浏览器内 CAD 系统正逐渐成为工程设计领域的新趋势。brep.io 项目展示了如何在浏览器中实现自由边界表示（BREP）CAD 系统，无需后端支持，所有计算均在客户端完成。该系统通过创新的数据结构设计和渲染管线优化，成功避免了传统 CAD 软件中的拓扑命名问题，为参数化建模提供了可靠的基础。
BREP 数据结构与压缩策略
brep.io 采用基于三角形网格的 BREP 结构来表示几何模型。这种表示方式不仅简化了数据结构，还天然支持与三角形网格相关的操作。系统利用三角形网格的特性，在保持 BREP 拓扑信息的同时，实现了高效的存储和传输。三角形网格的量化压缩是常见的优化手段，通过减少浮点数精度，可以显著降低模型体积，同时保持视觉上的完整性。这种压缩策略在浏览器环境中尤为重要，因为它直接影响到加载速度和内存占用。
增量更新是参数化 CAD 系统的核心需求之一。brep.io 通过维护完整的特征历史记录来实现增量更新，用户对模型进行的每一步操作都被记录下来。当参数发生变化时，系统只需重新计算受影响的特征，而不是整个模型。这种策略大大提高了交互响应速度。特征历史的组织方式采用了参数化建模的通用模式，每个特征依赖其前置特征的结果，形成一条依赖链。系统通过智能重绘机制，仅更新变化的部分，避免了不必要的计算开销。这种增量更新策略在浏览器中尤为关键，因为它能有效利用有限的计算资源。
渲染管线的工程实现
brep.io 的渲染管线充分利用了现代浏览器的图形能力。虽然项目文档未明确提及 WebGPU，但基于其对高性能图形渲染的需求，很可能采用了 WebGL 或 WebGPU 技术。渲染流程首先从 BREP 数据结构中提取几何信息，然后将其转换为渲染友好的格式。在浏览器环境中，GPU 加速渲染能够显著提升复杂模型的显示性能，特别是在进行实时参数调整时，流畅的视觉反馈对于用户体验至关重要。渲染管线的优化还包括了视锥剔除、层次细节（LOD）等技术，以减少不必要的绘制开销。
浏览器内 BREP CAD 系统的发展代表了客户端计算能力的提升和 Web 图形技术的成熟。通过优化数据结构和渲染策略，这类系统能够在资源受限的环境中提供接近原生应用的性能。未来，随着 WebGPU 标准的普及，我们期待看到更多高性能的浏览器 CAD 应用出现。
资料来源：Hackaday 的报道介绍了 brep.io 项目，展示了浏览器内 BREP CAD 的最新进展。