Building Coder（Revit 二次开发） - 真实世界中的角坐标

原文链接：  Real-World Concrete Corner Coordinates

我之前和人合作了一个很实用的程序：自动创建施工现场的位置点和结构元素。为了实现功能，我们必须首先解决如下几个 Revit 二次开发的问题：
1. 获取结构混凝土元素（Structural Concrete Elements）；
2. 获取结构混凝土元素的角（通过它们的几何特征获取顶点）；
3. 将 Revit 模型坐标转换为真实世界坐标

获取结构混凝土元素

我们已经在 retrieving structural elements (http://thebuildingcoder.typepad.com/blog/2010/07/retrieve-structural-elements.html) 中讨论了如何获取结构元素。这里我们需要的是结构混凝土元素，所以我们还必须添加两个结构材质类型过滤器：混凝土和预制混凝土。

	/// <summary>
	/// Retrieve all structural elements that we are 
	/// interested in using to define setout points.
	/// We are looking at concrete for the moment.
	/// This includes: columns, framing, floors, 
	/// foundations, ramps, walls. 
	/// </summary>
	FilteredElementCollector GetStructuralElements( Document doc )
	{
		BuiltInCategory[] bics = new BuiltInCategory[]
		{
			BuiltInCategory.OST_StructuralColumns,
			BuiltInCategory.OST_StructuralFraming,
			BuiltInCategory.OST_StructuralFoundation,
			BuiltInCategory.OST_Floors,
			BuiltInCategory.OST_Ramps
		};

		IList<ElementFilter> a = new List<ElementFilter>( bics.Length );

		foreach( BuiltInCategory bic in bics )
		{
			a.Add( new ElementCategoryFilter( bic ) );
		}

		LogicalOrFilter categoryFilter = new LogicalOrFilter( a );

 // 使用材质过滤器添加混凝土或者预制混凝土的条件
		List<ElementFilter> b = new List<ElementFilter>( 2 );
		b.Add( new StructuralMaterialTypeFilter( StructuralMaterialType.Concrete ) );
		b.Add( new StructuralMaterialTypeFilter( StructuralMaterialType.PrecastConcrete ) );
		LogicalOrFilter structuralMaterialFilter = new LogicalOrFilter( b );

		List<ElementFilter> c = new List<ElementFilter>( 3 );
		c.Add( new ElementClassFilter( typeof( FamilyInstance ) ) );
		c.Add( structuralMaterialFilter );
		c.Add( categoryFilter );
		LogicalAndFilter familyInstanceFilter = new LogicalAndFilter( c );

		IList<ElementFilter> d = new List<ElementFilter>( 6 );
		d.Add( new ElementClassFilter( typeof( Wall ) ) );
		d.Add( new ElementClassFilter( typeof( Floor ) ) );
	#if NEED_LOADS
		d.Add( new ElementClassFilter(typeof( PointLoad ) ) );
		d.Add( new ElementClassFilter(typeof( LineLoad ) ) );
		d.Add( new ElementClassFilter(typeof( AreaLoad ) ) );
	#endif
		d.Add( familyInstanceFilter );
		LogicalOrFilter classFilter = new LogicalOrFilter( d );

		FilteredElementCollector col = new FilteredElementCollector( doc )
			.WhereElementIsNotElementType()
			.WherePasses( classFilter );

		return col;
	}

访问几何数据获取顶点

得到了指定的元素之后，我们就可以通过分析它们的几何特征来获取所有的（即几何顶点）。为了保证得到的顶点没有重复，我们首先需要为顶点（Autodesk.Revit.DB.XYZ）定义一个比较器。

	class XyzEqualityComparer : IEqualityComparer<XYZ>
	{
		const double _sixteenthInchInFeet = 1.0 / ( 16.0 * 12.0 );

		public bool Equals( XYZ p, XYZ q )
		{
			return p.IsAlmostEqualTo( q, _sixteenthInchInFeet );
		}

		public int GetHashCode( XYZ p )
		{
			return PointString( p ).GetHashCode();
		}
	}

接下来就可以从元素的几何实体 (Autodesk.Revit.DB.Solid) 中获取所有的顶点了。

	/// <summary>
	/// 在 Revit 中，一个圆由两段弧组成，每段弧的两个顶点中只会返回一个。
	/// </summary>
	Dictionary<XYZ,int> GetCorners( Solid solid )
	{
		Dictionary<XYZ, int> corners = new Dictionary<XYZ, int>( new XyzEqualityComparer() );

		foreach( Face f in solid.Faces )
		{
			foreach( EdgeArray ea in f.EdgeLoops )
			{
				foreach( Edge e in ea )
				{
					XYZ p = e.AsCurveFollowingFace( f ).get_EndPoint( 0 );

					if( !corners.ContainsKey( p ) )
					{
						corners[p] = 0;
					}
					++corners[p];
				}
			}
		}
		return corners;
	}

遍历元素的几何数据，并且将第一个非空的几何数据作为 Solid 对象。

族实例需要特殊的处理，因为它们有一个额外的转换。族定义了一个其自身的坐标系统，我们需要将 Solid 对象从族坐标系统转换到 Revit 模型坐标系统。以下代码能够处理所有的情况：

	Solid GetSolid( Element e, Options opt )
	{
		GeometryElement geo = e.get_Geometry( opt );

		Solid solid = null;
		GeometryInstance inst = null;
		Transform t = Transform.Identity;

		// 有些柱子没有几何实体，我们必须从族类型中获取
		// 有些有族实例本身有实体，但是没有几何实体

		foreach( GeometryObject obj in geo )
		{
			solid = obj as Solid;

			if( null != solid && 0 < solid.Faces.Size )
			{
				break;
			}

			inst = obj as GeometryInstance;
		}

		if( null == solid && null != inst )
		{
			geo = inst.GetSymbolGeometry();
			t = inst.Transform;

			foreach( GeometryObject obj in geo )
			{
				solid = obj as Solid;

				if( null != solid && 0 < solid.Faces.Size )
				{
					break;
				}
			}
		}
		return solid;
	}

得到了相对 Revit 模型坐标系的所有顶点之后，我们还需要通过项目位置(Project Location)将它们转换成真实世界坐标。代码如下：

	Transform GetProjectLocationTransform( Document doc )
	{
		// 获取项目原点位置
		ProjectPosition projectPosition = doc.ActiveProjectLocation.get_ProjectPosition( XYZ.Zero );

		// 项目原点对应向量
		XYZ translationVector = new XYZ( projectPosition.EastWest, projectPosition.NorthSouth, projectPosition.Elevation );

		Transform translationTransform = Transform.get_Translation( translationVector );

		// 项目旋转转换
		Transform rotationTransform = Transform.get_Rotation( XYZ.Zero, XYZ.BasisZ, projectPosition.Angle );

		// 组合项目原点转换和旋转转换
		Transform finalTransform = translationTransform.Multiply( rotationTransform );

		return finalTransform;
	}

最后，使用转换就变得很简单了：

	Transform projectLocationTransform = GetProjectLocationTransform( doc );
	for each concrete corner point XYZ p:
	{
		XYZ r2 = projectLocationTransform.OfPoint( p );
	}