Open CASCADE基础介绍（2）

Open CASCADE基础介绍（2）

一些OCC的基础知识，愿与各位OCC爱好者共同学习；mail:[email protected]

 

一：关于体的类

BRepBuilderAPI_MakeVertex类

创建点；

 

BRepBuilderAPI_MakeEdge类

此类用来创建边；

比如，由直线生成边：

gp_Lin line(gp_Ax1(gp_Pnt(10,10,10),gp_Dir(1,0,0)));

       WhiteEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(line,-20,10);

下面为生成四分之一园边：

gp_Elips Elips(gp_Ax2(gp_Pnt(10,0,0),gp_Dir(1,1,1)),60,30);

       RedEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(Elips,0,PI/2);

下面是由曲线生成边：

Handle (Geom_BezierCurve) curve = new Geom_BezierCurve(array);

BRepBuilderAPI_MakeEdge ME (curve);

GreenEdge = ME;

V3 = ME.Vertex1();

V4 = ME.Vertex2();

 

BRepBuilderAPI_MakeWire类

用来创建一个Wire类；

 

用一个Wire和一个边来生成一个新的Wire：

ExistingWire = BRepBuilderAPI_MakeWire(Edge2);

       Edge3 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(gp_Pnt(-300,0,-80),gp_Pnt(-90,20,-30));

       BRepBuilderAPI_MakeWire MW1(ExistingWire,Edge3);

       if (MW1.IsDone()) {YellowWire = MW1;}

用一个Wire和添加边的方法来生成Wire：

BRepBuilderAPI_MakeWire MW;

       MW.Add(ExistingWire2);

       MW.Add(Edge5);

       MW.Add(Edge6);

       MW.Add(Edge7);

       if (MW.IsDone()) {

              WhiteWire = MW.Wire();

              LastEdge = MW.Edge();

              LastVertex = MW.Vertex();

       }

 

BRepBuilderAPI_MakeFace类

生成一个面；有多种生成面的方法；

--通过一个封闭曲线生成面：

BRepBuilderAPI_MakeFace(curve);

--通过一个Wire生成面：

BrownFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(YellowWire);

Bnd_Box2d类:

定义一个二维空间的边界盒,可以得出边界盒各个点的值，有时，在某个方向是无限大,这种情况下，称为在此方向上是开放的;

示例:

Bnd_Box2d aCBox;                                                   

Geom2dAdaptor_Curve GACC (C);                                      

BndLib_Add2dCurve::Add (GACC,Precision::Approximation(),aCBox);

 

Bnd_Box类:

定义一个三维空间的边界盒,可以扩大或缩小边界盒,也可以合并两个轴对齐边界盒;

BRepPrimAPI_MakeBox类

用来生成一个立方体;

构造一个立方体可以是两个对角点,一个角点及三个方向长度,可以是非轴对称的:

TopoDS_Shape B2 = BRepPrimAPI_MakeBox (gp_Ax2(gp_Pnt(-200.,-80.,-70.), gp_Dir(1.,2.,1.)),       80.,90.,120.);

使用方法

TopoDS_Face& BottomFace() ;.可以得到立方体的底面;同样，用其它类似的方法可以获得顶面等；

方法TopoDS_Solid& Solid() ;可以将box转化为一个Solid;

方法TopoDS_Shell& Shell() ;可以将box转化为一个shell;

 

BRepPrimAPI_MakeCylinder类

用来生成一个园柱体或园柱体的一部分；

比如：   

TopoDS_Shape C2 = BRepPrimAPI_MakeCylinder (gp_Ax2(gp_Pnt(200.,0.,200.), gp_Dir(0.,1.,0.)),40.,110.,210.*PI180);

 

BRepPrimAPI_MakeCone类

生成一个园锥或园锥的一部分；

 

BRepPrimAPI_MakeSphere类

生成球体或球体的一部分，可以是U方向切一部分或V方向切一部分；

 

BRepPrimAPI_MakeTorus类

生成环或环的一部分；

 

BRepPrimAPI_MakeWedge类

生成一个楔块或楔块的一部分；

 

BRepPrimAPI_MakePrism类

生成一个线性的swept,称为Prisms;它的基类是BRepPrimAPI_MakeSweep类；BRepPrimAPI_MakeSweep类的基类是

BRepBuilderAPI_MakeShape类

注意，原始基本图形不可以包含任何实体：

应用此类时：

--顶点“推移”成边：

TopoDS_Vertex V1 = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(-200.,-200.,0.));

       Handle(AIS_Shape) ais1 = new AIS_Shape(V1); 

       TopoDS_Shape S1 = BRepPrimAPI_MakePrism(V1,gp_Vec(0.,0.,100.));

       Handle(AIS_Shape) ais2 = new AIS_Shape(S1);

--边“推移”成面：.

TopoDS_Edge E = BRepBuilderAPI_MakeEdge(gp_Pnt(-150.,-150,0.), gp_Pnt(-50.,-50,0.));

       Handle(AIS_Shape) ais3 = new AIS_Shape(E);

       myAISContext->Display(ais3,Standard_False);

       TopoDS_Shape S2 = BRepPrimAPI_MakePrism(E,gp_Vec(0.,0.,100.));

--Wires “推移”成Shells.

       TopoDS_Edge E1 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(gp_Pnt(0.,0.,0.), gp_Pnt(50.,0.,0.));

       TopoDS_Edge E2 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(gp_Pnt(50.,0.,0.), gp_Pnt(50.,50.,0.));

       TopoDS_Edge E3 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(gp_Pnt(50.,50.,0.), gp_Pnt(0.,0.,0.));

       TopoDS_Wire W = BRepBuilderAPI_MakeWire(E1,E2,E3);

       TopoDS_Shape S3 = BRepPrimAPI_MakePrism(W,gp_Vec(0.,0.,100.));

--Faces “推移”成Solids.

TopoDS_Face F = BRepBuilderAPI_MakeFace(gp_Pln(gp::XOY()),Wc);

       Handle(AIS_Shape) ais7 = new AIS_Shape(F);

       myAISContext->Display(ais7,Standard_False);

       TopoDS_Shape S4 = BRepPrimAPI_MakePrism(F,gp_Vec(0.,0.,100.));

--Shells “推移”成复合实体

 

BRepPrimAPI_MakeRevol类

一个回转sweep体；

类继承关系和前面类似：BRepBuilderAPI_MakeShape--〉BRepPrimAPI_MakeSweep-->BRepPrimAPI_MakeRevol

，对于角度而言，范围是[0，2PI]，默认值是2PI，生成规则：

- Vertex -> Edge.

- Edge -> Face.

- Wire -> Shell.

- Face-> Solid.

- Shell-> CompSolid.

 

BRepOffsetAPI_MakePipe类

可以生成一个管道

类继承关系是：BRepBuilderAPI_MakeShape--〉BRepPrimAPI_MakeSweep-->BRepOffsetAPI_MakePipe

 

以下为生成一个管道的示例过程：

--利用生成一个WIRE，作为管道的路径:

Handle(Geom_BezierCurve) curve = new Geom_BezierCurve(CurvePoles);

       TopoDS_Edge E = BRepBuilderAPI_MakeEdge(curve);

       TopoDS_Wire W = BRepBuilderAPI_MakeWire(E);

--生成一个面，作为生成管道的截面：

gp_Circ c = gp_Circ(gp_Ax2(gp_Pnt(0.,0.,0.),gp_Dir(0.,1.,0.)),10.);

       TopoDS_Edge Ec = BRepBuilderAPI_MakeEdge(c);

       TopoDS_Wire Wc = BRepBuilderAPI_MakeWire(Ec);

       TopoDS_Face F = BRepBuilderAPI_MakeFace(gp_Pln(gp::ZOX()),Wc);

--利用前两步生成的路径和截面来生成pipe:

TopoDS_Shape S = BRepOffsetAPI_MakePipe(W,F);

Handle(AIS_Shape) ais2 = new AIS_Shape(S);

 

BRepOffsetAPI_ThruSections类

此类继承自BRepBuilderAPI_MakeShape：创建一个loft,通过一组给定的sections，生成一个shell或一个solid;通常，section是wire;但是第一个和最后一个section可以是

vertices;

比如：

BRepOffsetAPI_ThruSections generator(Standard_False,Standard_True);

       generator.AddWire(W1);

       generator.AddWire(W2);

       generator.AddWire(W3);

       generator.AddWire(W4);

       generator.Build();

       TopoDS_Shape S1 = generator.Shape();

       Handle(AIS_Shape) ais1 = new AIS_Shape(S1);

 

BRepBuilderAPI_MakePolygon类

创建一个polygonal wires，可以通过一组点或向量生成，也可以先生成一个空的对象，再添加点。

示例1：

BRepBuilderAPI_MakePolygon P;

       P.Add(gp_Pnt(0.,0.,0.));

       P.Add(gp_Pnt(200.,0.,0.));

       P.Add(gp_Pnt(200.,200.,0.));

       P.Add(gp_Pnt(0.,200.,0.));

       P.Add(gp_Pnt(0.,0.,0.));

       TopoDS_Wire W = P.Wire();

示例2：

TopoDS_Wire wprof = BRepBuilderAPI_MakePolygon(gp_Pnt(0.,0.,0.),gp_Pnt(-60.,-60.,-200.));

 

BRepOffsetAPI_MakeEvolved类

创建一个可展图形，它是通过一个planar spine (face or wire)和一个rofile (wire)来生成的，它是一个非循环的sweep (pipe),用profile沿着spline;自相交点将被移除；

比如：

--沿着一个spline，sweep一个profile;

Standard_EXPORT BRepOffsetAPI_MakeEvolved(const TopoDS_Face& Spine,const TopoDS_Wire& Profil,const GeomAbs_JoinType Join = GeomAbs_Arc,const Standard_Boolean

AxeProf = Standard_True,const Standard_Boolean Solid = Standard_False,const Standard_Boolean ProfOnSpine = Standard_False,const Standard_Real Tol = 0.0000001);

 

AxeProf参数如果为true,R是0,X,Y,Z;如果solid为真，结果为一个solid或复合的solids;

示例：

TopoDS_Shape

 S = BRepOffsetAPI_MakeEvolved(W,wprof,GeomAbs_Arc,Standard_True,Standard_False,Standard_True,0.0001);

 

BRepBuilderAPI_ModifyShape类

当使用BRepTools来创建一个修改类，主要有以下派生类：

--BRepBuilderAPI_Copy:处理一个图形的拷贝；

--BRepBuilderAPI_Transform 和BRepBuilderAPI_GTransform：用来对一个图形应用几何变形；

--BRepBuilderAPI_NurbsConvert:用来将一个图形转化为NURBS几何体；

--BRepOffsetAPI_DraftAngle：创建一个tapered图形；

 

BRepOffsetAPI_DraftAngle类

创建一个tapered图形；一般过程是：

--初始化构造算法；

--输入要taper的特征面；

--实现算法；

--生成结果；

示例：

TopoDS_Shape S = BRepPrimAPI_MakeBox(200.,300.,150.);

      

       BRepOffsetAPI_DraftAngle adraft(S);

       TopExp_Explorer Ex;

       for (Ex.Init(S,TopAbs_FACE); Ex.More(); Ex.Next()) {

              TopoDS_Face F = TopoDS::Face(Ex.Current());

              Handle(Geom_Plane) surf = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(F));

              gp_Pln apln = surf->Pln();

              gp_Dir dirF = apln.Axis().Direction();

              if (dirF.IsNormal(gp_Dir(0.,0.,1.),Precision::Angular()))

                     adraft.Add(F, gp_Dir(0.,0.,1.), 15.*PI180, gp_Pln(gp::XOY()));

       }

       ais1->Set(adraft.Shape());

二：关于布尔等实体修改操作相关

BRepAlgoAPI_BooleanOperation类

此类的基类是BRepBuilderAPI_MakeShape类，它是一个抽象类；

可以应用的操作有：BOP_SECTION 、BOP_COMMON、BOP_FUSE、BOP_CUT、BOP_CUT21

有时会产生错误，无法达到想要的结果，根据返回值，可以得到错误信息，含义是：

0：OK

1： 对象创建完成，但结果为空；

2：源图形为空；

3：参数类型检查错误；

4：不能为DSFiller分配内存；

5：此种类型参数的Builder无法工作；

6：不允许的操作；

7：不能为Builder分配内存；

>100 参见Builder错误信息；

相关的方法介绍：

--TopTools_ListOfShape& SectionEdges()方法：返回一组截面的边，它们在布尔操作过程中生成；

--Standard_Boolean HasDeleted()方法：如果至少一个图形对象被删除了，返回为真；

--Standard_Boolean HasGenerated()方法：如果至少生成了一个图形，返回为真；

--Standard_Boolean HasModified()方法：如果至少一个图形被修改了，返回为真；

--TopTools_ListOfShape& Generated(const TopoDS_Shape& S) 方法：返回生成以后的图形的集合；

--TopTools_ListOfShape& Modified2(const TopoDS_Shape& aS)方法：返回修改后的图形的集合；

--Standard_Boolean IsDeleted(const TopoDS_Shape& aS)方法：如果图形S已经被删除，返回为真，即结果图形中不包括图形S；

-BOP_Operation Operation()方法：返回布尔操作的类型；

 

布尔操作类

包括有BRepAlgoAPI_Cut类， BRepAlgoAPI_Fuse类，BRepAlgoAPI_Common类：布尔交集；

 

BRepAlgoAPI_Section类

计算两个图形或几何体的截面，几何对象可以是平面的表面，转化为face.

示例：

给定两个图形S1和S2，计算在S1和S2上的边，在新曲线上生成近似值，结果在第一部分上而不在第二部分上：

Standard_Boolean PerformNow = Standard_False;

BRepBoolAPI_Section S(S1,S2,PerformNow);

S.ComputePCurveOn1(Standard_True);

S.Approximation(Standard_True);

S.Build();

TopoDS_Shape R = S.Shape();

 

如果结果为空，调用NotDone()；

常见方法：

--BRepAlgoAPI_Section(const Handle(Geom_Surface)& Sf1,const Handle(Geom_Surface)& Sf2,const Standard_Boolean

PerformNow = Standard_True);

用来生成线：

--两个图形SH1和SH2；

--图形SH和平面P1；

--表面SF和图形SH；

--两个表面SF1和SF2；

参数PerformNow如果为真，将直接计算结果，如果为假，表示后面将通过Build（）这个函数来计算结果；

生成后的图形是由方法Shape（）得出的；

这些相交的边是独立的，不在一个链表上，也不在一个wire上，如果不存在一个相交边，返回结果为空；

示例：

--计算相交的基本边--利用这些基本边创建一个相交线--决定相交线在两个图形的哪个图形的参数空间；

TopoDS_Shape S1 = ... , S2 = ... ;

Standard_Boolean PerformNow = Standard_False;

BRepAlgoAPI_Section S ( S1, S2, PerformNow );

S.ComputePCurveOn1 (Standard_True);

S.Approximation (Standard_True);

S.Build();

TopoDS_Shape R = S.Shape();

 

BRepFilletAPI_LocalOperation类

基类是BRepBuilderAPI_MakeShape；

构造在一个shell的边的园角；常用方法有

--void Add(const TopoDS_Edge& E)  = 0;在builder上添加一个轮廓线；

--void ResetContour(const Standard_Integer IC)  = 0;重置索引为IC的轮廓线；

--Standard_Integer NbContours() const = 0;返回轮廓线的数目；

--Standard_Integer Contour(const TopoDS_Edge& E) const = 0;返回边E的轮廓线的索引，如果边E不在轮廓线内，返回为O；

--Standard_Integer NbEdges(const Standard_Integer I) const = 0;返回在轮廓线I中的边数；

--void Remove(const TopoDS_Edge& E)  = 0;移除一个边；

--Standard_Real Length(const Standard_Integer IC) const = 0;得到某个轮廓线的长度；

--TopoDS_Vertex FirstVertex(const Standard_Integer IC) const = 0;返回某个轮廓线的第一个顶点；LastVertex方法返回最后一个顶点；

--Abscissa方法，返回某个顶点的横坐标；

--Standard_Boolean ClosedAndTangent(const Standard_Integer IC) const如果某个轮廓线是封闭切线，返回为真；

--Standard_Boolean Closed(const Standard_Integer IC) const = 0;如果某个轮廓线是封闭，返回为真；

--Reset()  = 0;重置所有；

 

BRepFilletAPI_MakeFillet类

创建一个园角；

示例一：

对一个BOX园角：

BRepFilletAPI_MakeFillet fillet(Box);

 

for (TopExp_Explorer ex(Box,TopAbs_EDGE); ex.More(); ex.Next()) {

       TopoDS_Edge Edge =TopoDS::Edge(ex.Current());

       fillet.Add(20,Edge);

}

 

示例二：

两个BOX，合并后园角；

TopoDS_Shape fusedShape = BRepAlgoAPI_Fuse(S1,S2);

BRepFilletAPI_MakeFillet fill(fusedShape);

for (TopExp_Explorer ex1(fusedShape,TopAbs_EDGE); ex1.More(); ex1.Next()) {

       TopoDS_Edge E =TopoDS::Edge(ex1.Current());

       fill.Add(E);

}

 

for (Standard_Integer i = 1;i<=fill.NbContours();i++) {

       Standard_Real longueur(fill.Length(i));

       Standard_Real Rad(0.15*longueur);

       fill.SetRadius(Rad,i, 1);

}

 

TopoDS_Shape blendedFusedSolids = fill.Shape();

Handle(AIS_Shape) aBlend = new AIS_Shape(blendedFusedSolids);

 

示例三：

只园角其中一条边：

BRepFilletAPI_MakeFillet Rake(theBox);

TopExp_Explorer ex(theBox,TopAbs_EDGE);

ex.Next();

ex.Next();

ex.Next();

ex.Next();

Rake.Add(8,50,TopoDS::Edge(ex.Current()));

Rake.Build();

if (Rake.IsDone() ){

       TopoDS_Shape evolvedBox = Rake.Shape();

       ais1->Set(evolvedBox);

}

 

示例四：

园角一个园柱：

BRepFilletAPI_MakeFillet fillet(theCylinder);

TColgp_Array1OfPnt2d TabPoint2(1,20);

 

for (Standard_Integer i=0; i<=19; i++) {

       gp_Pnt2d Point2d(i*2*PI/19,60*cos(i*PI/19-PI/2)+10);

       TabPoint2.SetValue(i+1,Point2d);

}

 

TopExp_Explorer exp2(theCylinder,TopAbs_EDGE);

fillet.Add(TabPoint2,TopoDS::Edge(exp2.Current()));

fillet.Build();

if (fillet.IsDone() ){

       TopoDS_Shape LawEvolvedCylinder = fillet.Shape();

       ais3->Set(LawEvolvedCylinder);

       myAISContext->Redisplay(ais3,Standard_False);

       myAISContext->SetCurrentObject(ais3,Standard_False);

}

 

BRepFilletAPI_MakeChamfer类

创建一个倒角；

基类：BRepFilletAPI_LocalOperation；

可以设置相关参数，比如倒角两个距离，角度等参数；

示例：

BRepFilletAPI_MakeChamfer MC(theBox);

// add all the edges to chamfer

TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape M;

TopExp::MapShapesAndAncestors(theBox,TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE,M);

for (Standard_Integer i = 1;i<=M.Extent();i++) {

       TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(M.FindKey(i));

       TopoDS_Face F = TopoDS::Face(M.FindFromIndex(i).First());

       MC.Add(5,5,E,F);

       }

BRepBuilderAPI_MakeShell类

生成一个表面的外壳，注意，一个图形的外壳，不是一个由表面和厚度定义的实体模型，如果想要创建这种壳，需要使用BRepOffsetAPI_MakeOffsetShape，一个外壳是由一系列相互通过普通的边连接起来的面；如果表面是C2连续的，外壳将只有一个面；如果表面不是C2连续的，将把一些面细分成所有的面都是C2连续的，结果是外壳包含所有这些面；通过一个非C2连续的表面来生成一个外壳，一般过程是：--构造一个外壳对象--实现算法--生成结果；

注意：表面分解的这些C2面并没有缝合在一起，需要使用BRepOffsetAPI_Sewing，如果想实现带厚度的外壳，需要使用BRepOffsetAPI_MakeOffsetShape类；