Ficucs: Ein Constraint-Solver für geometrische Constraints in 2D und 3D

This thesis reflects the results of many years of research and development work in the field of geometric constraints for standard geometries in 2D and 3D. The experiences with constructive as well as numerical approaches for the calculation of constraint-based models have been continuously incorporated into the development of the constraint solver Ficucs. Besides the algorithms and data structures used in Ficucs the thesis describes various applications which use Ficucs as calculation module and corresponding models. The aim was to develop a constraint solver which is usable in many different kinds of projects. The focus was on interactivity and stability of the algorithms, because that is very important for the user's acceptance. A lot of improvements were found, most of them were also implemented and thus verified. It arose that a combination of different concepts in one application is often problematic. The thesis shall make the achieved results accessible to the interested readers and motivate further research work concerning a hybrid approach which combines constructive as well as numerical methods.Die vorliegende Arbeit spiegelt Ergebnisse einer langjährigen Forschungs- und Entwicklungstätigkeit auf dem Gebiet der geometrischen Constraints zu Standardgeometrien in 2D und 3D wider. Die Erfahrungen zu konstruktiven und numerischen Ansätzen für das Berechnen der constraint-basierten Modelle flossen in die Entwicklung des Constraint-Solvers Ficucs ein. Neben den in Ficucs genutzten Algorithmen und Datenstrukturen werden diverse Applikationen, welche Ficucs als Berechnungsmodul nutzen, sowie dazugehörige Modelle beschrieben. Ziel der Tätigkeiten war es, einen in den verschiedensten Projekten einsetzbaren Constraint-Solver zu entwickeln. Besonderes Augenmerk lag auf der Interaktivität sowie der Stabilität der Algorithmen, welche für eine Nutzerakzeptanz sehr wichtig sind. Hierzu wurden immer wieder Verbesserungsmöglichkeiten gefunden, zum Großteil auch implementiert und somit verifiziert. Es zeigte sich, dass die Kombination unterschiedlicher Konzepte in einer Anwendung oft problematisch ist. Die vorliegende Arbeit soll die erreichten Resultate interessierten Lesern zugänglich machen und zu einer weiteren Forschungstätigkeit in Richtung eines hybriden Ansatzes aus konstruktiven und numerischen Verfahren anregen