释放FireGL、Quadro性能－VBO使CATIA图形速度再上新台阶

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一、CATIA及VBO背景介绍

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　    由法国Dassault（达索）系统公司开发的CATIA是CAD/CAM领域最高端的软件，该软件原本运行于IBM UNIX工作站上，驱动系统为VM/CMS，从V5版本之后开始移植到个人PC平台上，使其强大的功能走进了更多的企业设计人员。与UG、PRO/E等高端软件相比，CATIA在曲面造型方面具有独特的优势，是任何三维CAD软件所不能比拟的，因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业的复杂曲面造型设计中，现在国内外几乎所有的飞机设计制造行业都使用CATIA。

　    使用CATIA的航空企业包括了Boeing、Dassault、Bombardier、Lockneed Martin等知名公司；汽车领域Renault、Toyota、Karman 、Volvo、Chrysler等公司也是CATIA的用户。在造船、消费品、高科技电子、厂房制造、装配等领域拥有大量的客户。

　    CATIA软件提供了从概念设计到最终产品的全套跨行业解决方案，其功能模块可以用车载斗量来描述。包括零件设计、装配设计、交互式工程绘图、结构设计、创成式工程绘图、钣金设计、三维功能公差与标注设计、模具设计、航空钣金设计、线架和曲面设计、阴阳模设计、焊接设计、自由风格曲面造型、创成式曲面优化、汽车A级曲面造型、汽车白车身接合、快速曲面重建、基于草图的自由风格曲面造型、电路板设计、电气线束展平设计等数十项设计、加工、知识管理等子系统。


　    我们从“惠普HP xw8400工作站CATIA机械设计应用测试”一文开始进行CATIA图形测试至今，发现了一个规律：相同架构不同档次的NVIDIA Quadro FX显卡（从FX 370到FX 3700）在CATIA测试中表现完全相同，而SolidWorks下的差距也不明显（部分大模型例外）。这不禁让我们怀疑Dassault软件的图形引擎是否充分发挥了专业显卡的OpenGL硬件加速？在这种情况下购买2000元以上的中高端专业显卡运行这2个软件还有没有意义？

　    另外，在“NVIDIA和AMD_ATI专业显卡谁更强？－FireGL V5600对决Quadro FX1700”一文中，我们通过测试发现ATI FireGL专业显卡在CATIA中的表现明显不如NVIDIA Quadro FX，这是由于没有开启VBO功能的缘故。


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                         AMD/ATI与Dassault合作研发的VBO技术


　    VBO（Vertex Buffer Objects，顶点缓冲对象）是OpenGL API的一个扩展函数，AMD/ATI与Dassault合作研发的一项技术，用于提升CATIA和SolidWorks软件中的3D图形速度，充分发挥专业显卡的OpenGL硬件加速能力。VBO技术能够将多边形和纹理数据放置在显存中，这样CPU与GPU之间的指令 / 数据传输就不再受到系统内存的带宽限制。AMD宣称VBO能带来5～10倍的性能提升（估计是相对于非专业显卡而言），事实上如果能够在现有的图形工作站基础上将速度提高一倍，就已经相当惊人了。


AMD/ATI官方公布的VBO在CATIA中性能提升情况（视频）


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打开VBO功能的前提条件

1．CATIA V5R18 SP4以上或者V5R19；SolidWorks 2009或以上

2．目前主流AMD/ATI FirePro (FireGL) 专业显卡...  NVIDIA Quadro FX？

3．添加Windows系统环境变量（CATIA）


　    在以上3个条件中，由于VBO是最近几年才有的技术，因此使用CATIA V5R18 SP3、SolidWorks 2008或者之前版本的用户只有更新软件版本才可以使用该功能。VBO到底会给FirePro（FireGL）带来多大的性能提升？NVIDIA的Quadro FX系列专业显卡是否也能够支持VBO？我们将通过下文中的应用测试来让大家了解。CATIA默认并不会打开VBO功能，需要在Windows系统下添加环境变量才能实现（见下图）；而SolidWorks 2009直接就能够支持，不需要专门的设置。


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　    “CAT_VBO_ALLOWED”变量的值可以设为“1”或“2”，由于没有这方面的详细资料，我们并不清楚两种模式在实现原理上的差别，后面我们会用测试来比较它们的效果。另外，如果把这个变量值设置为0，VBO功能不会打开。



测试平台

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说明：我们选择了AMD的FirePro V5700中端专业显卡进行测试，并使用NVIDIA Quadro FX 3700作为对比，分别测试2款显卡在打开VBO之前和之后两种情况下的CATIA图形速度。CATBench 2005测试软件是针对CATIA V5R14 SP5设计的，不过我们本次进行的图形部分（CATBench2005G）测试只是用到其中的模型，其对比结果依然具有实际的参考意义。SPECapc for SolidWorks 2007是专门用于测试2007版本的SolidWorks软件，在2009下运行会出现“重新保存模型”的提示，但是仍然能够正常完成并得到结果。我们只是用来对比2个版本之间的测试成绩高低，分析VBO在其中起到的作用......





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