OpenCascade的显示模块中AIS的结构和功能

为了给外部提供方便的接口， Occt 在显示模块的最上层提供了 AIS(Application interactive services) 功能。 AIS 功能封装了显示模块内部的大多数功能，提供了对几何和拓朴对象的显示和选择和管理，功能包括：

       显示对象，包括对象的显示颜色、显示模式等的管理

       对象的选择功能，包括：根据鼠标事件和坐标数据，实现对象的选中判断，自动高亮显示、高亮显示等。

       AIS 功能，使用了三部分来实现其功能，简单的说，用一个类代表可显示的对象，用一个类实现对对象显示和选择相关内容的管理，用一个视图类使对象在一个视图中显示，并允许被以多种方式显示。具体如下：

•          显示和选择的上下文管理类， AIS_interactiveContext
•          可显示的对象， AIS_interactiveObject
•          视图管理器。

可显示对象，是一个可以显示和选择的对象，通常包含一个几何或拓扑对象。这些几何或拓朴对象，通过 mesh 模块中的算法，生成对应的图形对象，以用于对象的绘制。

视图管理器允许交互操作显示对象的视图，例如：旋转视图、缩放视图等，方便在窗口中观察显示的对象。

显示和选择的上下文管理对象，负责显示对象的管理，提供显示对象、选择对象等功能，使对象的显示和选择编程实现很简单。

      

       具体来看每个类。

AIS_interactiveContext 类

主要功能是对一组可显示和选择的对象的管理功能，包括：显示对象、对象选择、对象高亮显示、对象颜色等等。

其内部

•         包含了一个 map ，将可显示对象和其状态保存下来，并实现添加和删除对象功能。
•         包含了一个显示管理器，负责对象的显示。
•         包含了一个选择管理器，负责对象的选择功能。
•         包含了一个视图管理器，管理对象所在试图的显示功能。

该类提供了丰富的接口，功能很强大，是 AIS 中最主要的类。

 

AIS_interactiveObject 类：

继承关系如下：

PrsMgr_PresentableObject

―― StdSelect_Shape

―― SelectMgr_SelectableObject

―――― AIS_InteractiveObject

从 PrsMgr_PresentableObject 继承了显示功能，从 SelectMgr_SelectableObject 类继承了选择功能，因此是一个可显示和选择的对象。

PrsMgr_PresentableObject 类表示一个可显示的对象，在 Occt 中，每个对象可能有多种显示模式，例如：线框显示、着色显示、包围盒显示、纹理显示等，每种模式对应不同的可显示的数据，每种可显示数据由类 PrsMgr_Presentation 类表示。 PrsMgr_PresentableObject 类记录了一个列表，其中每项是一个模式码和其对应的显示数据。例如：对应线框模式，保存了线框模式下的图形对象，主要是边界线的离散数据。对应着色模式，保存了着色模式下的图形对象，对曲面来说，就是曲面的三角面片剖分的数据。

SelectMgr_SelectableObject 类代表一个可选择的对象，并根据选择状态，给出不同的显示，比如：高亮显、显示流线等。因此，它包含了两种状态下的显示数据：选中状态的显示数据和高亮状态下的显示数据（两个 PrsMgr_Presentation 类）。通常， OCCT 下选中对象时，显示对象的 Iso 曲线，表示对象被选中，则此时对应的显示数据就是 Iso 曲线的离散数据了。

同时，每个可选择对象有多种选择模式，例如对一个 shape 来说，可以选择其中的面、边、结点。因此会对应不同的选择数据。为此， SelectMgr_SelectableObject 类中保存了一个列表，记录一系列模式下的选择数据，以供不同模式下判断对象是否选中使用，模式和对应数据由 SelectMgr_Selection 类表示。其中记录了模型码，和模型对应的选择数据。这些选择数据通常是对象的三维曲线、曲面向内部视图平面的投影，得到的 polygon 数据，借此 polygon 数据和从视点发出的射线，就可以判断一个物体是否被选中了。

简单总结一下，每个显示对象有不同的显示模式，每种模式需要不同的显示数据。每个可选择对象有不同的选择模式，每种模式对应不同的选择数据。

AIS_interactiveObject 类继承自上述类，自然就具有了显示和选择功能。

 

视图管理类： viewer_viewer 类，

继承关系如下：

Viewer_Viewer

―― V3d_Viewer

―― V2d_Viewer

即可能是 2d 和 3d 下的 viewer 。我们重点关注 3d 下的 viewer 。

V3d_Viewer 类负责管理 3d 下视图相关属性，主要是管理一组 view 类， view 类的继承关系如下：

Viewer_View

―― V3d_View

―――― V3d_PerspectiveView

―――― V3d_OrthographicView

―― V2d_View

 

v3d_View 类是管理一个窗口的视图类。它与一个窗口关联，建立窗口和 OpenGL 的 HGLRC 间的关系，并实现窗口中的旋转、缩放等功能。该类内部封装了具体的实现类： Visual3d_View 类，这个类实现了大多数的功能，而 v3d_view 类作为 Visual3d_View 的补充，实现了部分功能。

V3d_View 类支持透视和平行投影。

为了支持旋转、缩放等操作，其内部包含了两个对象：

Visual3d_ViewMapping MyViewMapping;// NPC 坐标系 .

Visual3d_ViewOrientation MyViewOrientation;//VRC 坐标系

实现了两个坐标系的管理，类似 OpenGL 中 Projection 和 ModelView 两个变换的管理。这里采用的投影变换和模型变换采用的是 PHIGS 模式。底层的实现，也部分的使用了 OpenGL 的功能，例如：屏幕坐标和 3 维空间坐标的转换等。

 

通过 Context 对象、 Object 对象和 View 对象三者， OpenCascade 的显示模块使显示一个对象变的很简单了。在 doc/view 结构中，通常 doc 中声明一个 Context 对象， view 中记录一个 view 对象，该对象通常如下方式创建：

m_occView = GetDocument()->GetViewer()->CreateView();

这样，显示对象调用 Context 的 display 接口显示即可，而视图功能例如：旋转、缩放等功能，则调用 view 对象的功能可以快捷的实现，如：对象的选择功能，在鼠标消息 mousemove 的响应函数中调用 context 的 Moveto 函数，则实现了鼠标移过对象，对象是否选中的判断。如何要获取选择的对象，调用 context 的 select 函数就获得的已选择的对象。可以通过 intcurrent 和 selectedshape 等函数来获取选中的对象。

具体的实现，可以参考 OpenCascade 自带的例子。