Расчет твердотельных моделей

Как ускорить расчет твердотельных  моделей

• Изучите модель
• Некоторые рекомендации

То, каким  образом вы создаете твердотельную  модель в AutoCAD R13 (c AMD или без) существенным образом влияет на время, затрачиваемое вашей системой при ее обсчете. Следуя советам специалистов можно быть уверенным, что модели не станут твердым орешком для процессора. Время - редкий ресурс, его нельзя ни купить ни продать, увеличить или уменьшить. Однако, его можно потерять. Время процессора, требуемое для расчета твердотельной модели, во многом зависит от методов построения последней. Твердотельные модели, созданные методами CGS (конструктивной твердотельной геометрии) или B-Rep (поверхностное представление) могут обсчитываться быстрее, если они представлены с помощью конструкций нескольких уровней построения, чем когда они созданы на одном уровне построения. Конструкция - это группа твердотельных объектов или поверхностей, объединенных с помощью Булевых операций или операций над поверхностями для создания единого твердотельного объекта.

Твердые тела можно разбить на две группы. Твердое тело типа 1 состоит из одной  конструкции, а тело типа 2 сформировалось из нескольких конструкций. Многоуровневый подход, кроме всего прочего, уменьшает  количество независимых связей, обеспечивая тем самым большую гибкость при редактировании модели. Например, удаление одной конструкции будет меньше влиять на модель, чем если бы были удалены элементы, входящие в конструкцию, при одноуровневом построении модели, так как количество связей, модифицируемых этой операцией, в первом случае явно меньше.

Тело  типа 1. При расчете операций для тела типа1 все вычисления производятся для одной конструкции. Если предположить, что все операции одинаковой сложности, то процессорное время на каждую операцию будет возрастать по мере того, как в тело будут добавляться все новые элементы. Каждая последующая операция будет требовать больше времени, потому, что будет обсчитываться все тело на предмет пересечений поверхностей и необходимых изменений. На показан график затрат времени, характерный для этого типа твердых тел.

Тело  типа 2. В теле этого типа все операции сгруппированы в несколько конструкциях. Каждая конструкция формирует составляющее твердое тело из которых собирается окончательная модель. В сравнении с телом типа 1 процессорное время, затрачиваемое на каждой операции будет меньше, так как воздействие на модель будет ограничиваться элементами, входящими в одну конструкцию. На рисунке показана экономия процессорного времени для тела типа 2, состоящего из 6 конструкций по сравнению с телом типа 1, созданного из одной конструкции.

Оптимизация процессорного времени. Достичь оптимального использования процессорного времени для тела типа 2 можно сбалансировав количество операций и конструкций. Как показано на рисунке, тело, состоящее из 100 элементов будет обсчитываться минимальное время, если оно будет создано из 10 конструкций, каждая из которых будет получена десятью операциями, примененным к элементарным объектам. Когда количество операций и конструкций становится несбалансированным, процессорное время растет.

Сложность поверхностей. В телах типа 1 и 2 требуемое  процессорное время растет прямо  пропорционально сложности поверхностей и числу операций. Плоские поверхности требуют меньшее время вычислений, чем сложные поверхности.

Если  всегда выполнять первыми операции, в которые вовлекаются наиболее простые поверхности, оставляя сложные поверхности на потом, можно достичь экономии времени, как это показано на рисунке

Изучите модель

Постарайтесь уяснить себе размер и сложность модели до того, как начнете ее создавать, чтобы спланировать процесс построения оптимальным образом. Помните, что по мере того, как модель будет усложняться, будет расти время. затрачиваемое на ее обсчет. Процессорное время является функцией от:

• числа проверок пересечений, производимых при выполнении каждой операции
• числа новых элементов, получаемых при каждой операции
• последовательности, в которой выполняются операции
• точности вычислений, задаваемой при установлении допусков на операции с поверхностями
• прочих факторов, таких как скорость обмена данными, эффективности системы ввода/вывода и др.

Некоторые рекомендации

Вот несколько  советов, которые помогут сэкономить время при расчете твердотельной  модели

• Создавайте базовую форму модели как можно раньше, когда выполнено еще немного операций. Изменение формы потом будет требовать большее число проверок пересечений.
• Постарайтесь делать все пересечения поверхностей единственными и окончательными. Дополнительные операции по уточнению будут требовать большего времени процессора.
• Добавляйте мелкие элементы не к целому телу, а к составляющим конструкциям, если это возможно.
• Старайтесь избегать операций вычитания, такие, какие требуются для получения отверстий, пазов и т.д. Они должны выполняться в последнюю очередь.

  Твердотельное  моделирование требует времени.  Если вам кажется, что расчет  ваших моделей требует слишком  много времени, попытайтесь следовать  этим рекомендациям. Возможно  вам удастся смоделировать больше, а ждать - меньше.