機械設(shè)計軟件CAD系統(tǒng)—文件格式基礎(chǔ)知識
摘要：CAD（Comuputor Aided Design）計算機輔助設(shè)計，在現(xiàn)代設(shè)計中應(yīng)用十分廣泛， “一花獨放不是春，萬紫千紅春滿園”， CAD系統(tǒng)也如是，CATIA的曲面、UG的模具、CREO的消費品以及SOLIDWORKS擅長的非標(biāo)設(shè)備等等，都在各自細(xì)分行業(yè)獨領(lǐng)風(fēng)騷，在對應(yīng)行業(yè)使用對應(yīng)工具，總能給我們帶來事半功備的效果，功能的細(xì)分和專業(yè)化，使得CAD文件數(shù)據(jù)的獨特性，這種獨特性也阻礙了CAD系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與共享。
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1Windows系統(tǒng)下的CAD文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
數(shù)據(jù)頭：Windows文件都有一個文件數(shù)據(jù)頭：包括：文件格式、文件名稱、類型、尺寸、屬性、二維及三維預(yù)覽圖像
???????指令集：特征指令可以被想象成FeatureManager，這些指令將發(fā)送至建模內(nèi)核并完成模型創(chuàng)建，這部分由各實體建模程序所擁有
???????數(shù)據(jù)庫：建模內(nèi)核的輸出是一個數(shù)據(jù)庫，包含在圖形區(qū)域中看到的拓?fù)涠x，實質(zhì)上，這是建模指令之后產(chǎn)生的結(jié)果，指令對于建模器和建模內(nèi)核而言是唯一的。
2常見CAD系統(tǒng)建模內(nèi)核：
建模內(nèi)核是實體建模軟件的引擎，包括創(chuàng)建和編輯功能可以訪問的核心實體建模代碼，建模內(nèi)核讀取CAD程序提供的信息并生成實體。
建模內(nèi)核
版權(quán)
CAD系統(tǒng)
Parasolid
Sienmens PLM Technologies
Solidworks、Solidedge、Unigraphics
ACIS
Dassault Systemes
AutoCAD、Mechanical Desktop、早期版本的Inventor、CADKEY、IronCAD
CGM
Dassault Systemes
CATIA
Granite
PTC
CREO
Overdrive
中望軟件
中望3D
CRUX IV
華天軟件
SINOVATION
DGM
華云三維
CrownCAD
3文件轉(zhuǎn)換方式：
???????建模內(nèi)核的不同，導(dǎo)致CAD文件在CAD系統(tǒng)中無法流傳，即使同一款CAD系統(tǒng)，建模內(nèi)核的更新，也會導(dǎo)致舊版本無法讀取新版本的文件。為了實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的交換和共享，需要對文件進行轉(zhuǎn)換：
直接轉(zhuǎn)換：
直接轉(zhuǎn)換就是軟件讀取原始CAD系統(tǒng)的專有數(shù)據(jù)文件，并直接將他們轉(zhuǎn)化為目標(biāo)系統(tǒng)的專有文件格式。
中性格式：
中性格式文件不被任何CAD程序使用，這些格式形成一個通用的參考，以便各種CAD程序交換數(shù)據(jù)。
?
通俗地講：前面提到文件轉(zhuǎn)換類似翻譯，直接轉(zhuǎn)換保留原文信息的同時，添加通用語言（如中英對照），中性轉(zhuǎn)換刪除原文，直接使用通用性語言描述（如翻譯本），信息能否準(zhǔn)確傳達，與翻譯者的翻譯水平和閱讀者的理解能力有關(guān)。
中性格式——翻譯者水平：
原始CAD系統(tǒng)使用前處理器將器專有的文件格式轉(zhuǎn)化為通用的中性文件格式。
中性格式——閱讀者理解：
目標(biāo)CAD系統(tǒng)使用后處理器將通用的中性格式是轉(zhuǎn)化為自己的專有文件格式。
原始CAD系統(tǒng)：前處理 ?????????目標(biāo)CAD系統(tǒng)：后處理
?
如上圖，使用中性轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確完成數(shù)據(jù)交換和共享的關(guān)鍵因素：
原始CAD系統(tǒng)：前處理
目標(biāo)CAD系統(tǒng)：后處理
兩次處理均成功且準(zhǔn)確，才是一次完整的中性轉(zhuǎn)換，兩次處理有任何一次失敗，都將導(dǎo)致中性轉(zhuǎn)換失敗。
另外，無論是前處理還是后處理都需要時間，此時間與需處理文件的大小相關(guān)，例如：
筆者測試，使用SOLIDWORKS打開598MB的STEP文件，其讀取效率在0.78MB/G·min，當(dāng)然對于小型STEP數(shù)據(jù)，這個打開時間可以忽略不記。
總結(jié)：中性轉(zhuǎn)換（如STEP）在很長一段時間給不同CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和共享予以可能，但隨著時代的進步、技術(shù)的發(fā)展，這種轉(zhuǎn)換方式在準(zhǔn)確率和轉(zhuǎn)換效率上，已經(jīng)很難跟上當(dāng)今多學(xué)科協(xié)作設(shè)計需求了，因此，直接轉(zhuǎn)換技術(shù)正在悄然發(fā)展,如達索最新的3DEXPERIENCE體驗平臺。
