凑巧，英国Cardiff大学的马丁（Ralph R. Martin）教授来访问清华大学，而布雷德正是Cardiff的名誉教授，我们就此问题请教了马丁。他认为这是一个心理学问题，正如英国自己生产的计算机性能很好，但是顾客还是热中IBM品牌。不错，崇尚名牌确是一个重要因素，然而再深究一步还应该看到布雷德三人小组和剑桥大学的特殊优势。导师Charles Lang原来在美国MIT访问，奉命召回剑桥大学参与筹建CAD实验室。1968年福累斯特在此实验室里完成了题为“计算机辅助设计用曲线与曲面”的博士论文。Alan Grayer所作的博士论文课题是平板零件的自动数控加工。1967年，剑桥大学还与英国政府共同创办了CAD中心。这是一个国营企业，专门从事CAD软件的开发和销售。当时的产品有GINO-F通用图形处理软件包，POLYSURF曲面造型系统，GNC数控加工编程系统和PDMS石化、电力等行业的工厂设计管理系统。1983年CAD中心从国营企业变为私有化。此外，英国还从1968年起创办了CAD国际期刊，从1978年起每两年召开一次CAD国际会议。置身剑桥CAD产业蓬勃向上的氛围，两位年轻的CAD博士，一位从MIT归来从事计算机软件技术研究的导师，一位富有机械设计系统开发经验的经纪人，共同专心致志开拓市场，追求创新软件的实用、可靠。而且布雷德等三人从1970年起，直到2000年7月5日法国达索系统公司签约以2,150万美元现金收购ACIS业务，三人决定退出ACIS为止，整整30年来都将主要精力集中在实体造型平台的开发和完善上。对比其他实体造型系统的发展，很多教授大多着眼于技术研究，注重提出新的技术方案，创造新的理论体系，而具体工作则让年轻教师和研究生去做。这些作法都是正确和必要的，是科学技术发展的正常道路。但是对于实体造型类CAD应用软件来说，理论上的难度不能说很大，而工程应用中的需求却复杂多变，软件系统庞大，需要有精干、稳定的队伍持久进行维护，而且每经过一段时间，例如7~8年后需要更新软件的体系结构，以适应当前的主流软件技术环境。正是布雷德等作到了这一点，而很多其他系统则不能。所有这些综合因素才是布雷德等获得成功的根本原因。

   实体造型的最大难点在于体素拼合的可靠性。一道典型的考题是作一正立方体，再沿立方体的中心线减去一正圆柱体。当圆柱的直径稍小于正方体的边长时，正方体中打出一个圆孔，而体的四周侧面不受影响。相反，当圆柱的直径稍大于正方体边长时，体被切成四瓣。问题就出在当圆柱体直径精确等于立方体边长时，圆柱表面与立方体表面想切，将出现奇异情况，造成死机。对于这类问题，只有用工程方法来处理，软件系统内要设定统一的容差精度体系。例如ACIS的约定是，当两点距离小于10-6时，认为两点重合；当两张邻面的法矢夹角小于10-10时，认定两面有公共切平面；用样条拟合一条精确曲线的逼近误差为10-3；计算机对数字的最大分辨能力为10-11，即将10-11设定为零。对于计算中出现的奇异问题，要约定特殊的处理方法。不同厂商的CAD系统设定的精度体系可能不同，由此造成了异构系统间交换产品几何模型数据的困难。当前不少CAD商品系统正在修补自己产品的几何容差体系，以便与其他CAD系统更好集成。

   用实体造型技术进行产品三维设计的思想，被CAD应用界接受得很慢。原因之一是这种交互设计方式不符合设计人员的构思习惯。1987年秋，美国参数化技术公司，简称PTC推出了参数化特征造型软件Pro/Engineer，在CAD界引起了轰动。这一新的构思产生于Samuel Geisberg。他出生于苏联，数学专业，1974年37岁时来到美国，先在CV公司工作，以后领导Applicon公司的实体造型软件组。他认为现有体素拼合的操作方式需要改造，使得更符合工程设计习惯。在风险投资商的支持下，于1985年自立公司，提出了新的三维设计流程。这就是一般情况下先在某一基准面上进行二维草图设计，可以随意设定和修改尺寸标注值，让计算机自动生成正规图。然后通过拉伸命令，将二维轮廓提升为三维柱体。此后不断更换作图基准面，以二维轮廓为构架，扫成各种曲面形状。这时，设计零件的组成单元不再是单纯的几何体，而是赋以工程语义，例如箱体、凸缘、螺孔、销钉孔等，统称为特征（feature）。图4.62表示按照特征建模思想来构造支座的主要步骤。图(a)中首先采用系统设定的三个基准面构成x, y, z 直角坐标系。坐标原点位置也已设定。在xy平面上画一70×120毫米矩形框，提升成15毫米厚的平板。然后将坐标系移到平板的上表面，以原点为中心，画f60毫米圆，图(b)中已生成了空心圆柱。再将坐标系移到平板的侧表面，在此基准面上画一f36毫米圆。图(c)表示新定义的水平圆柱体与原有的空心圆筒相贯，产生四条交线。图(d)是完成集合运算后的消隐图。图(e)表示在俯视图的零件顶面上画一矩形框，准备开槽用。图(f)中已完成开槽，并在零件的纵向对称面上画出加强筋的斜轮廓线。图(g)表示已完成的零件消隐图。

   图(h)表示系统所记录的特征造型步骤，称作特征树，自上而下，顺序执行。特征树与前面图4.58中CSG树相比，主要区别在于：

   1）突出了基准面的概念。因为一切尺寸标注都需要有计量的参考点，例如在零件图上标注尺寸公差和形位公差，在加工机床上定位毛坯和测量加工精度，在装配中分析装配尺寸链误差和检查工作面配合精度，都要用基准作为参照依据。设计过程中使用的基准面都要明确记录下来，并且给以唯一的标识号；