件环境是一台ⅤAX-11/780超小型机，用 Prime机作为联网节点，图形终端是 Tektronⅸx4014存储管，并配置E8S PS300高档显示器。当时 Romulus已卖出25套，目标码3万英磅， Fortran源码再加3万英磅。 Ferranti机床公司将 Romulus纳入CAM-X中用作加工编程，转卖出15套。 Medusa输入二维多视图建立多面体模型，主要研制人员工4人，都来自CAD中心。1980年4月，开始销售 PRIME小型机版，售价2.5万英磅，已售出70套。 Medusa以后并入CV系统，在我国有一定数量的用户。
剑桥大学CAD实验室是英国发展CAD的源头，1973年 Ian braid在此完成了”体素设计“博士论文，毕业后留校继续完善论文内容，研制了 Build-1和Buld-2两个新的实验系统， Build-2用最新的 Algol68语言编写。1974年创建ShapeData公司，技术骨干共3人：Brad以及他的导师 Charles Lang和同窗Alan Grayer。Lang原来在美国MIT访问，召回参与筹建CAD实验室。 Grayer研究平面零件的数控加工自动编程。还聘请了擅长开发机械设计专用系统的荷兰人 Peter Veenman作市场策划。 Romulus使用 Fortran语言，1978年推向市场。
1981年美国 Evans& Sutherland公司收购了 ShapeData，并在 Braid等支持下从1986年起着手用C语言开发美国版权的第二代实体造型系统 Parasolid，其中增强了二次曲面造型、交互查询几何数据和局部修改形状等功能。1988年G接管 Parasolid，并用它取代了原来的PADL-2。在UG的精心维护下 Parasolid运行越来越稳定，成为国际通用的一种几何平台。
英国 John Owen于1989年创建 D-Cubed公司，开发了几何约束求解软件DCM，从二维发展到三维，以后又增加了几何形体碰撞和间隙检测等功能，从1990年起，已有130家CAD公司签约将DCM组件纳入自己的产品中。
Parasolid用C语言，体系结构不如ACIS清晰，但由于UG的长期维护，稳定性在一段时间内曾占优势。由于 Parasolid和ACIS都是面向零件建模，当应用于复杂产品的装配建模时，难免显出不足。
Parasolid属于体素拼合系统，将立方体、圆柱体、圆用类似于搭积木的方法组装成机械零件，这种操作方式并不符合设计师勾画产品草图时的构思习惯，而且无法表示自由曲面形体。当时CAD软件提供的三维设计工具是线框造型，让设计师在二维的构造平面上画图，由计算机自动将构造平面上的二维图变换成产品模型空间中的三维图，然后手工将线框蒙面，产生完整的三维表面模型。
Parasolid不仅为计算机辅助设计、制造与工程分析（CAD /CAM/CAE）应用领域的数百个世界领先的应用软件提供了建模基础，而且还是Siemens PLM Software的市场领先的产品生命周期应用软件组合的公司标准，Parasolid 的力量已经在高端装备实际应用的CAD软件中得到充分证明，而且Parasolid也被部署在很多领先的中端系统中，广泛应用于独立的CAD、CAM、CAE以及可视化市场，以下从几个数字可以看出Parasolid在CAX软件领域广泛的应用：
• Parasolid具有130多家独立的软件供应商
• 350多个基于Parasolid XT的应用程序
• 全球近100家学术机构使用
• 日质量测试超过250万次
• 超过350万个活动许可
从几何建模功能的角度上来看，Parasolid为数百个不同的软件程序提供三维建模设计、协作、仿真和制造功能，为了满足其广泛客户群的各种功能需求，提供多种选择：
1. Parasolid Designer：全面的三维建模工具，适用于实体建模、小面建模、广义单元建模、直接建模、自由曲面建模的应用，具备900多种功能来构建三维模型，性能稳健、功能强大。
2. Parasolid Editor：用于下游应用来开展三维模型的操作、编辑、修复、简化或优化，无需要高级操作功能。
3. Parasolid Communicator：提供三维模型读取、写入、查询和显示的功能，支持导入/导出Parasolid XT文件，支持与350个基于Parasolid核心的应用程序的数据交互。
4. Parasolid Convergent Modeling：聚合建模技术支持将面数据转换为B-REP，来支持三维扫描、拓扑优化和三维打印等的应用，可以实现无错误的转换、保存等。
另外，Parasolid提供了快速、准确和完整的数据转换解决方案，Parasolid支持应用人员的特定需求，确保用户在整个产品全生命周期和供应链中交换和重用来自不同应用程序的数据交换、访问及数据格式转换，支持不同角色的设计人员使用不同的三维软件。西门子对PLM的开放的业务模式及广泛的数据导入、导出和优化解决方案也都采用了Parasolid作为核心技术。主要的功能解决方案如下：
1. Parasolid Bodyshop：Parasolid附带的工具包，用于修复、优化和验证导入Parasolid的CAD数据，以便进行下游建模操作。包括导入、清理、优化、导出、保真度等功能。
2. Parasolid with HOOPS Exchange：为基于Parasolid的软件应用提供强大的数据交换性能，同时提供多种格式导入数据的访问，包括精确的B-rep、装配/配置信息、产品制造信息、元数据和视图。
3. Parasolid Translators：Parasolid单格式转换器支持软件开发人员，用于Parasolid和几种行业格式之间的高速转换，如STEP、IGES、PROE、CATIA、ACIS等。
4. XT Pipeline：XT格式提供了所有基于Parasolid的应用程序之间的互操作性。就不同版本的Parasolid的开发的软件，相互之间也可以实现数据交换.
案例应用
Parasolid目前在130多家独立软件供应商，在开发应用程序、移动和云应用。Parasolid产品是广泛应用几何建模组件的首选，包括计算机辅助设计（CAD）、建筑、工程和建筑（AEC）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）。其主要的应用包含不限于以下几个方面：
1. CAD（Computer-Aided Design）：Parasolid用于复杂建模的零件几何图形及装配设计，并支持设计迭代和重用，大量的CAD软件基于Parasolid作为内核，如NX、SolidWork、SolidEdge等。
2. CAE（Computer-Aided Engineering）：在Parasolid应用程序中设计的零件无需转换即可创建有限元分析（FEA）网格，并支持基于CAD模型的大量分析技术。如Ansys、Femap、Adams等。
3. CAM（Computer-Aided Manufacturing）：在Parasolid应用程序中设计的零件无需转换到CAM软件即可生成CNC指令或模具设计，如NX CAM等。
4. AEC（Architecture, Engineering & Construction）：建筑工程行业，Parasolid性能也非常适合处理需要以可接受的速度管理数千个重复功能的AEC设计。
5. Cloud（Cloud Design）云设计，Parasolid支持基于云快速开发、构建三维解决方案软件，并且线程安全、多线程支持等特性来提升云服务器的性能利用率，如Onshape等。
