opencascade 布尔运算笔记 原创
前言
opencascade 布尔运算问题
布尔运算对应两个没有交集的拓扑 计算仍然有结果，但是对计算的结果进行操作时，就会导致报错，因此，下面给出了解决方法
BRepAlgoAPI_Common
问题 ：对两个topods求解 没有公共部分也返回结果了 我想要的结果是没有公共部分返回false
在 Open CASCADE 中使用 BRepAlgoAPI_Common 进行布尔操作时，即使两个 TopoDS_Shape 没有公共部分，操作仍会返回一个结果。为了判断两个形状是否确实有公共部分，并在没有公共部分时返回 false，你可以检查生成的结果是否为空或其属性是否表明它没有有效的几何内容。以下是一个实现该逻辑的示例：
using System;
using System.Linq;
using OpenCascade;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建两个 TopoDS_Shape 对象
TopoDS_Shape shape1 = CreateShape1();
TopoDS_Shape shape2 = CreateShape2();
// 使用 BRepAlgoAPI_Common 计算公共部分
BRepAlgoAPI_Common common = new BRepAlgoAPI_Common(shape1, shape2);
TopoDS_Shape commonShape = common.Shape();
// 检查公共部分是否有效
if (IsCommonShapeValid(commonShape))
{
Console.WriteLine("The shapes have a common part.");
}
else
{
Console.WriteLine("The shapes do not have a common part.");
}
}
static TopoDS_Shape CreateShape1()
{
// 创建第一个形状
BRepPrimAPI_MakeBox boxMaker = new BRepPrimAPI_MakeBox(100, 100, 100);
return boxMaker.Shape();
}
static TopoDS_Shape CreateShape2()
{
// 创建第二个形状
BRepPrimAPI_MakeSphere sphereMaker = new BRepPrimAPI_MakeSphere(50);
return sphereMaker.Shape();
}
static bool IsCommonShapeValid(TopoDS_Shape commonShape)
{
// 检查形状是否为空
if (commonShape.IsNull)
{
return false;
}
// 检查形状中的实体数目是否为零
TopExp_Explorer explorer = new TopExp_Explorer(commonShape, TopAbs_ShapeEnum.TopAbs_SOLID);
if (!explorer.More())
{
return false;
}
// 进一步检查是否有有效的几何内容
BRepBuilderAPI_MakeSolid solidMaker = new BRepBuilderAPI_MakeSolid(commonShape);
if (!solidMaker.IsDone())
{
return false;
}
return true;
}
}
代码说明
-
创建形状：
CreateShape1和CreateShape2函数创建两个示例形状，分别是一个长方体和一个球体。 -
布尔操作： 使用
BRepAlgoAPI_Common计算两个形状的公共部分。 -
验证公共部分：
IsCommonShapeValid函数用于验证公共部分是否有效。该函数通过以下几个步骤进行检查：- 检查结果形状是否为空。
- 使用
TopExp_Explorer检查结果形状中是否有实体（例如，实体、面等）。 - 使用
BRepBuilderAPI_MakeSolid进一步检查是否有有效的几何内容。
如果以上任何检查失败，则返回 false，表示没有有效的公共部分。
这种方法确保你可以正确判断两个形状是否确实有公共部分，并在没有公共部分时返回 false。
布尔运算设置精度
方法1：
BRepAlgoAPI_Cut anOp;
anOp.SetFuzzyValue(tolor);
TopTools_ListOfShape anArg1, anArg2;
anArg1.Append(shapeA_);
anArg2.Append(shapeB_);
anOp.SetArguments(anArg1);
anOp.SetTools(anArg2);
anOp.Build();
anOp.Shape();
方法2：
在OpenCASCADE Technology (OCCT) 中，直接设置布尔运算的“精度”参数并不总是直接通过一个简单的全局变量来实现。然而，你可以通过配置公差（tolerance）来影响布尔运算的结果。下面是一个简化的示例，展示了如何在OCCT中进行布尔运算，并考虑公差设置：
首先，你需要包含必要的头文件，并创建两个要进行布尔运算的BRep形状（比如两个BRep_Builder创建的BRep_Solid）。然后，你可以使用BRepAlgoAPI_Cut、BRepAlgoAPI_Fuse等类来进行布尔运算，并在这些类的构造函数中传递公差参数。
这里是一个简化的示例代码片段，展示了如何使用OCCT进行两个固体的布尔并集（fuse）运算，并考虑公差设置：
cpp
#include <BRep_Builder.hxx>
#include <BRep_Tool.hxx>
#include <TopoDS_Shape.hxx>
#include <TopoDS_Solid.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Fuse.hxx>
#include <Standard_Real.hxx> // 用于公差类型
// 假设你已经有了两个TopoDS_Solid对象 solid1 和 solid2
TopoDS_Solid solid1, solid2;
// ... (创建或加载solid1和solid2的代码)
// 设置公差，这里使用了一个示例值，你可能需要根据实际情况调整
Standard_Real tolerance = 1.0e-5; // 单位通常是当前工作单位的长度（例如毫米、米等）
// 使用BRepAlgoAPI_Fuse类进行布尔并集运算
BRepAlgoAPI_Fuse fuse(solid1, solid2, tolerance, Standard_True); // 第三个参数是公差，第四个参数是是否删除输入
if (!fuse.IsDone()) {
// 处理错误
std::cerr << "Fusion failed!" << std::endl;
} else {
// 获取结果
TopoDS_Shape result = fuse.Shape();
// 如果需要，可以将其转换为TopoDS_Solid
TopoDS_Solid resultSolid;
if (result.ShapeType() == TopAbs_SOLID) {
resultSolid = TopoDS::Solid(result);
} else {
// 处理非固体结果的情况
}
// ... (使用resultSolid的代码)
}
布尔运算基础
在 OpenCascade 中，布尔运算指的是对几何对象进行布尔操作，例如联合（Union）、差集（Difference）、交集（Intersection）等。这些操作允许将两个或多个几何体结合在一起或从中减去一部分，以创建复杂的几何体结构。
在 OpenCascade 中进行布尔运算通常涉及以下步骤：
-
创建几何对象：首先，需要创建需要进行布尔运算的几何对象，例如两个或多个实体（Solid、Shell、Face 等）。
TopoDS_Solid solid1 = ...; // 创建第一个实体 TopoDS_Solid solid2 = ...; // 创建第二个实体 -
进行布尔运算：使用 BRepAlgoAPI 包中的类执行布尔运算。主要的类包括：
- BRepAlgoAPI_BooleanOperation：执行两个实体之间的布尔操作（联合、差集、交集）。
- BRepAlgoAPI_Cut：差集操作，即从一个实体中去除另一个实体。
- BRepAlgoAPI_Fuse：联合操作，将多个实体合并成一个实体。
- BRepAlgoAPI_Common：交集操作，找到两个实体的公共部分。
BRepAlgoAPI_BooleanOperation booleanOp(solid1, solid2); booleanOp.Build(); -
获取结果：执行 Build() 后，可以通过 Shapes() 方法获取布尔运算的结果。
if (booleanOp.HasResult()) { TopoDS_Shape result = booleanOp.Shape(); // 处理布尔运算的结果 } -
处理结果：获取到布尔运算后的结果 TopoDS_Shape 后，可以进一步处理，例如进行后续的几何操作、显示或保存。
-
错误处理：在进行布尔运算时，需要注意处理可能的错误情况，例如操作不可执行或输入几何体不符合要求等。
布尔运算在 CAD、建模软件以及工程应用中非常常见，OpenCascade 提供了强大的功能来支持各种复杂的几何操作和布尔运算，使得用户可以创建和修改复杂的几何结构。
使用示例
以下是一个简单的示例代码，演示如何在 OpenCascade 中执行布尔运算（联合、差集、交集）：
#include <iostream>
#include <TopoDS_Solid.hxx>
#include <BRepBuilderAPI_MakeBox.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_BooleanOperation.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Fuse.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Cut.hxx>
#include <TopExp.hxx>
#include <TopoDS.hxx>
#include <TopoDS_Compound.hxx>
#include <TopTools.hxx>
int main() {
// 创建两个立方体
BRepBuilderAPI_MakeBox box1(10.0, 10.0, 10.0);
BRepBuilderAPI_MakeBox box2(8.0, 8.0, 12.0);
TopoDS_Shape shape1 = box1.Shape();
TopoDS_Shape shape2 = box2.Shape();
// 联合操作
BRepAlgoAPI_Fuse fuse(shape1, shape2);
fuse.Build();
if (!fuse.HasCut()) {
TopoDS_Shape result = fuse.Shape();
std::cout << "Union shape volume: " << BRep_Tool::Volume(result) << std::endl;
}
// 差集操作
BRepAlgoAPI_Cut cut(shape1, shape2);
cut.Build();
if (!cut.HasCut()) {
TopoDS_Shape result = cut.Shape();
std::cout << "Difference shape volume: " << BRep_Tool::Volume(result) << std::endl;
}
// 交集操作
BRepAlgoAPI_Common common(shape1, shape2);
common.Build();
if (!common.HasCut()) {
TopoDS_Shape result = common.Shape();
std::cout << "Intersection shape volume: " << BRep_Tool::Volume(result) << std::endl;
}
return 0;
}
示例解释：
-
包含必要的头文件：
TopoDS_Solid.hxx：用于表示实体的类。BRepBuilderAPI_MakeBox.hxx：用于创建立方体的类。BRepAlgoAPI_BooleanOperation.hxx：布尔操作的 API 类。TopExp.hxx,TopoDS.hxx,TopoDS_Compound.hxx：一些额外的类和工具，用于操作和管理几何对象。
-
创建立方体：
- 使用
BRepBuilderAPI_MakeBox创建两个不同大小的立方体 (box1和box2)。
- 使用
-
执行布尔运算：
- 联合操作：使用
BRepAlgoAPI_Fuse将box1和box2进行联合。 - 差集操作：使用
BRepAlgoAPI_Cut将box2从box1中减去。 - 交集操作：使用
BRepAlgoAPI_Common找到box1和box2的交集部分。
- 联合操作：使用
-
获取结果：
- 每个布尔操作执行后，通过
Shape()方法获取操作后的几何对象result。 - 使用
BRep_Tool::Volume(result)计算并打印每个操作后的几何体体积。
- 每个布尔操作执行后，通过
-
错误处理：
- 在每个操作后，检查
HasCut()方法来确保操作成功完成，如果没有切割，则打印结果。
- 在每个操作后，检查
这个示例展示了如何在 OpenCascade 中使用布尔运算 API 来创建复杂的几何体结构，如联合、差集和交集。在实际应用中，可以根据具体需求调整操作参数和输入几何体，以达到预期的建模效果。
