3D ACIS® Modeler (ACIS) 是 Spatial 久负盛名的 3D 造型引擎。ACIS采用面向对象的开放 C++ 架构，拥有强大的 3D 造型能力。同时集成了线框、曲面和实体造型的功能，支持流形和非流形拓扑，具备非常丰富的几何运算集，因此非常适用于构建具有混合造型功能的3D应用程序。
想要使用这样一款3D造型引擎，你先得知道3D ACIS® Modeler的5个基本功能。包括：“创造三维模型”、“修改三维模型”、“查询三维模型”、“管理三维模型”以及“验证和修复三维模型”。
功能一——创造三维模型
大多数由3D ACIS Modeler启用的应用程序都会创建3D模型。其中，草图是用来创建曲线、圆、椭圆、线和的集合的过程。素描只是将点、用户输入点和切线连接起来，然后在二维网格上应用约束。曲线可以通过挤压、旋转、扫掠或剥皮来创建表面。表面能修剪和缝合，以创造固体。原始固体的构造遵循特定的c参数。这可能包括固体，如球体、托里体、长方体等。
最后，简单实体的重叠可以与布尔运算(如union和minus)相结合，形成复杂的三维模型。在3D ACIS Modeler中，3D模型也可以是非流形的，可以结合实体、双面板体和线材。
虽然以上这些都是几何内核的标准性能，但是为几何内核创建稳定、快速、高级的api却不是一件容易的事情。其中一种是空间训练，对于新的3D ACIS Modeler开发人员来说，他们正在编写一个函数来创建一个实体四面体 使用低级的接口。
功能二——修改三维模型
近年来，修改三维模型变得越来越重要。修改超出原始设计意图的3D模型的能力尤其重要，因为模型来自许多不同的来源，而设计意图通常在显式特征树中不可用。模型修改也是高质量3D模型的动力之一。
设计的目标是创造一个理想，设计的实践是制作一个原型，评估其特性，进行修改和重复。设计是迭代的。虽然修改 3D 计算机模型并不容易，但它比修改 3D 物理模型要容易得多。
除了设计，还有其他重要的工作流程需要三维模型修改:
- 从零件模型创建工具模型
- 一种基于物理的模拟模型的制备
- 定制，例如，鞋尺寸变化
- 提取: 删除用于分析或 IP 隐藏的模型的一部分
模型修改的标准工具之一是布尔运算，如联合和减法。非正则布尔运算对于统一用于创建模拟网格的CAD程序集非常关键。
与布尔运算相关的是投影和绕线函数。这些对于模压等模型定制非常有用。调合和倒角是工业零件建模的两种标准工具。Warping 是 一 个 通用 的 方法 来 应用 3 D——3 D 映射 到 3 D model.使用翘曲的工业操作包括弯曲、拉伸、扭转和回弹。
局部操作是用于修改三维模型上的区域或特征的运算符的集合。这些操作有用的应用程序包括:
- 直接编辑(移动面或移除面)
- 工具制作(变细面)
- 制造(偏移面和加厚片体)
- 模型愈合(调整面、替换几何图形和填充间隙)
功能三——查询三维模型
查看器可能是最基本的3D应用程序。由于我们的视觉皮层具有惊人的计算能力，查看器应用程序通过模拟旋转、缩放和平移来传递关于3D模型的大量信息。这个模拟的核心是几何内核评估器，它可以在任意分辨率下创建坐标和曲面导数(法向)数据。查看器应用程序必须将3D模型转换为多边形。这是一个由称为faceter的接口完成的过程。faceter需要问的问题比计算多得多——遍历拓扑结构、跨边界匹配表面数据、参数空间中的框等等。
除了查看器的功能外，faceter还必须生成用于播种外部网格应用程序的多边形网格，用于物理基础模拟。通常，mesher比viewer有更严格的要求，这就是为什么faceter有不同的接口。
与faceting相关的查询是采样。采样是一项重要的技术，在越来越多的应用，如坐标测量机(CMM)。选项包括弧长采样、基于曲率的采样和边缘关闭设置。
点距是计算一个或多个点到三维模型的距离，也是CMM领域的一个重要函数。点距既要快又要精确。在3D ACIS Modeler中，使用多线程可以提高速度。相关查询包括实体-实体距离和实体-实体冲突，这在许多行业中都是重要的功能。例如EDA行业的PCB设计过程，CAM行业的刀具轨迹设计。相关查询是实体极值，这在设计中也很有用。
功能四——管理三维模型
到目前为止，我们主要研究几何和拓扑算子、数据及其在不同工业应用中的应用。将这些操作符连接到工业强度应用程序的过程需要一些基础设施。在3D ACIS Modeler中，此基础设施是系统框架。
模型管理
模型管理包括修改跟踪等功能。对于小的模型更改，应用程序应该将更新限制在可视化场景图的一小部分。
在大多数应用程序中，Undo/redo是标准的，因此能够将建模操作组合到原子事务中。任何创建或修改3D模型的应用程序都需要保存和恢复。而且保存和恢复必须是简单和快速的。基本操作包括扫描、遍历构成3D模型的所有拓扑和几何结构、基础保存和恢复以及复制。
属性
属性是用于将用户数据附加到3D模型的3D ACIS Modeler机制实体。属性附带了一些规则，用于描述它们在基本操作(如拆分、合并和复制)下的行为。
内存管理
一个好的内存管理系统可以捕获统计信息、审计泄漏以及提供其他调试信息。
错误报告
成熟的几何内核是异常安全的，并且具有返回错误诊断的机制，该机制使用输入对问题进行本地化，并指示异常的根本原因。
桥梁
3D ACIS Modeler提供了到HOOPS可视化系统和VKI mesher的源代码桥梁。这些可以为应用程序提供一个可定制的起点，以便向应用程序添加可视化或网格化功能。
互操作性
一个同时支持3D互操作和3D ACIS Modeler的应用程序可以从最流行的格式中读取3D模型，从而使每个3D ACIS Modeler操作员都可以使用数据。
多线程
3D ACIS Modeler是线程安全的。它有一个不断增长的多线程api列表，并提供了对应用程序级多线程的支持。
功能五——验证和修复三维模型
并不是所有的3D模型都是相同的。可视化提供了关于3D模型的大量信息，但是小的、几乎不可见的缺陷会使下游建模或查询操作变慢，甚至失败。
3D ACIS Modeler提供了一个检查器，可以检查3D模型中的严重几何和拓扑缺陷，也可以选择检查不太严重的问题。
实体模型对边、顶点、面等拓扑实体之间的几何间隙有不同的要求。由3D InterOp编写的3D ACIS Modeler fi les可以正确地建模这些间隙，但其他翻译人员可能不能。3D ACIS Modeler为这些错误提供了一种补救方法，其功能是“容忍”边缘和顶点，即标记测量间隙，并将间隙数据缓存到布尔union或subtract之类的操作中，从而创建实体模型。3D ACIS Modeler还提供了在某些情况下收紧间隙的功能。
IGES格式数据通常是一个“人脸包”，必须缝合才能创建一个有效的实体模型。这是通过使用3D ACIS Modeler中的拼接功能实现的，该功能可以自动解释缝隙。3D ACIS Modeler还提供了其他修复功能，如条状实体删除，即删除非常小的拓扑实体。条子实体不向设计中添加信息，并且它们可能使复杂的几何操作(如布尔联合或减法)失败。
3D Modeling 的 ACIS 扩展功能还能满足特定的应用需求，其中包括隐藏线去除、可变形造型、高级遮盖和特征去除。如果你还想了解更多相关资源，请点击这里。