場景一：某鐵路企業，在PDM系統中在線瀏覽一個由2萬個零件組成的三維模型裝配圖，但打開該模型需花費1個多小時。
場景二：某航天企業，對擁有8萬個零部件的12G火箭整箭數模進行瀏覽，通過三維CAD軟件打開需要1.5小時，通過國內某三維輕量化瀏覽器打開僅需10分鐘，并可實現15幀以上高性能瀏覽。
場景三：某模具企業，已在其鉗工車間廣泛應用三維輕量化瀏覽器，鉗工可以在電腦上直接瀏覽含有注釋的三維數據及技術指導，確定各個組件之間的三維位置關系，直觀區分加工面、非加工面，加工精度不同的面，并主動在數模上進行簡單的測量，大大提高了鉗工的工作效率。
近年來，隨著三維CAD軟件的普及應用，越來越多的制造企業以3D模型為數據基礎，作為設計、工藝、制造、售后與管理人員以及供應商、合作伙伴或客戶等企業內外的溝通與交流媒介。
但是，三維模型源數據復雜程度高、數據規模龐大，受限于本地網絡帶寬的限制，在上傳數據或者進行瀏覽的時候，不可避免的會出現延遲甚至無法上傳以及所傳文件幾何信息缺失，或打開文件需要花費較長時間等情況（如場景一）。
另外，除了設計部門，工藝、生產、銷售等部門也不需要對三維模型進行編輯修改，只是瀏覽批注即可，因此也沒有必要去打開三維CAD/PDM軟件或占用一個軟件的許可證。也許僅僅一個三維瀏覽器，便可以解決三維下廠的問題（如場景三）。
最后，不同企業往往根據自身需求選用不同的三維設計平臺，甚至部分企業內部也會選用不同三維設計軟件。但是CAD軟件所生成的產品三維模型文件各不相同，數據不能兼容，模型無法打開，導致數據交流與共享困難。盡管為了解決CAD系統的兼容問題，國際上出具了一系列有代表性的數據交換格式，如美國的IGES，德國的VDAIS、VDAFS，法國的SET等，但仍然會出現三維系統打開文件時間長，模型特征及標注信息在轉制換過程信息丟失，不同系統生成的中性文件格式不能在其他系統中正確打開等問題。
因此，如何對大規模的數據模型進行高性能的瀏覽、傳輸、共享，并使三維模型的可視化與三維CAD軟件無關，一度成為了制造企業關注的焦點問題。這其中涉及到對三維模型的輕量化處理和可視化的瀏覽兩方面的技術。
何謂三維模型輕量化技術？
三維模型輕量化是指通過去除三維模型的非幾何信息，僅保留產品的結構和幾何拓撲關系，以大量減少三維文件所占用的存儲空間，輕量化后的文件可以通過瀏覽器軟件或其它方式實現對原始產品三維造型圖形進行查看、添加標注和注釋等便利性交互操作。
從CAD模型到輕量化模型(來源于網絡)
何謂三維可視化技術？
三維可視化主要是指通過讀取三維CAD格式文件來對產品設計模型進行查看。這里的三維CAD格式文件分為兩種，一種是原始CAD軟件生成的數據格式，另一種就是輕量化文件格式。
盤點相關解決方案
當前，無論是針對三維可視化還是三維模型的輕量化方面，都有相關的解決方案。例如，應用得比較廣泛的企業級可視化解決方案AutoVue，這一款由Oracle推出的產品，最大的特點是能夠讀取超過450種不同格式的文件。當前大部分的國產PDM產品里都通過集成AutoVue瀏覽器，以幫助企業可以在PDM系統里不調用三維CAD軟件的情況下，直接查看零件或裝配的三維模型。
另外，還有一部分廠商推出了輕量級的三維可視化解決方案，包括輕量化格式和可視化的方案。即能夠在保留三維模型基本信息前提下，將原始的三維模型文件進行壓縮，變為只有原格式1/10~1/70大小的文件格式，并且可以通過瀏覽器軟件對輕量化的文件格式實現流暢瀏覽與操作。
輕量級三維可視化解決方案的思路
如：山大華天軟件的三維輕量化瀏覽器Sview，不僅可以直接讀取主流三維CAD數據，并將這些3D格式的模型文件轉換成輕量化的SVL模型；而且提供三維模型的輕量化瀏覽、輕量化裝配、虛擬漫游、協同會議、3D批注及注釋、3D裝配工藝仿真、CAVE（沉浸式仿真）、交互式電子技術手冊制作（IETM）等功能；同時還支持Windows、安卓和iOS等平臺，可以實現移動化的應用。
通過Sview進行三維模型標注
Adobe 公司推出的Acrobat 3D能夠從word、excel和PowERPoint等工具中導入各種主流CAD文件，轉換成U3D格式，并可以通過Adobe Reader（PDF瀏覽器）來打開和使用這些文件，實現對3D圖形進行旋轉、縮放、斷面等相對復雜的處理。
西門子的輕量化可視解決方案可將三維CAD模型，通過Teamcenter或三維軟件的接口直接保存為輕量化的JT文件， 并應用JT瀏覽器JT2GO實現任意非編輯操作，例如瀏覽、放大縮小、旋轉、剖切、測量、標注甚至打印。
此外，達索、Autodesk、PTC也推出了各自專屬的三維輕量化格式，以及Web瀏覽器或其方式進行瀏覽。
與Adobe、華天軟件等一樣，也支持多數據格式讀取還包括Solidworks和天喻軟件，Solidworks是將格式統一轉換為eDrawings格式（一種極度壓縮的、可通過電子郵件發送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件）；天喻的 InteVue是將三維模型輕量化成統一的數據格式，然后再進行數據瀏覽。
各廠商推出的輕量級三維可視化解決方案
輕量級三維可視化技術的應用
盡管輕量級三維可視化解決方案只是大部分廠商產品線中很小的一部分，基本上是三維CAD或PDM產品的一個免費附屬程序或插件，但是對制造企業的作用卻不言而喻。
（1）在協同設計方面，企業管理人員、工藝、制造、銷售等部門可在瀏覽設計模型后將自己的評論或建議以文本或圖形的方式放在設計文檔中，讓設計人員在第一時間發現問題解決問題，縮短研發周期，提高產品品質。特別是當今已是需求為王的時代，銷售部門可以更快的將客戶需求反映到設計文檔中，對于提高客戶滿意度、產品競爭力具有重要的意義。
（2）在變更管理和流程審簽方面，相關審批人員可快速瀏覽產品BOM、結構、裝配等，并使用3D注釋添加意見，有效提高了審簽的速度。
（3）在三維干涉檢查方面，能夠檢查不同專業之間的三維模型是否存在干涉，通過圖示化的方式展現裝配存在問題的地方，并由相關的設計人員最終確定模型之間是否發生干涉，及時發現產品中存在的問題。
（1）在協同設計方面，企業管理人員、工藝、制造、銷售等部門可在瀏覽設計模型后將自己的評論或建議以文本或圖形的方式放在設計文檔中，讓設計人員在第一時間發現問題解決問題，縮短研發周期，提高產品品質。特別是當今已是需求為王的時代，銷售部門可以更快的將客戶需求反映到設計文檔中，對于提高客戶滿意度、產品競爭力具有重要的意義。
（2）在變更管理和流程審簽方面，相關審批人員可快速瀏覽產品BOM、結構、裝配等，并使用3D注釋添加意見，有效提高了審簽的速度。
（3）在三維干涉檢查方面，能夠檢查不同專業之間的三維模型是否存在干涉，通過圖示化的方式展現裝配存在問題的地方，并由相關的設計人員最終確定模型之間是否發生干涉，及時發現產品中存在的問題。
基于InteVue 的輕量化模型的干涉檢查
（4）在提導三維裝配方面，將含有注釋和PMI數據的模型、產品的裝配動畫等下發給車間，生產人員在車間的電腦上用可視化瀏覽器即可查看三維數據，有指導性地完成安裝調試。
當然，以上只在輕量級的三維可視化技術的部分功能應用，其還被應用于產品銷售展示、維修維護、異構系統的輕量化裝配、企業間工程圖紙和3D模型的信息傳遞等多個方面。
結語
由于部分三維可視化解決方案只支持少量的三維CAD格式，大部分廠商只支持自己特有文件格式，以及與PDM/PLM、ERP等系統的集成性差等因素，在一定程度上阻礙了輕量級三維可視化技術更廣泛的應用。
但是，全三維設計、網絡協同設計等已成為主流，輕量級的三維可視化技術可幫助制造企業直接將輕量化三維模型下發到工藝、制造、檢驗和維護維修部門以及供應商、客戶等，并通過可視化的工具實現更好的溝通交流、數據共享。筆者相信，隨著輕量級可視化解決方案功能的不斷完善與加強，特別是輕量化格式的統一性及瀏覽器開放性的改善，它必將成為制造企業協同共享的重要工具，實現全三維的必要支撐。
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本文標題：不可忽視的輕量級三維可視化技術
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