[文章]：微机三维CAD软件评测报告

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微机三维CAD软件评测报告




一、背景介绍

目前大多数企业在甩掉图板后，都出现不同程度的三维CAD需求。为此，本刊首先针对微机三维CAD软件进行评测，以期帮助企业充分了解三维CAD软件。
本次评测对象为微机三维CAD系统。参评的产品包括由生信实维有限公司提供的SolidWorks2000、Autodesk公司的InventorR2、浙江大天公司的GSCAD98、UnigraphicsSolutions公司的SolidEdgeV8、天喻公司的InteSolid98、北航海尔软件公司的CAXA三维电子图板2000。其中SolidWorks2000、InventorR2、SolidEdgeV8为国外产品。
本次评测采用的硬件平台为：PIII500、128M内存、ELSAGloriaII显卡（64M显存）、ViewSonicG776显示器。
软件平台为WindowsNTWorkstation4.0（ServicePack5.0）中文版。

二、评测项目和结果

1．软件安装和运行环境
参评的6款软件均采用Windows技术开发，都可以比较稳定地运行在Windows95/98、WindowNT、Windows2000等操作系统上。其中SolidWorks2000和SolidEdgeV8已完全获得微软公司的正式认证，InventorR2在Windows2000上的认证还未取得，而国产软件通常只有本公司内部的软件测试，没有经过微软公司的正式认证。
对于硬件平台，各款软件差别不大，在我们提供的测试平台上均可以正常运行。不同软件厂商还提供了一个推荐配置，一般要求在奔腾II、64M内存、200M硬盘以上的系统上运行。其中，InventorR2推荐采用4M以上、支持OpenGL、1024x768的显卡，SolidEdgeV8推荐采用128M内存和支持64K色的显卡。
所有软件的安装过程均采用安装向导，一步一步地提示用户，安装过程都十分简单，全部安装时间一般在2～6分钟。安装完成后，均不需要进行任何配置即可使用。其中InventorR2需要安装微软公司的IE5.0和Netmeeting作为支持，相应软件全部包括在产品光盘中，同时为提高软件性能还需要分别安装ServicePack1、ServicePack2和ServicePack3，ServicePack可以从Autodesk公司的网站上免费下载。
软件安装完成后，所占用的硬盘空间从50M到300M不等，其中一般包括了应用程序、使用手册、在线帮助和一些产品实例。
SolidWorks2000、GSCAD98、InteSolid98和CAXA三维电子图板2000采用了全中文的用户界面，包括在线帮助和使用手册等。InventorR2可以从Autodesk公司网站上下载另外安装的中文环境，SolidEdgeV8的本地化工作还未全部完成。
参评的各款软件均采用了加密措施，其中只有InventorR2采用了授权码的软加密方式，其他5款软件都采用了软件锁进行加密。

2．产品手册和帮助文档
三维CAD系统比一般的二维系统复杂，采用三维进行设计对于许多设计人员还不十分熟悉，因此软件的设计手册、培训教程和帮助文档，对于设计人员能够尽快掌握软件的使用是十分重要的。
参评的软件中，SolidWorks2000有完全汉化的使用教程和培训手册，在线帮助也已全部汉化，其中使用教程还提供了PDF格式的电子版。SolidEdgeV8提供了英文版的用户使用手册和HTML格式的在线帮助，提供了包含数十个示例的在线教程。比较有特色的是InventorR2，除了提供用户使用手册和在线帮助外，还提供了一个有多媒体和动画显示的帮助工具——设计专家，可以一步一步地提示用户完成各种操作。国产的几个软件GSCAD98、InteSolid98和CAXA三维电子图板2000都提供了用户使用手册、学习教程和在线帮助。

3．用户界面
软件的用户界面设计对于软件的易使用性和易操作性是十分重要的。参评的软件基本上都采用了Windows风格的界面设计，采用了菜单、工具条、对话框、弹出式菜单等，都可以对窗口和工具条的位置进行定制。SolidWorks2000、SolidEdgeV8和CAXA三维电子图板2000还可以对菜单、工具条的内容、外观等进行灵活的设置，InteSolid98设计了可以打开和关闭的与AutoCAD风格类似的命令窗口，直接使用各种系统命令操作。另外SolidEdgeV8采用了提示条代替对话框。
采用Windows中的多文档技术可以在同一个应用程序中同时打开多个文件，如零件、装配、工程图等，支持不同文档间的拖放操作，简化操作过程。参评软件中，SolidWorks2000、InventorR2、GSCAD98、SolidEdgeV8和InteSolid98采用了多文档技术。
现在三维CAD软件都已普遍采用了动态引导技术，当光标位于某些特定的位置时，可以根据当前的命令状态、光标位置几何元素的类型和相互关系，显示不同的光标和图形，引导设计者进行设计。在工程图设计和草图设计中，采用动态引导技术，可以自动捕捉到几何元素的关键点，如端点、中点，几何元素间的位置关系，如水平、垂直、相切等关系，在标注尺寸时可以智能地识别不同的尺寸类型，如线性尺寸、角度尺寸、直径等。在三维设计中，可以随光标的移动，自动识别光标附近几何实体上的点、线、面和特征，帮助快速准确地拾取各种几何元素。
另一项提高设计灵活性的交互技术为动态拖拽技术。在二维设计中可以动态地拖动二维图形中的各种几何元素，图形可按照已经添加的尺寸和约束关系动态变化。三维设计中一些软件可以在造型过程中动态拖动，控制造型中拉伸或旋转的长度和角度等，或对生成的特征动态修改其位置、大小和方向。在装配中，可以拖动装配体上的零部件，来观察其约束情况。
在设计中，一些软件还提供了拖放设计的手段。如特征造型中特征的拖放，装配设计中零件的拖放等。配合动态拖拽技术，基本可以实现不用键盘的快速设计。
此次参评的软件都已基本实现了动态引导技术，其中InventorR2和SolidEdgeV8可以实现造型过程中对生成位置的动态拖动。SolidWorks2000可以对特征的位置、方向、大小等进行动态拖动。

4．数据转换格式
为了支持不同三维CAD系统间的数据交换和与特定应用系统的连接，要求三维CAD软件应支持多种数据转换格式。三维数据格式有STEP、IGES、VRML、STL、三维的DWG等，二维的数据格式有DWG、DXF，图像文件格式有BMP、JPG、TIF等。其中VRML是一种支持在浏览器上显示的数据格式，STL为与快速成型设备连接的数据格式，图像文件用来保存在屏幕上的三维显示或渲染结果。不同的CAD软件可以针对不同的应用，分别支持不同种类的数据格式。
此次参评的软件中，SolidWorks2000支持STEP、IGES、VRML、STL、DWG、DXF和TIF格式。SolidEdgeV8可直接读写UG、Pro/E文件，支持STEP、IGES、VRML、STL、DWG、DXF、BMP等格式。InventorR2支持STEP、IGES输出、DWG、BMP等，对VRML需要另外的插件。GSCAD98支持STEP、IGES、VRML、DXF和BMP等格式。InteSolid98支持STL和DXF。CAXA三维电子图板2000支持IGES、VRML、STL、DWG、DXF等格式。

5．零件设计
基于特征的造型方法代表了目前微机三维CAD产品的主流，即将用户的每一步操作作为一个特征记录下来，并按一种树状结构显示；用户不仅可以给每一个特征起一个更有意义的名字，而且还可以对特征的定义，特征的创建顺序进行方便的修改。应用特征造型技术一方面可以把抽象的布尔运算屏蔽起来，另一方面还可以把设计人员的设计思路一步步地记录下来，既便于以后的修改又有利于别人了解设计思路。
从此次参评的6个产品中我们还可以看出三维CAD系统的另一个发展趋势，就是造型系统正在逐步向混合型发展。从现在的产品来看，曲面造型和实体造型已经融为一体，曲面与实体间的相互运算、转换变得非常方便，而且原来像钣金设计这样的专用模块现在也都集成到了零件设计当中。随着三维CAD系统的不断发展，这种融合的趋势将越来越明显，未来的三维CAD系统将只有一种类型的文件，用户在里面既可以画草图，作曲面，也可以设计零件、装配甚至出工程图。
所有这些发展的目的其实只有一个，就是让三维CAD系统更加适合设计人员的设计工作。这种适合是通过两个方面来实现的：一是尽可能地捕捉和记录设计人员的设计思路，比如这个地方应该相切，那个地方两个面应该重合等等，而且这种捕捉应该尽可能自动完成而不需要设计人员过多的干预；二是在设计人员对设计思路进行调整时要尽可能的将模型变化传到每一处地方，比如设计人员修改了一根轴的直径，那么与直径相关联的特征都应自动改变自己的尺寸。三维CAD软件只有具备了这两方面的功能才能真正胜任三维设计工作，而不仅仅是一个绘图系统。

(1)草图设计
草图设计是特征造型的基础。6个产品都具有比较完备的草图功能，均提供了点、线、圆、圆弧、矩形、多边形、样条曲线等基本图素，剪切、延伸、偏移、倒角、阵列等基本操作，在草图的绘制过程中均提供了动态导航技术——自动捕捉关键点（端点、切点...）、自动添加约束关系（水平、竖直...）、自动识别尺寸标注类型。这些功能使用户绘制草图的过程更加方便、快捷。相比较而言，SolidEdgeV8和InventorR2对草图形状的要求更为宽松，二者均允许有自交的草图图形进行拉伸、回转等操作，SolidEdgeV8对自交图形进行判断后自动决定取舍，InventorR2则允许用户决定哪个区域参加后续操作。
SolidWorks2000、InventorR2、SolidEdgeV8、InteSolid98和CAXA三维电子图板2000均可以从本身的工程图模块或外部的DWG/DXF文件导入图形到草图中，从而进一步增强了草图的功能。而SolidWorks2000和SolidEdgeV8甚至还可以自动搜索和添加导入图形中现有的约束关系。InventorR2和SolidEdgeV8更加发展了草图的应用范围，InventorR2可以使用草图中的元素参与装配，大大简化了在设计阶段进行机构仿真的工作量。SolidEdgeV8、SolidWorks2000可以将草图作为装配中的整体布局参考图（Layout），强化了自顶向下设计的概念。

(2)参数化
在草图设计中，6个产品均可通过尺寸来驱动图形变化。SolidWorks2000、SolidEdgeV8、InventorR2和GSCAD98均支持变量化设计（InteSolid98在装配中支持），即可以对尺寸变量定义方程，实现更加方便灵活的尺寸控制。SolidWorks2000、SolidEdgeV8和InventorR2都可以在装配层次上通过参数表进行变量化设计，一个装配体中的所有零件尺寸、草图尺寸、装配约束关系尺寸均可参与方程的定义。
目前微机三维CAD产品还只能进行准三维的参数化设计，象实体的体积、表面积这样的三维约束条件还不能参与到参数化过程当中。

(3)特征造型
6个产品均采用了特征造型技术作为零件设计的基础，在造型方法上差别不大：都采用拉伸（Extrude）、回转（Revolve）、扫描（Sweep）、放样（Loft）四种基本形体生成方法，也都提供了倒角、抽壳、阵列、镜象等功能。此外，针对用户的不同需求，各个产品又都实现了一些特殊的特征，如SolidWorks2000有孔、筋板、圆顶等特征；GSCAD98有基本体素、孔、槽、叶片、刻字等特征；SolidEdgeV8有孔、筋板（包括网格筋板）、唇边等特征，并能够对某一特征进行抽壳操作；CAXA三维电子图板2000有孔、筋板等特征。
6个产品均采用树状结构来记录设计历程中的每一步特征，并能够查询、显示特征间的相互关系。SolidWorks2000、InventorR2、GSCAD98、SolidEdgeV8和InteSolid98均可对特征的状态（是否抑制）和创建顺序进行修改；SolidWorks2000、InventorR2、GSCAD98和SolidEdgeV8均可将造型回溯到某一特征然后继续进行造型；SolidWorks2000、InventorR2和SolidEdgeV8支持特征的拷贝与复制。SolidWorks2000提供了一种动态拖动技术，可以通过鼠标的拖动来修改特征的位置或尺寸；SolidEdgeV8提供了一种特征回放功能，让用户浏览零件的整个创建过程。另外，SolidWorks2000、InventorR2和SolidEdgeV8均支持特征库，即用户可以将一些常用特征存在特征库中，以后再使用时只需定位和输入某些尺寸数值即可完成特征的创建。InventorR2对特征库的支持更为细致一些，它可以以列表的形式提供特征参数，也可以进行参数的合法性检查，从而减少了因用户输入错误数值而引起的错误。
6个产品中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8、CAXA三维电子图板2000内核采用Parasolid，InventorR2和InteSolid98内核采用ACIS，GSCAD98采用自主版权的造型内核。

(4)其他
SolidWorks2000、GSCAD98和SolidEdgeV8都可以在三维模块中加入尺寸公差信息，SolidEdgeV8还可以通过三维标注的方式添加表面光洁度、形位公差等信息。这些标注信息可以自动带入工程图模块中。
6个产品均可计算零件的物理特性，如体积、表面积、质量、惯性矩等等，并提供了对几何信息的度量工具。

6．曲面设计
三维CAD系统中是否必须具有功能强大的曲面造型模块，应视用户的需求而定。对由规则几何体构成的产品如机床、机器人等，人们可借助专用曲面模块的纯实体造型系统进行各类设计。而对于工业造型、模具、叶轮叶片、玩具以及含有自由曲面其他产品的设计，人们必须应用具有强大曲面造型功能的CAD系统。通常，它们是包括实体造型和曲面造型两种模块的混合系统。
曲面造型模块均用非均匀有理B样条（NURBS）方法表达自由曲面。曲面的造型与编辑功能应包括扫描（Sweeping）、蒙面（Skinning）、偏置面（Offset）构造、曲面外延（Extending）、曲面裁剪（Trimming）、曲率连续的过渡面（Blending）、多曲面间等半径及变半径圆角过渡（Filleting）、曲面填充（Filling）、曲面缝合（Sewing）、光顺处理（Smoothing）以及投影与求交（Projection/Intersection）等。对于动画领域，人们还希望具有动态的曲面造型功能。
为进行曲线曲面的分析计算，系统应具备如下功能：对于曲线，应能计算切矢、法矢、曲率、弧长、点到曲线的距离；对于曲面，应能计算切矢、法矢、曲率、表面积、点到曲面的距离等。
参加本次评测的6项三维CAD系统中，InventorR2、GSCAD98和InteSolid98三者均为纯实体造型软件系统。目前，在系统中没有面（Surface）的概念，因此不存在曲面模块。InventorR2需借用MDT系统完成曲面的设计工作。而SolidWorks2000、SolidEdgeV8和CAXA三维电子图板2000均采用实体造型和曲面造型的混合模型，具有较强的曲面造型功能。
SolidWorks2000可以用拉伸、旋转、扫描、放样、等距偏置、延展、缝合、延伸和裁剪等方法构造相应的曲面，并可输入曲面和定义平面区域。在分析计算方面，SolidWorks2000具有样条曲线求值和计算曲率的功能，并可在样条曲线上任意点处指定垂直和相切等几何关系。为了便于编辑操作样条曲线，该系统还设有移动方框功能。在曲面方面，SolidWorks2000配置了曲面实体、延伸曲面实体、多曲面裁剪、圆角处理、从曲面中删除面、在曲面上插入曲线、用曲面实体切割实体、缝合曲面的更改以及隐藏和显示曲面等功能，并可用彩色云图显示曲面的曲率。
SolidEdgeV8具有拉伸面、旋转面、扫描面、网格面、曲面裁剪与缝合等功能，能计算曲面的切矢、法矢和曲率半径。此外，SolidEdgeV8系统还可以调用Unigraphics的丰富功能来完成曲面设计任务。
CAXA三维电子图板2000提供丰富的曲面造型手段。构造曲面时，首先需构造决定曲面形状的关键线框，然后运用系统所提供的曲面生成和编辑方法，在线框上构造由其定义的曲面。曲面的关键线框主要取决于曲面特征线，后者系指曲面的边界线和截面线。根据曲面特征线的组合方式，CAXA三维电子图板2000提供10种曲面生成方式：放样面、网格面、导动面、等距面、裁剪平面与实体表面等。边界面生成是本系统的特点，目前可用以生成三边域和四边域曲面。CAXA三维电子图板2000目前不具备曲面分析计算功能。如需完成相关计算，可转至CAXAME中完成。

7．装配设计

装配设计的基本功能是将不同的零部件组装成一个装配体，定义不同零部件之间的位置约束关系，生成爆炸视图，进行零部件之间的干涉检查，并计算装配体的各种物理属性。装配设计中一般有两种方式：自底向上和自顶向下的设计方式。自底向上的设计方式是采用已经设计好的零件和部件进行组装，而自顶向下的设计则是在装配环境下进行零件和部件的设计。自底向上的设计方法实现较为容易，自顶向下的设计则更加符合一般设计人员的设计思路，也是当今CAD软件发展的潮流。另外，由于在装配时需要的数据量较大，在处理大型装配体时需要采用一些特殊技术。参评软件中，SolidWorks2000、InventorR2、GSCAD98、SolidEdgeV8和InteSolid98具有装配设计功能。
(1)装配结构关系表达
在装配体中各个组成的零件和子部件之间构成了装配关系树，参评的6个软件均采用了树形方式表达装配体中的层次和约束关系。在树形窗口中不仅可以显示零部件的组成和配合关系，还可以进一步详细显示各个零部件的特征组成。
(2)装配约束
装配约束定义了装配体中零部件之间的相对位置关系，基本的约束关系包括：对齐、重合、平行、相切、同轴、距离、角度等。不同的软件对装配约束的具体定义虽然略有不同，但都可以很好支持各种位置关系的定义。其中比较有特色的，SolidWorks2000可以采用SmartMate方法，在动态拖动零部件的同时自动捕捉适当的配合关系，支持阵列特征自动装配。SolidEdgeV8采用了FlashFit约束，可以自动识别不同的约束关系，也支持阵列特征自动装配。InventorR2支持将零件草图直接参与装配，可以更好地支持产品的概念和功能设计。GSCAD98将装配操作分为装配状态和设计状态，装配过程须在这两种状态间转换，同时也支持阵列装配。InteSolid98对各种装配关系进行了更加细致的划分，分为一般装配关系、对齐和插入，对齐和插入约束包括了多种一般约束，可以更快地实现装配过程。
(3)爆炸图
装配爆炸图是将装配到一起的零部件分别移开，使设计人员可以更好地对装配结构和装配关系进行分析和观察。零部件移出的方向和路径一般需要根据零件之间的约束关系来定义。参评的软件中除InteSolid98只有自动爆炸功能外，其他4款软件均提供了自动和手动相结合的方法。在手动调整中可以对每个零件移出的方向、距离等进行设定。SolidWorks2000、SolidEdgeV8和InventorR2都支持爆炸过程的动态重放功能，可以生成动画保存。SolidEdgeV8还可以显示移出路径，并对路径进行调整。
(4)装配环境下的零件设计
在产品设计中，往往需要在设计一个零件的同时参考其他相关零部件的结构，因此需要CAD软件支持在装配环境下进行零件设计。装配环境下的零件设计包括修改部件中已有的零件结构，以及参考现有零件设计新的零件。零件设计通常还是采用特征造型的方法。在装配环境下进行零件设计，可以实现不同零部件间的相关性。如圆柱和孔的配合，可以参照孔的尺寸设计圆柱零件，并保持圆柱的形状和尺寸与孔的相关性，当孔的尺寸修改后，圆柱的尺寸也可以随之改变，保证一定的配合关系。
参评的5个有装配功能的软件中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8和InventorR2都可以方便地修改或设计新零件，GSCAD98只能修改零件尺寸，InteSolid98可以修改已有零件，但不能设计新零件。
另一个在装配环境下的造型功能是在装配体上进行特征造型。这种情况适用于一些需要在装配后进行加工的产品。目前，参评软件中只有SolidWorks2000支持这一功能。
(5)装配关系的动态仿真
在装配设计中，通过动态仿真可以检查零部件间的位置约束和运动关系。目前一般的三维CAD系统都不包括运动分析和机构设计功能，因此在装配环境下只能做一些简单的仿真。如使用拖动工具使零件或部件按照其满足的约束条件进行运动，并同时显示产品中其他相关零件的运动情况。在参评的几个软件中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8和InventorR2支持拖动技术，InteSolid98可以拖动单个零件。另外，SolidEdgeV8中还包括了一个能进行简单运动分析的Motion模块，在Motion中可以定义各种运动副、主运动、仿真机构的运动，并进行动态干涉检查。
(6)装配环境下的干涉检查
装配环境下的干涉检查分为静态干涉检查和动态干涉检查。静态干涉检查是指在某个特定位置关系下，检查装配体中各个零部件间的干涉。动态干涉检查是指在运动过程中检查干涉。在干涉检查中一般可以选择是检查全部的零件，还是某几个零件间的干涉情况。评测中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8和InventorR2都可以实现动态和静态的干涉检查，GSCAD98和InteSolid98都支持静态干涉检查。
(7)物理特性计算
装配体的物理特性包括体积、表面积、质量、重心和惯性矩等，SolidEdgeV8、SolidWorks2000、InventorR2和InteSolid98都可以实现基本的计算。
(8)BOM表输出
装配BOM是装配体上各种零部件的统计信息，可以用来对产品进行管理。SolidWorks2000、InventorR2和InteSolid98可以自动提取和统计每个零部件的系统属性和用户属性，生成BOM表，SolidEdgeV8中只有零部件的系统属性，用户不能添加或修改。InteSolid98的BOM信息可以输入为文本文件或Excel文件，更加方便使用。GSCAD98中BOM的产生主要是在二维工程图中实现的。
(9)支持自顶向下的设计技术
除了前面提到的在装配环境下的零件设计和特征造型外，SolidWorks2000和SolidEdgeV8还支持布局草图的设计。可以通过布局草图控制零件的位置和尺寸。InventorR2中可以实现对草图零件的装配和仿真，使在实际设计零部件之前，就可以对其位置和运动关系等进行分析，以支持产品的概念设计。
(10)大装配的处理技术
SolidWorks2000中采用了轻量化处理，当不需要对零件进行详细处理时可以使其处于轻量化状态，从而减少了需要读入的数据。InventorR2中则采用了分段式处理技术，系统会自动分析，当只有需要零件或部件的数据时，其详细的数据才会被读入。InteSolid98采用了在打开装配时选择是否只显示装配结构的方法控制打开的零部件数量。
（11）装配设计中的参数化变量化设计
在装配设计中除了在定义零部件之间的装配关系时需要采用参数化变量化技术外，为了更好地表达设计者的设计意图，也需要采用参数化和变量化设计技术来建立装配体中各个零部件之间的特征形状和尺寸之间的关系，使得当其中某个零件的形状和尺寸发生变化时，其他相关零件的结构和尺寸也随之改变。支持在装配环境下设计新零件的系统，可以以已有零件的形状作为参考，建立新零件与已有零件之间的形状关联。当参考零件的形状和尺寸发生变化时，新零件的结构和尺寸也可以随着改变。还可以建立装配体中不同零部件之间的尺寸关联，定义驱动尺寸和参考尺寸。对于与有阵列分布的特征进行装配的情况，如螺栓与阵列分布的孔进行装配，系统应能够自动完成其他螺栓与孔之间的装配。
在参评的软件中，SolidWorks2000可以建立装配体中不同零件之间的参数方程，并支持阵列特征的自动装配。SolidEdgeV8可以采用参数表建立不同零件之间的尺寸关联，也支持阵列特征装配，同时，SolidEdgeV8还采用了一种自适应技术，可以建立不同零件之间具有装配关系的特征间的自适应关系，当其中某个特征的形状改变时，另一个具有自适应特性的特征的形状也自动改变。InventorR2中可以建立零件之间尺寸的参数方程，同时可以采用共享草图技术实现零件之间特征形状的关联。InteSolid98支持装配中的参数方程。GSCAD98支持阵列特征装配技术。

8．工程图设计
三维CAD系统中的工程图设计与一般二维设计系统不完全相同，三维CAD系统中的工程图设计可以直接由三维模型投影而成，从而保证各个视图的正确性，使用者只需要对视图中的个别线条进行调整，并标注工程符号，即可满足工程图纸的要求。
(1)二维视图生成
三维模型中包括了产品完整的几何结构，可以从三维模型直接投影生成各种视图。基本的视图种类包括标准三视图、轴侧图、向视图、各种剖视图、局部视图等。在测试中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8和InventorR2都可以自动生成各种视图，GSCAD98还不能生成阶梯剖和旋转剖，InteSolid98没有旋转剖，CAXA三维电子图板2000没有剖视功能。
(2)二维与三维的全相关性
由于二维工程图是由三维模型投影而成，因此二维与三维是相互关联的。全相关是指在不同的设计环境中，模型都是相互关联的，可以在三维、二维或其他设计环境中直接修改模型的尺寸和结构，其他的模型可以自动更新。二维与三维设计的全相关可以保证设计的修改在三维与二维模型中保持一致。在评测中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8、InventorR2和GSCAD98都具有三维模型与工程图的相关性，可以直接在三维或二维中修改设计。InteSolid98和CAXA三维电子图板2000只有三维到二维的投影功能，生成的二维视图与三维模型没有相关性。
(3)自动尺寸标注
工程图设计中，可以根据三维模型的尺寸，自动生成二维尺寸，并可以灵活调整尺寸的种类和位置。评测中，SolidWorks2000、SolidEdgeV8、GSCAD98、InteSolid98和CAXA三维电子图板2000都可以实现方便灵活的尺寸标注。
(4)工程标注
工程标注主要包括各种工程信息的标注，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、零件序号、焊接等特殊工艺符号、标题栏和明细表等。参加评测的软件都可以实现各种工程标注。标题栏中记录了产品的基本信息，如名称、材料、设计者等，SolidWorks2000可以实现标题栏信息与产品属性的自动关联。产品明细表为装配件中所有零件信息的统计结果，SolidWorks2000、SolidEdgeV8、InventorR2、GSCAD98和CAXA三维电子图板2000可以实现产品自动统计和明细表的自动生成。

9．产品配置与系列化产品设计
对产品的尺寸、结构和组成进行配置，可以生成一组产品系列。配置功能包括了尺寸、零件特征和装配件组成的配置。评测中，SolidWorks2000可以实现全部三种配置功能，结果保存在原有的文件中。SolidEdgeV8可以对尺寸和零件特征进行配置，每个配置的结果都生成一个新的零件模型。InventorR2可以对尺寸进行配置，由Excel表驱动。

10．真实感显示
在三维CAD产品中一般使用两种渲染算法：深度缓存（zbuffer）和光线跟踪（raytracing）。这两种算法中，深度缓存算法速度快，在较好的图形硬件支持下，数万个三角形的渲染时间都可以控制在0.1s以内，但是在高速度的同时也牺牲了图像的质量，深度缓存不能生成阴影，物体的质感也无法很真实地表现。光线跟踪算法支持多种类型的光源，能够生成阴影，从而产生更加逼真的图像，但是渲染速度较慢。所以在实际应用中，造型时多采用深度缓存算法以加快显示速度，而在需要生成高质量的图像时则采用光线跟踪算法。
在6个产品的基本模块中，只有SolidEdgeV8和InventorR2提供了一些高级渲染选项，SolidWorks2000可以通过第三方插件PhotoWorks进行高质量渲染，其他软件均只能显示一般的Shading图。由于多采用OpenGL进行渲染，所以渲染效果和速度差别不大。InventorR2对渲染速度进行了特别的优化，它可以在用户移动/旋转模型时自动简化一些模型的细节部分，这样，即便是很大的装配件，用户也可以快速地移动/旋转它们。
6个产品均可以调节渲染的一些基本属性，如光源设置，模型属性（颜色，透明度，反射系数等等）。InventorR2可以指定模型的材质，部分材质带有纹理贴图，可以产生很逼真的画面。SolidEdgeV8的渲染效果给人留下了很深刻的印象。它除了可以设置模型的颜色、纹理，设置背景为单色、渐变颜色或一幅图像，还设置了非常多的渲染开关，如渲染效果，纹理，反射，景深，反走样，阴影等等，用户可以通过设置这些选项在渲染速度和渲染效果中作出选择。可以说，SolidEdgeV8已经具备了专业渲染软件的基本功能。
在动画效果方面，GSCAD98可以生成模型自动旋转的动画效果；InteSolid98可以做数控机床的动态仿真；SolidWorks2000通过插件Animator可以做装配中的动态仿真；InventorR2在装配模块中可以进行动态仿真；SolidEdgeV8提供了两个强大的动画工具：Motion可以进行装配的动态仿真，VirtualStudio可以通过指定模型运动轨迹来生成更灵活的动画效果。

11．其他功能
参评的各个软件，除了具备以上的基本功能外，还根据不同的需求开发出了一些特色功能。
SolidWorks2000具有钣金特征，可以实现各种钣金件设计，通过型腔特征可以实现模具的设计。SolidWorks2000Explorer工具提供了浏览系统中全部SolidWorks2000文件，修改文件属性和查看各种零部件间相互参考和引用的信息。SolidWorks2000中还包括了支持Web应用的eDrawing工具，可以将工程图打包生成可执行文件。该文件可直接打开，可以通过动画的方式浏览三维模型投影生成二维视图的过程，非常形象直观。
SolidEdgeV8中包括了前面提到过的Motion模块，可以进行运动学分析和仿真。它还有各种钣金特征，可以完成钣金件的设计。在Web应用方面，提供了SolidEdgeV8ViewerActiveXControl，可以在浏览器中直接浏览SolidEdgeV8三维模型，并可放大、缩小和旋转。另外，在设计中，它还加入了Sensor工具，可以设定特征或零件之间的某种约束关系，设计修改过程中，如果违反了设定的约束，系统会自动发出警告。
InventorR2中提供了设计助理，可以对InventorR2文件的属性、路径和相互关系进行管理。在设计中还提供了工程记事本功能，可以在模型中加入包括文字、图形、声音等的各种注释，保留各种设计意见，辅助不同设计者之间的交流。InventorR2还提供了局域网上多用户进行协同设计的功能。
GSCAD98中提供了三维剖切观察的工具，可以自由浏览产品的内部结构。GSCAD98中还设计了专门的刻字功能，可以实现凹凸文字的设计。值得一提的是，GSCAD98采用的是完全自主开发的几何建模核心。

三、评测总结

此次参评的6款软件，虽然只占当前市场上微机三维CAD软件的一部分，但基本可以代表了当前微机三维CAD软件的特点和发展方向。此次参评的软件中，国内、国外产品各占50%。总体上看，国外产品的技术水平、具有的功能和商品化程度都比较高。然而，在这次评测中我们也欣喜地看到，经过多年的发展，国内已经推出具有相当水平的自主版权产品。国产CAD软件一般是根据企业实际情况开发的，多注重专门领域的应用，比较符合用户需求，同时在价格上具有绝对优势（如表1）。
本次评测主要是从用户使用的角度进行测试。对于用户来讲，在考虑购买三维CAD软件时应根据企业的资金、计算机设计水平、产品特点和具体用途来考虑。例如，如果只需要进行曲面的设计和分析，则没有必要考虑装配设计的功能。
从本次评测的结果来看，国内软件还需要在软件的商品化程度、多种数据格式的支持、实体与曲面混合建模、参数化、变量化设计能力等方面进行深入地研究开发。由于国内公司与国外公司在开发实力上的差距，国内公司更应在掌握中国企业需求的优势下，将软件的功能与市场定位很好地结合起来，在提高软件开发管理水平的基础上，推出更加适应中国企业需要的三维CAD软件。
从本次评测中，可以看出未来软件的一些发展动向。将来的三维CAD软件都将是曲面与实体的混合模型，支持曲面和实体特征的混合设计。用户界面中更多采用直接拖放式的设计和引导技术，减少用户输入操作，提高设计效率。基于Internet的协同设计也是将来发展的重点，如SolidWorks2000中的eDrawing、SolidEdgeV8中的SolidEdgeV8ViewerActiveX插件、InventorR2中的多用户协同设计等，都是基于Internet的协同设计而开发的。