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09.05.1997 - 

Über 3D-APIs in das Konstruktionsmodell

Java erobert auch die CAD/CAM-Welt

Auch die führenden CAD-Entwicklungshäuser wissen die Vorteile zu schätzen, die Java im Vergleich zu C und C++ zu bieten hat. Dazu zählen vor allem die höhere Produktivität, die sich durch das Wegfallen von typischen Fehlerquellen anderer Programmiersprachen ergibt. So befreit Java Programmierer von den Mühen der expliziten Speicherverwaltung und verhindert durch die Abschaffung von Pointern den unzulässigen Zugriff auf Speicheradressen.

Java ist allerdings nicht nur eine Programmiersprache, sondern auch eine Art Betriebssystem, oder besser eine Systemschicht, die sich zwischen das jeweilige Operating System und die lauffähigen Applikationen legt. Dieses Laufzeitsystem, die Java Virtual Machine (JVM), sorgt dafür, daß eine in Java programmierte Anwendung auf jedem Betriebssystem abläuft.

Java-Anwendungen werden auf der jeweiligen Hardware interpretiert. Dieses Verfahren reduziert jedoch im Vergleich zu Maschinencode die Ablaufgeschwindigkeit von Programmen. Hersteller von JVMs nutzen sogenannte Just-in-time-Compiler, um die Performance zu erhöhen. Noch für dieses Jahr sind neuartige "dynamische Compiler" geplant, die ein Programm während der Laufzeit zu optimieren verstehen. Sun verspricht, daß mit Hilfe dieser Technologie Anwendungen ähnlich schnell oder gar schneller ablaufen wie solche, die in C oder C++ geschrieben werden.

Prädestiniertes Aufgabenfeld für Java ist bislang die Präsenta- tion von Daten auf dem Bildschirm. Es ist kein Geheimnis, daß der überwiegende Teil der Zugriffe auf CAD-Systeme nicht der Modellierung neuer Geome- trien, sondern der Darstellung und Manipulation vorhandener Modelle gilt: Beispielsweise zur Präsentation von Entwürfen, in der Diskussion über Konstruktionsänderungen, bei der Weitergabe von Konstruktionen an Zulieferer oder an die Fertigung, innerhalb des Concurrent Engineering sowie zur Illustration technischer Dokumentationen wie Betriebs- oder Montageanleitungen.

Diese Aufgaben erledigen Anwender mit Softwareprototypen einiger Hersteller (zum Beispiel Cocreate, IBM, Matra Datavision oder Computervision) bereits heute auf der Basis von Java. Und es gibt auch schon einen CAD-Browser der schwedischen Firma Kozo, der Dateien im Autocad-Format DXF darstellen und editieren kann.

Ein weiteres Einsatzgebiet, das Anwender in jüngster Vergangenheit Ausschau nach NT-Lösungen halten ließ, beschränkt sich dank Java immer weniger auf eine Plattform. Benutzer hoffen nämlich darauf, daß durch die Implementierung von CAD in derselben Umgebung wie Office-Anwendungen die CAD-Modelle beispielsweise effektiver zur Illustration einer Bedienungsanleitung oder eines Produktkataloges genutzt werden könnten. Dieser Grund dürfte zunehmend entfallen, da derartige in Java geschriebene Programme überall ablaufen können.

Noch ein weiterer Punkt macht Java für CAD zu einer äußerst interessanten Plattform: Gegenwärtig arbeiten Entwickler bei Sun zusammen mit verschiedenen anderen Lizenznehmern an einer API-Spezifikation für 3D-Grafik, die voraussichtlich noch 1997 in Java integriert verfügbar sein wird. Sie erlaubt, beispielsweise beliebig große Volumenmodelle zu bearbeiten, zu durchwandern, online zu manipulieren, ohne daß hierzu eine besonders leistungsfähige CPU am Arbeitsplatz vonnöten ist.

In Java definierte 3D-Objekte verfügen dann nämlich über Intelligenz, die es dem Laufzeitsystem gestattet, automatisch zu entscheiden, welcher Teil eines Objektes gerade sichtbar ist und welche nicht. Dazu wird ein präzises Koordinatensystem installiert, das den derzeit bekannten Technologien überlegen ist.

Während der Autofact, der CAD-Messe im amerikanischen Detroit, waren Anfang November 1996 bereits eine Reihe von Java-basierten Applikationen als Prototypen zu sehen. Cocreate zeigte die Realisierung von Concurrent Design zwischen "PE/Solid-Designer"-Arbeitsplätzen, die über das Internet miteinander verbunden waren.

IBM führte die neueste Version von "Catia V4" unter anderem auf Sun Workstations mit Internet-Anbindung vor. Matra Datavision hat auf derselben Basis den "Eu- clid Design Manager" entwickelt, den Daten-Management-Baustein der neuen Produktgeneration "Euclid Quantum". Und Bentley zeigte bereits auf der Systems 1996 eine Vorabversion von "Objective Microstation", die gestattet, über einen Browser aus einer Web-Seite Möbelstücke auszuwählen und diese per Drag and drop als 3D-Objekte innerhalb des CAD-Systems zu plazieren und darzustellen.

*Ulrich Sendler arbeitet als freier Autor in München.