浩辰ICAD2007i渲染引擎技术概要 - 文章

浩辰ICAD2007i渲染引擎技术概要

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近日，国产CAD领导厂商浩辰软件推出的自主平台软件ICAD2007i，在实用性、稳定性和应用速度等方面都得到了大力提升。浩辰ICAD2007i在三维方面更是重拳出击，进一步加强了着色功能并追加了只有高端CAD软件才具有的实时剖切功能。

ICAD2007i基于渲染引擎进一步改进，深度发掘当前普通商用计算机的计算资源使用户可以使用只有工作站级系统才能体验到的实时动画渲染、动态实体剖切以及动态实体操作跟踪所带来的前所未有的操作快感，显著提高用户在三维实体编辑时的工作效率，有效加强三维设计功能的实用性，使浩辰ICAD平台在高端三维设计领域保持国内领先的地位。

浩辰ICAD2007i渲染引擎技术概要

1、实时顶点光照

采用独立的实体数据结构，所有三维操作将只在此结构中进行，同时对实时三维处理做了特殊优化。在不切换视图状态的情况下可直接调用已上载显示指令队列，省去了调用极其缓慢的初始化、指令队列重组等过程，为高速渲染输出提供了基础条件。ICAD 2007i顶点光照计算的速度和效果可以与国外同类产品媲美。

图1 平面光照图2顶点光照

2、实时动画渲染

应用实时动画渲染技术来进行消隐处理，可以使消隐的效果更加人性化，更加贴近真正意义上的消隐，与国际上领先的AutoCAD2008相同，同时大量使用边沿侦测技术，保证了足够的速度，超过AutoCAD2008一个数量级以上。在一般条件下可实现100M多边型/秒的边沿侦测速度，即便非常复杂的建模也可在小于一秒的时间内完成消隐计算。由于算法是基于娱乐、办公级计算机设计的，可使实时动画渲染在2000年以后的任何主机上实现，根本无须高端产品支持。

图3 浩辰ICAD与国外和国内同类产品的效果比较

可以非常直观地看到动画渲染技术在消隐中应用后带来的视觉冲击，其效果更加接近原始实体建模，是真正意义上的消隐效果。而国外同类产品的消隐效果无法直观与2D相结合, 消隐结果不够人性化，国内其他CAD的效果更粗糙。

3、动态实体剖切

浩辰ICAD2007i最新版本中提供了与高端三维设计软件Pro/E并驾齐驱的动态实体剖切功能，可实现任意实体的实时切面封闭与生成，而且处理速度达到了极高的水平。

ICAD实时剖切技术是基于实体数据结构应用暂存技术完成高精度实时剖切的。为什么叫实时剖切呢？在浩辰ICAD2007i最新版本里，动态实体剖切的速度是每秒100M多边形，不论多复杂的实体模型均可在极短的时间内完成，而无须强劲的CPU支持。同时用户可使用鼠标来操作剖面沿XYZ三轴旋转、及法向平移，以得到任意剖切结果。

浩辰ICAD2007i的实体剖切不仅速度快，而且准确率高。

图4 国外某3D图形引擎

图5 浩辰ICAD2007i

虽然是一个很简单的模型，但国外某3D引擎细节处理存在明显的错误，而ICAD则是正确的。

4、动态实体操作跟踪

动态实体跟踪一直是高端CAD产品具有的强势功能，国内CAD产品一直无法完全自主实现其算法，不过这一切将被浩辰ICAD2007i改变。浩辰ICAD2007i最新版本允许用户在着色与剖切模式下，实时地对实体进行修改、删除、建立。一切操作均可实时反映到屏幕上，做到了3D模式下真正意义上的所见即所得。

同时剖切模式下剖面与模型空间是互相独立的。操作图形不会影响实时剖切，可以按照常规方式选择对象对它们进行编辑，并即时得到新的剖切结果。

5、3DS模型文件输入

浩辰ICAD2007i是国内首家实现与Pro\ ENGINEER、Rhino、UG、3DSMAX、MAYA等国际顶级的3D设计、建模软件进行数据交换的自主知识产权CAD平台产品。

用户可以直接或间接将其他3D建模软件的模型文件直接保存成通用性级强、被业界广泛支持的3DS文件格式，导入到浩辰ICAD2007i中。浩辰ICAD2007i将使用一种兼容码比对技术实现数据导入，渲染引擎将自动分析文件格式形成知识库来比对文件数据达到实体数据导入目的。同时基于兼容码比对技术将使浩辰ICAD2007i在未来兼容更多未知文件格式成为可能。同时实体数据导入后将以多段面网面形式表示，与源软件相差无几。在浩辰ICAD2007i中，完美实现了3DSIN命令，做到了与 3DSMAX 的建模数据交换。用户直接可以使用广泛的3DSMAX建模库进行实体场景建模。

图6 3DS MAX中的原始实体和ICAD2007i输入后线框、体着色效果

对比评测显示浩辰渲染引擎技术国内领先

浩辰ICAD2007i与国内外同类产品相比到底有哪些优缺点，我不妨从功能、效果、性能几个方面进行一下对比。

本次对比评测是在相同的硬件上使用常用CAD图纸，借助第三方辅助工具进行对比测试的。对比结果共分两部分，即对比表格和对比图例，其中对比表格以简单直观的形式向用户说明对比结果，对比图例可以直观地看到效果的优劣。

对比项目	浩辰ICAD2007i	国内某CAD产品	国外某CAD产品	国外某3D图形引擎
着色模式（Shademode）
二维线框	支持	支持	支持	支持
三维线框	支持	不支持	支持	支持
消隐	支持	支持	支持	支持
平面着色	支持	支持	支持	支持
体着色	支持	不支持	支持	支持
带边框平面着色	支持	不支持	支持	支持
带边框体着色	支持	不支持	支持	支持
实时剖切
实时剖切正确性	优	无	无	差
实时剖切效率（多边形/秒）	优(>90万)	无	无	良(>68万)
实时切面操作	旋转：X、Y、Z 平移：X、Y、Z	无	无	旋转：X、Y、Z 平移：X、Y、Z
实时切面封闭	优	无	无	良
实体着色
着色正确性	优	差(某些实体被忽略)	优	优
着色平滑度	优	无	优	优
光照效果	优	差(基于平面)	优	优
顶点向量计算	优	无	优	优
着色效率（多边形/秒）	好(>180万)	极慢(0.7万)	优(>230万)	良(>120万)
消隐效果	优	差	良	良
着色状态下编辑实体
Move	正确	无	正确	无
Copy	正确	无	正确	无
Array	正确	无	正确	无
拖动	正确	无	正确	无
改变颜色	正确	无	正确	无
Undo	正确	无	正确	无
Redo	正确	无	正确	无
实体更新效率	优(针对性更新实体)	无	优	无

着色平滑度\光照效果比较

浩辰ICAD2007i国外某CAD产品国内某CAD产品

着色正确性

浩辰ICAD2007i国外某CAD产品国内某CAD产品

从上面的比较可以看出浩辰ICAD2007i的着色功能更是快捷而准确，而国内同类产品不仅效果粗糙，而且着色的效率和准确性都无法保证。

在三维领域的不断突破将进一步确立浩辰ICAD平台软件在CAD高端三维设计领域的领先地位，作为国产CAD平台软件的主导品牌，浩辰也将扎根于技术实际应用而进行技术改进，使浩辰ICAD平台软件能更加实际地解决设计师工作中的问题，提高设计效率。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (6/1/2007)


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