数据接口组件InterOp--3D应用程序开发的强大动力

一、概述

一般来说不同的3D应用程序都有不同的存盘格式，而这些不同的3D应用程序之间往往又需要进行模型数据转换。如：1) 有时用户需要利用多种CAD造型软件才能完成一项设计，此时就需要利用数据接口来实现这些不同CAD造型软件之间的模型转换；2) CAM、CAE软件为了提高模型处理的能力，需要提供丰富的数据接口来读取各种CAD模型数据，而3D造型软件也需要提供多种输出接口，输出方便这些CAM、CAE软件使用的格式；3) PDM/PLM等软件则需要读取各种格式的CAD模型用于浏览和管理。通常情况下，一个通用的3D应用程序为了能够和其它软件实现很好的集成，都需要配备比较完备和可靠的数据转换接口。但数据接口的开发工作是一个非常复杂的过程，需要耗费大量的人力和物力来维护和升级，因此通过授权使用3D数据转换接口组件来开发数据接口模块事实上已经成为很多3D应用程序开发商的首选。

美国Spatial公司（以下简称Spatial）提供的3D InterOp组件是一种“即插即用”的数据接口组件，可以帮助3D应用程序开发商轻松实现对主流3D格式的转换，完全可以满足用户对转换精度，成功率和效率的要求，使其开发的3D应用程序可以很好地与其它商业CAD/CAM/CAE/PLM系统集成。

图1 "即插即用"的数据接口

二、数据接口组件InterOp简介

Spatial提供的InterOp组件能够对市场上流行的3D格式（如：CATIA V5、CATIA V4、IGES、STEP、VDA-FS、Pro/E, Parasolid、UG、SolidWorks、Inventor和ACIS®等）进行准确和透明的转换，转换内容不仅包括实体、曲面和线框等几何和拓扑信息，而且包括层、坐标系、工作平面、颜色属性、名称以及装配关系等信息，满足了用户的多种需要。另外，InterOp组件中的每个转换器都经过精细微调，并经常更新，确保3D数据转换的准确。下表说明了InterOp R18 SP1版本所支持的标准格式和原始CAD格式，以及读、写功能对各个版本的支持情况。

最新版本InterOp(R18SP1)支持的格式

产品名称	用途	读入版本支持	写出版本支持
3D InterOp ACIS CATIA V4 Reader/Writer	实现ACIS 文件和CATIA V4 文件之间的双向转换	4.1.9～4.2.4	4.2.1～4.2.4
3D InterOp ACIS CATIA V5 Reader	读取CATIA V5 文件到基于ACIS的应用程序中	R2～R18	×
3D InterOp ACIS CATIA V5 Manufacturing Option	读取CATIA V5 文件中的加工信息，PMI数据和孔特征到基于ACIS的应用程序中	R2～R18	×
3D InterOp ACIS CATIA V5 Writer	将基于ACIS的应用程序生成的模型文件写成CATIA V5文件	×	R6～R18
3D InterOp ACIS CATIA V5 Reader/Writer	实现ACIS 文件和CATIA V5 文件之间的双向转换	R2～R18	R6～R18
3D InterOp ACIS IGES Reader/Writer	实现ACIS 文件和IGES 格式文件之间的双向转换	～5.3	～5.3
3D InterOp ACIS Inventor Reader	读取Inventor文件到基于ACIS的应用程序中	6～12	×
3D InterOp ACIS Parasolid Reader/Writer*	实现ACIS 文件和Parasolid 文件之间的双向转换	10.0～19.0	12.0～19.0
3D InterOp ACIS Pro/E Reader	读取Pro/Engineer 文件到基于ACIS的应用程序中	16～Wildfire3	×
3D InterOp ACIS Pro/E Manufacturing Option	读取Pro/Engineer 文件中的加工信息、PMI数据和孔特征到基于ACIS的应用程序中	16～Wildfire3	×
3D InterOp ACIS SolidWorks Reader*	读取SolidWorks文件到基于ACIS的应用程序中	98～2008	×
3D InterOp ACIS STEP Reader/Writer	实现ACIS 文件和STEP 格式文件之间的双向转换	AP203, AP214**	AP203, AP214**
3D InterOp ACIS Unigraphics Reader*	读取 Unigraphics文件到基于ACIS的应用程序中	V11～18 NX1.0-5.0	×
3D InterOp ACIS Unigraphics Manufacturing Option	读取UG文件中的加工信息，PMI数据和孔特征到基于ACIS的应用程序中	NX2.0,4.0-5.0	×
3D InterOp ACIS VDA-FS Reader/Writer	实现ACIS 文件和VDA-FS 文件之间的双向转换	～2.0	2.0
* 表示该转换接口需要从TSA或其他Parasolid供应商处获得Parasolid的授权 **表示AP214暂时只支持几何数据读写

三、InterOp组件技术优势

 InterOp组件的技术优势主要包括：

(1)很高的转换精度和成功率－InterOp在转换过程中大部分采用原装库来实现，保证了不同格式之间几何和拓扑的正确映射，不仅减少和消除了中间文件，保证了转换精度，而且提高了转换的成功率。另外，对于IGES等本身表示精度较低的数据格式，InterOp中使用了自动检查和修复等技术，从而有效提高了该类数据的转换质量和转换成功率。 [next]

(2)功能实用，使用方便－由于InterOp采用的是“即插即用”的架构，因此，用户无需复杂的编程即可将InterOp组件快速集成到已有3D应用程序中，或自行开发专用的数据接口软件。如下面的示例代码即可实现将CATIA V5文件转换成ACIS SAT格式。另外，InterOp中不仅可以实现几何和拓扑信息、层、坐标系、工作平面、颜色属性、名称以及装配关系的转换，而且还提供了预先读取文件头信息、单位处理、内存格式转换、转换过程信息报告和中途退出等实用功能，而且提供了多种转换选项开关，使得开发者可以更加灵活地控制转换过程，在提高效率的同时，得到满足最终用户需要的数据。

(3)对CATIA V5强有力的支持－InterOp CATIA V5接口组件是目前唯一的和CATIA V5原装库一同发布的数据转换组件。该组件采用和CATIA V5同步的原装库和开发环境，以确保转换精度达到最高。另外该组件还支持将CATIA V5中的可视化信息快速提取出来，以生成轻量级的HSF (HOOPS Stream Format)可视化模型。图3所示为InterOp读取CATIA V5曲面模型的一个示例，从图中可以发现模型转换的精度是非常高的。

图3 读取CATIA V5曲面示例

(4)自动修复功能－InterOp是唯一一家基于被业界证明了的造型内核开发的数据接口组件。InterOp的各个数据接口在实现过程中不仅使用了ACIS高精度建模的功能，而且还在InterOp产品中融入了部分ACIS中提供的模型检查、模型缝合和修复等功能，使得在利用InterOp进行转换的过程中就可以完成部分模型的几何和拓扑问题的自动检测和自动修复，提高了模型转换的质量和成功率。 [next]

(5)比数据转换更进一步。InterOp底层采用了ACIS造型内核，转换的结果可以保存为ACIS内存格式。因此开发者可以非常方便地将InterOp与ACIS强大的建模功能结合起来使用，如1) 可以直接使用ACIS中的高级圆角、拔模、变型等功能对转换后的模型进行进一步编辑；2) 利用ACIS中提供的模型修复、特征识别和抑制、高级覆盖等函数对模型进行进一步完善（如孔洞修补、模型简化等），从而得到满足下游软件（如数控加工刀轨的生成以及和有限元分析软件划分网格等）的需要。图4是利用ACIS功能进行数据修复的流程。

四、InterOp组件商业优势

采用Spatial的InterOp组件不但可以在技术方面领先一步，而且具有以下商业优势：

(1)性能和可靠性－Spatial的目标是使每个InterOp版本在功能增加的同时还要保证整体性能的提升和可靠性。InterOp产品每周都要完成225,000多次转换测试，完全可以满足商品化软件对数据转换准确率和成功率的需要。

(2)降低开发成本和缩短产品上市时间－大大减少用户自己开发的投入或风险，用户通过授权InterOp产品即可使用已被业界证明了的功能强大且稳定的数据接口组件，使用户无需花费大量的人力物力和时间去自行开发和维护自己的数据转换接口，而是将精力集中到具有更大附加值的专业功能的开发上，并可以更早地发布产品，使效益最大化。

(3)保持持续竞争力－3D软件的更新也会带来版本的不断升级。为了满足用户的需要，InterOp组件会定期发布新版本和补丁包，以尽快对新版本的3D软件格式提供支持。InterOp CATIA V5接口的开发采用了和CATIA V5完全一致的开发环境，该接口的发布是和CATIA V5的发布同步的，而其它接口一般可以在3个月内实现对最新版本的跟踪。另外，InterOp每个新的版本在功能和性能方面都会有一定程度的提升。用户通过将自己的产品发布和InterOp产品发布计划紧密结合起来，就可以及早使用到InterOp中提供的新功能、改善产品性能，从而可以步步领先，保持持续的竞争力。

(4)零风险的授权方式－InterOp的授权无需交纳固定年费，而是直接根据销售情况来支付提成，因此降低了用户的风险；另外InterOp在国内非常有竞争力的价格定位也可以使开发商更好地管理成本，提高市场竞争力。

五、案例分析

Spatial的合作伙伴涉及到CAD、CAM、CAE、AEC、CMM、EDA等14个行业领域，在全球有120多家软件公司在使用Spatial的InterOp组件。如在业界比较知名的CAD软件CADKEY，国内自主版权CAD软件新洲Solid3000；CAM领域Cimatron、Space-E；CAE领域的Patran、Fluent；CMM领域的Mitutoyo、Carl Zeiss；专业数据转换和修复软件SpGate等均采用了Spatial提供的InterOp组件，转换质量和成功率得到了用户的赞誉。

新洲三维（Solid3000）软件是国内市场上唯一全面实现本地化、标准化的三维设计软件，是国际先进CAD软件技术和本土实际需求完美的结合，在国内同行业中处于领导地位。新洲三维（Solid3000）面向机械结构设计及工业造型领域，支持设计/出图全过程，同时提供各种PLM集成解决方案。目前已被广泛应用于航空、航天、船舶、电子、汽车等领域的近千家企业，装机数量近万套，获得用户广泛好评。

InterOp数据交换技术的采用，使得新洲三维（Solid3000）的数据接口能力得到了质的提高，并在很大程度上丰富了接口的种类。新版本的新洲三维Solid3000无论是对IGES/STEP等标准数据格式、还是对CATIA V5、UG、Pro/E、Solidworks、Inventor等专用数据格式的多个版本都能很好地兼容，极大提升了新洲三维（Solid3000）在PLM应用集成方面的能力。新洲软件选用Spatial InterOp组件的原因主要包括：1)InterOp是一个高质量和较全面的数据接口解决方案，可以满足最终用户的需要；2)新洲软件在试用InterOp组件的过程中就得到了Spaital提供的大力协助，从而可以快速地将InterOp组件集成到Solid3000软件中；3) InterOp的授权方式降低了用户的风险，有利于新洲的发展。图5是新洲三维（Solid3000）软件公司利用InterOp导入模型的示例。

六、结束语

综上所述，Spatial提供的InterOp组件技术是经过用户多年市场验证的，Spatial的合作伙伴通过授权和使用InterOp组件，不仅可以使用InterOp组件的强大功能，提高软件性能和稳定性，增加产品的附加值，而且可以降低开发成本、加快产品上市，使效益最大化。(end)