OpenCasCade ---- 学习总结。

1，点

2个类可以用来描述3D坐标点：
• gp_Pnt 类

• Geom_CartesianPoint 类（句柄操作）

gp_Pnt aPnt1(-myWidth / 2. , 0 , 0); 
gp_Pnt aPnt2(-myWidth / 2. , -myThickness / 4. , 0);
gp_Pnt aPnt3(0 , -myThickness / 2. , 0); 
gp_Pnt aPnt4(myWidth / 2. , -myThickness / 4. , 0);
gp_Pnt aPnt5(myWidth / 2. , 0 , 0); 

Handle(Geom_CartesianPoint) aPnt1 = new Geom_CartesianPoint(-myWidth / 2. , 0 , 0); 

gp_Pnt aPnt1(0,0,0); 
Handle(Geom_CartesianPoint) aPnt2 = new Geom_CartesianPoint(0 , 0 , 0); 
Standard_Real xValue1 = aPnt1.X(); 
Standard_Real xValue2 = aPnt2->X(); 

2，轮廓：几何体

Geom_Line,Geom_Circle 这2个类属于Geom开发包。这个开发包实现3D几何对象：基本曲线和曲面（比如Bezier和BSpline）。
但是，Geom开发包仅仅提供几何对象的数据结构。你可以直接使用这些数据结构定义几何体。因此GC开发包提供了更简单的生成这些基本几何对象的方法。

GC开发包提供了2个算法类，它对通过参数计算得到几何对象更容易：
• 类 GC_MakeSegment 创建线段。它的其中一个构造函数支持使用2个点P1，P2来构造线段。
• 类 GC_MakeArcOfCircle 创建圆弧和圆。一个常用的方法是通过圆弧的2个端点和圆弧所通过的一个点来生成圆弧。
这些类返回一个Geom_TrimmedCurve 句柄。

Handle(Geom_TrimmedCurve) aArcOfCircle = GC_MakeArcOfCircle(aPnt2,aPnt3 ,aPnt4); 
Handle(Geom_TrimmedCurve) aSegment1 = GC_MakeSegment(aPnt1 , aPnt2); 
Handle(Geom_TrimmedCurve) aSegment2 = GC_MakeSegment(aPnt4 , aPnt5); 

通过IsDone和Value方法来保证更安全的使用这些类：

GC_MakeSegment mkSeg (aPnt1 , aPnt2); 
Handle(Geom_TrimmedCurve) aSegment1; 
if(mkSegment.IsDone())
{ aSegment1 = mkSeg.Value(); ... } 

3，轮廓：拓扑结构

TopoDS开发包：这个开发包可以将几何对象关联在一起，让它们生成一个复合对象。
TopoDS开发包的所有对象都是由TopoDS_Shape 类派生而来。
图形 Open CASCADE Class 描述
Vertex （顶点） TopoDS_Vertex 表示几何体上的一个点
Edge （边） TopoDS_Edge 表示一个曲线和一个有边界的向量
Wire （网格） TopoDS_Wire 由顶点连起来的一系列边
Face （面） TopoDS_Face 由闭合的网格组成的边界平面
Shell （壳） TopoDS_Shell 通过边连接起起来一组面
Solid （体） TopoDS_Solid 由壳组成的有边界的三维空间
CompSolid （复合体） TopoDS_CompSolid 通过面连接的一组体
Compound （复合对象） TopoDS_Compound 由上面各种图形形成的一个集合

TopoDS包中只提供了拓扑实体的数据结构。在BRepBuilderAPI包中，可以找到计算标准拓朴对象的算法类。
为了创建一个边，通过前面得出曲线，使用BRepBuilderAPI_MakeEdge类来完成：

TopoDS_Edge aEdge1 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aSegment1); 
TopoDS_Edge aEdge2 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aArcOfCircle); 
TopoDS_Edge aEdge3 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aSegment2); 

TopoDS_Edge aEdge1 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aPnt1 , aPnt3);
 TopoDS_Edge aEdge2 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aPnt4 , aPnt5); 

为了将边链接起来，需要通过 BRepBuilderAPI_MakeWire 创建网格。

TopoDS_Wire aWire = BRepBuilderAPI_MakeWire(aEdge1 , aEdge2 , aEdge3);

4，轮廓：完成轮廓
• 通过镜像原有的网格生成一个新的网格 。

• 添加镜像出来的新网格到原有的网格中。
要完成上面的操作，需要一个gp_Trsf 类。它可以在3D图形上应用变换。变换方式包含 移动，旋转，缩放，镜像，或者几种的组合。

需要先用一个点和一个法向创建一个轴（gp_Ax1）。
定义轴的第一种方法：

•X 轴的原点在（0，0，0） 使用 gp_Pnt。

• X 轴的方向为（1，0，0） 使用gp_Dir。

 gp_Pnt aOrigin(0 , 0 , 0);
 gp_Dir xDir(1 , 0 , 0); 
 gp_Ax1 xAxis(aOrigin , xDir); 

定义轴的第二种方法：
可以直接使用gp 开发包中的几何常量来初始化轴。

gp_Ax1 xAxis = gp::OX();

下面看看 gp_Trsf 类的2种不同的使用方法：

•直接设置变换矩阵。
• 使用合适的方法计算生成所需的变换（移动使用 SetTranslation ，镜像使用 SetMirror 等等）。

gp_Trsf aTrsf; 
aTrsf.SetMirror(xAxis); 

现在数据已经准备完毕，下面将使用BRepBuilderAPI_Transform 进行变换：

BRepBuilderAPI_Transform aBRepTrsf(aWire , aTrsf);

BRepBuilderAPI_Transform 并不会修改aWire中的原始形状，镜像的结果仍然是一个网格。这个结果需要调用BRepBuilderAPI_Transform::Shape 方法返回一个TopoDS_Shape 对象：

TopoDS_Shape aMirroredShape = aBRepTrsf.Shape();

还可以通过下面的方法将返回的TopoDS_Shape类转换为TopoDS_Wire（这是因为TopoDS_Shape是所有拓扑类的基类）：

TopoDS_Wire aMirroredWire = TopoDS::Wire(aMirroredShape);

我们已经创建了2个网格： aWire 和 aMirroredWire。现在需要将它们连接成一个单一的图形。
BRepBuilderAPI_MakeWire 这个类可以帮助我们完成这个任务：
• 创建一个 BRepBuilderAPI_MakeWire 实例 。
• 使用 Add 方法将2个网格的所有的边添加到这个实体上。

BRepBuilderAPI_MakeWire mkWire; 
mkWire.Add(aWire); 
mkWire.Add(aMirroredWire); 
TopoDS_Wire myWireProfile = mkWire.Wire();

5，柱体轮廓

OCC可以根据一个形状和一个方向生成实体：

形状 生成
Vertex 顶点 Edge 边
Edge 边 Face 表面
Wire 网格 Shell 壳
Face 表面 Solid 体
Shell 壳 Compound of Solids 组合体

当前的轮廓是一个wire，根据上面的表，应该通过wire获得face，再通过face生成solid。
用 BRepBuilderAPI_MakeFace 类创建face。如前面所说， face是一个由闭合wire组成的表面轮廓的一部分。通常，BRepBuilderAPI_MakeFace类可以将一个或多个wire生成face。
如果wire在一个平面上，则surface将自动生成。

TopoDS_Face myFaceProfile = BRepBuilderAPI_MakeFace(myWireProfile); 

BRepPrimAPI 开发包提供了很多类来创建拓扑图元：boxes, cones, cylinders, spheres, 等等。 其中 BRepPrimAPI_MakePrism 类。 上面的柱体可以这个创建：

gp_Vec aPrismVec(0 , 0 , myHeight); 
TopoDS_Shape myBody = BRepPrimAPI_MakePrism(myFaceProfile , aPrismVec);

6，圆角

圆角的方法有很多，比如沿着一条线，或者棱线，我们这里采用比较简单的方法：
• 圆角所有的边。

• 圆角半径 myThickness / 12 。

在尖锐的边上圆角使用 BRepFilletAPI_MakeFillet 类。使用方法：

• 使用 BRepFilletAPI_MakeFillet 类的构造函数传入需要圆角的图形。
• 使用Add函数添加要圆角的边和半径。
• 用Shape函数返回圆角结果。

BRepFilletAPI_MakeFillet mkFillet(myBody); 

为了添加圆角的参数边，必须知道图形都有哪些边。最好的解决方法是通过遍历获得形体的所有边。这里面用到TopExp_Explorer类提供的功能和TopoDS_Shape类提供的数据结构，下面我们通过程序来看一下通过遍历，将边作为参数传入圆角类的过程：

TopExp_Explorer aEdgeExplorer(myBody , TopAbs_EDGE); 

while(aEdgeExplorer.More())
{ 
	TopoDS_Edge aEdge = TopoDS::Edge(aEdgeExplorer.Current()); //Add edge to fillet algorithm 
	... 
	aEdgeExplorer.Next(); 
} 

mkFillet.Add(myThickness / 12. , aEdge); 

myBody = mkFillet.Shape();

要添加瓶颈，需生成一个园柱并把它焊到瓶体上；园柱的位置在瓶体的顶面，半径设定myThickness/4，高度设定myHeight/10。
为了定位园柱，要用gp_Ax2类来定义一个右手坐标系，这个坐标系可以由一个点和两个方向来定义，这两个方向分别是法线方向和Ｘ轴方向，Ｙ轴方向可以由这两个方向计算得出。

瓶子体上面的中心，在世界坐标系中的坐标是(0,0,myHeight)，法线是Ｚ轴。所以，局部坐标系可以这们定义：

gp_Pnt neckLocation(0 , 0 , myHeight); 
gp_Dir neckNormal = gp::DZ(); 
gp_Ax2 neckAx2(neckLocation , neckNormal); 

生成圆柱可以使用图元构造开发包中的BRepPrimAPI_MakeCylinder 类。 需要以下信息：
• 圆柱所在的坐标系
• 半径和高度

Standard_Real myNeckRadius = myThickness / 4.;
Standard_Real myNeckHeight = myHeight / 10;
TopoDS_Shape myNeck = BRepPrimAPI_MakeCylinder(neckAx2 , myNeckRadius , myNeckHeight); 

BRepAlgoAPI 开发包中提供了图元间的布尔运算。包括交，并，差 三种运算。
用 BRepAlgoAPI_Fuse 可以将2个图元焊接在一起：

myBody = BRepAlgoAPI_Fuse(myBody , myNeck);