Open CASCADE学习|按圆离散旋转体

news2024/11/17 5:40:59

旋转体是一个非常重要的概念，它涉及到三维空间中由二维曲线绕某一轴线旋转形成的立体形状。这种旋转体的形成过程，实际上是一个连续变化的动态过程，但在数学和几何学中，我们往往通过静态的方式来描述和研究它。

旋转体的基本特性包括其形状、大小、表面积和体积等。这些特性不仅取决于原始二维曲线的形状和大小，还受到旋转轴线位置和方向的影响。例如，一个圆绕其直径旋转会形成球体，而绕其切线旋转则会形成圆柱体。

将旋转体离散为一系列的圆（通常称为“截圆”或“横截面”）是一种常用的近似方法，用于在数值计算、计算机图形学以及物理模拟中描述和分析旋转体的性质。这种方法的基本思想是将连续的旋转体划分为一系列离散的、平行的截面，每个截面都是一个圆。

需要注意的是，离散化的精度取决于截面间距的选择。较小的间距可以提高精度，但也会增加计算复杂性和存储需求。因此，在实际应用中，需要根据具体需求和资源限制来选择合适的离散化方案。

#include <Geom_CylindricalSurface.hxx>
#include <gp_Ax3.hxx>
#include <GeomAPI_Interpolate.hxx>
#include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
#include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
#include <Geom2d_TrimmedCurve.hxx>
#include <GCE2d_MakeSegment.hxx>

#include <GeomAPI_PointsToBSpline.hxx>
#include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
#include <GC_MakeCircle.hxx>
#include <BRepBuilderAPI_MakeWire.hxx>
#include <BRepOffsetAPI_MakePipe.hxx>
#include <GC_MakeArcOfCircle.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Fuse.hxx>

#include <gp_GTrsf.hxx>
#include <BRepBuilderAPI_Transform.hxx>

#include"Viewer.h"

#include <BRepPrimAPI_MakeCylinder.hxx>
#include <BRepBuilderAPI_MakePolygon.hxx>
#include <BRep_Tool.hxx>
#include <TopoDS.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Cut.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Common.hxx>
#include <BRepAlgoAPI_Section.hxx>
#include <BRepPrimAPI_MakePrism.hxx>
#include <GC_MakeSegment.hxx>
#include <IntAna2d_AnaIntersection.hxx>
#include <ShapeUpgrade_UnifySameDomain.hxx>
#include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
#include <GeomFill_TrihedronLaw.hxx>
#include <GeomFill_Frenet.hxx>
#include <GeomFill_CurveAndTrihedron.hxx>
#include <BRepFill_Edge3DLaw.hxx>
#include <BRepFill_SectionPlacement.hxx>
#include <ShapeUpgrade_RemoveLocations.hxx>
#include <BRepPrimAPI_MakeSphere.hxx>
#include <BRepPrimAPI_MakeRevol.hxx>
#include <BRepAdaptor_CompCurve.hxx>
#include <TopExp_Explorer.hxx>
#include <NCollection_Sequence.hxx>
TopoDS_Edge axis;
NCollection_Sequence<TopoDS_Edge> SplitShapebyaxis(TopoDS_Shape input, TopoDS_Edge cutaxis)
{
    Standard_Real startParam(0.), endParam(0.);
    Handle(Geom_Curve) c = BRep_Tool::Curve(cutaxis, startParam, endParam);//得到底层曲线
    Standard_Real step = (endParam - startParam) / 100;
    TColgp_HArray1OfPnt Points(1, 101);
    for (int i = 0; i < 101; i++) 
    {
        Points[i + 1] = c->Value(startParam + i * step);
    }
    gp_Vec dir(Points[1], Points[101]);
    NCollection_Sequence<TopoDS_Edge> edgeall;
    for (int i = 2; i < 100; i++)
    {
        gp_Pln cutplane(Points[i], dir);
        TopoDS_Face cf = BRepBuilderAPI_MakeFace(cutplane);
        // 进行布尔运算
        BRepAlgoAPI_Section section(input, cf, Standard_False);
        section.ComputePCurveOn1(Standard_True);
        section.Approximation(Standard_False);
        section.Build();
        TopExp_Explorer anExp(section.Shape(), TopAbs_EDGE);
        int j = 0;
        for (; anExp.More(); anExp.Next())
        {
            TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(anExp.Current());
            edgeall.Append(anEdge);
            j++;
        }
        //std::cout << "j=" << j << std::endl;
    }
    return edgeall;
}
TopoDS_Edge createHelix(const Standard_Real HelixRadius, const Standard_Real HelixAngle, const Standard_Real HelixLength)
{
    Standard_Real u0 = 0.0;
    Standard_Real u1 = 2 * M_PI;
    Standard_Real v0 = 0.0;
    Standard_Real v1 = HelixLength;
    double uInter = (u1 - u0) / 1000;
    double vInter = (v1 - v0) / 1000;
    TColgp_HArray1OfPnt Points(1, 1001);
    Handle(Geom_CylindricalSurface) aCylinder = new Geom_CylindricalSurface(gp::XOY(), HelixRadius);
    double u;
    double v;
    //生成点
    for (int i = 0; i < 1001; i++) {
        u = i * vInter * tan(HelixAngle) / HelixRadius;
        v = i * vInter;
        Points[i + 1] = aCylinder->Value(u, v);
    }
    GeomAPI_PointsToBSpline Approx(Points);
    Handle_Geom_BSplineCurve K = Approx.Curve();
    TopoDS_Edge aHelixEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(K);
    return aHelixEdge;
}

TopoDS_Shape createGrindingwheel2()
{
    Standard_Real Line1_angle = 280 * M_PI / 180;
    Standard_Real Line1_length = 0.5031;
    Standard_Real Line2_angle = 236 * M_PI / 180;
    Standard_Real Line2_length = 0.5925;
    Standard_Real Arc1_r = 0.112;
    Standard_Real Arc1_angle = (180 + 10 + 50) * M_PI / 180;
    gp_Pnt Line1_p1(-0.6822 / 2, 0, 0);
    gp_Pnt Line2_p1(0.6822 / 2, 0, 0);
    gp_Lin Line1(Line1_p1, gp_Dir(cos(Line1_angle), sin(Line1_angle), 0.));
    gp_Lin Line2(Line2_p1, gp_Dir(cos(Line2_angle), sin(Line2_angle), 0.));
    Handle(Geom_TrimmedCurve) L1 = GC_MakeSegment(Line1, 0., Line1_length);
    TopoDS_Edge L1e = BRepBuilderAPI_MakeEdge(L1);
    Handle(Geom_TrimmedCurve) L2 = GC_MakeSegment(Line2, 0., Line2_length);
    TopoDS_Edge L2e = BRepBuilderAPI_MakeEdge(L2);
    gp_Pnt l1end = L1->EndPoint();
    gp_Pnt l2end = L2->EndPoint();
    gp_Lin Line1v(l1end, gp_Dir(cos(Line1_angle + M_PI_2), sin(Line1_angle + M_PI_2), 0.));
    gp_Lin2d Line2v(gp_Pnt2d(l2end.X(), l2end.Y()), gp_Dir2d(cos(Line2_angle - M_PI_2), sin(Line2_angle - M_PI_2)));
    gp_Lin Line2v3d(l2end, gp_Dir(cos(Line2_angle - M_PI_2), sin(Line2_angle - M_PI_2), 0.));
    Handle(Geom_TrimmedCurve) L1v = GC_MakeSegment(Line1v, 0., Arc1_r);
    gp_Pnt l1vend = L1v->EndPoint();
    gp_Circ c1(gp_Ax2(l1vend, gp_Dir(0, 0, 1)), Arc1_r);
    Handle(Geom_TrimmedCurve) c1c = GC_MakeArcOfCircle(c1, l1end, Arc1_angle, 1);
    gp_Pnt c1end = c1c->EndPoint();
    gp_Lin2d Line3(gp_Pnt2d(c1end.X(), c1end.Y()), gp_Dir2d(l2end.X() - c1end.X(), l2end.Y() - c1end.Y()));
    gp_Lin2d Line3v = Line3.Normal(gp_Pnt2d((l2end.X() + c1end.X()) / 2, (l2end.Y() + c1end.Y()) / 2));
    IntAna2d_AnaIntersection aIntAna;
    aIntAna.Perform(Line2v, Line3v);
    IntAna2d_IntPoint aIntPoint = aIntAna.Point(1);
    gp_Pnt o2(aIntPoint.Value().X(), aIntPoint.Value().Y(), 0.);
    Handle(Geom_TrimmedCurve) L2v = GC_MakeSegment(Line2v3d, l2end, o2);
    Standard_Real r2 = L2v->LastParameter();
    gp_Circ c2(gp_Ax2(o2, gp_Dir(0, 0, 1)), r2);
    Handle(Geom_TrimmedCurve) c2c = GC_MakeArcOfCircle(c2, c1end, l2end, 0);
    gp_Pnt c2low = c2c->Value(M_PI_2);

    TopoDS_Edge c1ce = BRepBuilderAPI_MakeEdge(c1c);
    TopoDS_Edge L1ev = BRepBuilderAPI_MakeEdge(L1v);
    TopoDS_Edge c2ce = BRepBuilderAPI_MakeEdge(c2c);

    gp_Pnt Line1_up(-0.9832 / 2, 5, 0);
    gp_Pnt Line2_up(0.9832 / 2, 5, 0);
    TopoDS_Edge anEdge1 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(Line1_p1, Line1_up);
    TopoDS_Edge anEdge2 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(Line1_up, Line2_up);
    TopoDS_Edge anEdge3 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(Line2_up, Line2_p1);
    TopTools_ListOfShape listEdge;
    listEdge.Append(anEdge1);
    listEdge.Append(anEdge2);
    listEdge.Append(anEdge3);
    listEdge.Append(L1e);
    listEdge.Append(c1ce);
    listEdge.Append(c2ce);
    listEdge.Append(L2e);
    BRepBuilderAPI_MakeWire mw;
    mw.Add(listEdge);
    mw.Build();
    TopoDS_Edge tmpAxis = BRepBuilderAPI_MakeEdge(gp_Pnt(-0.9832 / 2, 5, 0), gp_Pnt(0.9832 / 2, 5, 0));
    TopoDS_Shape gwheel = BRepPrimAPI_MakeRevol(mw, gp_Ax1(gp_Pnt(0, 5, 0), gp_Dir(1, 0, 0)), 2 * M_PI);
    //平移到最低点与原点重合
    gp_Trsf theTransformation1;
    gp_Vec theVectorOfTranslation1(-c2low.X(), -c2low.Y(), 0.);
    theTransformation1.SetTranslation(theVectorOfTranslation1);
    //往上平移芯厚一半的距离
    gp_Trsf theTransformation2;
    gp_Vec theVectorOfTranslation2(0., 0.125 / 2, 0.);
    theTransformation2.SetTranslation(theVectorOfTranslation2);
    //顺时针旋转90°，绕z轴
    gp_Trsf theTransformation3;
    gp_Ax1 axez = gp_Ax1(gp_Pnt(0, 0, 0), gp_Dir(0., 0., 1.));
    theTransformation3.SetRotation(axez, -90 * M_PI / 180);
    //顺时针旋转50°，绕x轴
    gp_Trsf theTransformation4;
    gp_Ax1 axex = gp_Ax1(gp_Pnt(0, 0, 0), gp_Dir(1., 0., 0.));
    theTransformation4.SetRotation(axex, -50 * M_PI / 180);
    //实施以上变换：对旋转体、对轴线
    BRepBuilderAPI_Transform myBRepTransformation(gwheel, theTransformation4 * theTransformation3 * theTransformation2* theTransformation1);
    TopoDS_Shape TransformedShape = myBRepTransformation.Shape();

    BRepBuilderAPI_Transform myBRepTransformation2(tmpAxis, theTransformation4 * theTransformation3 * theTransformation2 * theTransformation1);
    TopoDS_Shape initAxis = myBRepTransformation2.Shape();
    axis = TopoDS::Edge(initAxis);
    return TransformedShape;
}
TopoDS_Shape getShapeOnPosition(TopoDS_Shape myProfile, Handle(BRepFill_LocationLaw) myLoc, Standard_Real pos, Standard_Real a, Standard_Real b, gp_Trsf myTrsf)
{
    TopoDS_Shape myPos;
    Handle(GeomFill_LocationLaw) law;
    gp_Mat M;
    gp_Vec V;
    gp_Trsf fila;
    Standard_Real first, last;
    myLoc->Law(1)->GetDomain(first, last);
    Standard_Real px = (pos - a) / (b - a);
    myLoc->Law(1)->D0(px, M, V);
    fila.SetValues(M(1, 1), M(1, 2), M(1, 3), V.X(),
        M(2, 1), M(2, 2), M(2, 3), V.Y(),
        M(3, 1), M(3, 2), M(3, 3), V.Z());

    fila.Multiply(myTrsf);
    myPos = myProfile;
    TopLoc_Location LocPos(fila);
    if (!LocPos.IsIdentity()) {
        myPos = BRepBuilderAPI_Transform(myProfile, fila, Standard_True); //copy
    }
    ShapeUpgrade_RemoveLocations RemLoc;
    RemLoc.SetRemoveLevel(TopAbs_COMPOUND);
    RemLoc.Remove(myPos);
    myPos = RemLoc.GetResult();
    return myPos;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    gp_Dir  Z(0.0, 0.0, 1.0);
    gp_Pnt center(0, 0, 0.0);
    gp_Pnt xr(0.5, 0, 0.0);
    gp_Pnt yr(0.0, 1.0, 0.0);
    gp_Pnt zr(0.0, 0.0, 7.0);
    gp_Ax2  wb(center, Z);
    gp_Circ  wbcircle(wb, 0.125 / 2);
    TopoDS_Edge wbe = BRepBuilderAPI_MakeEdge(wbcircle);
    TopoDS_Edge xline = BRepBuilderAPI_MakeEdge(center, xr);
    TopoDS_Edge yline = BRepBuilderAPI_MakeEdge(center, yr);
    TopoDS_Edge zline = BRepBuilderAPI_MakeEdge(center, zr);
    //creat a profile of gringing wheel
    TopoDS_Shape gw = createGrindingwheel2();
    //creat a cylinder surface
    Standard_Real R = 0.306 / 2;
    Handle(Geom_CylindricalSurface) aCylinder = new Geom_CylindricalSurface(gp::XOY(), R);
    TopoDS_Shape cF = BRepBuilderAPI_MakeFace(aCylinder->Cylinder(), 0, 2 * M_PI, 0, 3.);

    TopoDS_Solid cys = BRepPrimAPI_MakeCylinder(gp::XOY(), R, 7);

    TopoDS_Edge aE = createHelix(R, M_PI / 4, 6.);
    TopoDS_Wire spine = BRepBuilderAPI_MakeWire(aE);


    TopoDS_Wire mySpine;
    TopoDS_Shape myProfile;
    TopoDS_Shape myShape;
    gp_Trsf myTrsf;
    Handle(BRepFill_LocationLaw) myLoc;
    Handle(TopTools_HArray2OfShape) mySections;
    Handle(TopTools_HArray2OfShape) myFaces;
    Handle(TopTools_HArray2OfShape) myEdges;
    TopTools_MapOfShape myReversedEdges;
    BRepFill_DataMapOfShapeHArray2OfShape myTapes;
    BRepFill_DataMapOfShapeHArray2OfShape myRails;
    Standard_Integer myCurIndexOfSectionEdge;
    TopoDS_Shape myFirst;
    TopoDS_Shape myLast;
    TopTools_DataMapOfShapeListOfShape myGenMap;
    Standard_Integer myDegmax;
    Standard_Integer mySegmax;
    GeomAbs_Shape myContinuity;
    GeomFill_Trihedron myMode;
    Standard_Boolean myForceApproxC1;
    Standard_Real myErrorOnSurf;

    mySections.Nullify();
    myFaces.Nullify();
    myEdges.Nullify();

    mySpine = spine;
    myProfile = gw;
    //myProfile = BRepPrimAPI_MakeSphere(gp_Pnt(0.306/2, 0., 0.),0.306/2);

    TopoDS_Shape TheProf;

    Handle(GeomFill_TrihedronLaw) TLaw;
    TLaw = new GeomFill_Frenet();
    Handle(GeomFill_CurveAndTrihedron) Loc = new (GeomFill_CurveAndTrihedron) (TLaw);
    myLoc = new (BRepFill_Edge3DLaw) (mySpine, Loc);
    if (myLoc->NbLaw() == 0) {
        return 0; // Degenerated case
    }
    myLoc->TransformInG0Law(); // Set into continuity

    BRepFill_SectionPlacement Place(myLoc, gw);
    myTrsf = Place.Transformation();

    TopLoc_Location Loc2(myTrsf), Loc1;
    Loc1 = gw.Location();
    TopoDS_Shape aux;
    TheProf = myProfile;
    TheProf.Location(Loc2.Multiplied(Loc1));

    // Construct First && Last Shape
    Handle(GeomFill_LocationLaw) law;

    gp_Mat M;
    gp_Vec V;
    gp_Trsf fila;
    Standard_Real first, last;
    myLoc->Law(1)->GetDomain(first, last);
    myLoc->Law(1)->D0(first, M, V);
    fila.SetValues(M(1, 1), M(1, 2), M(1, 3), V.X(),
        M(2, 1), M(2, 2), M(2, 3), V.Y(),
        M(3, 1), M(3, 2), M(3, 3), V.Z());

    fila.Multiply(myTrsf);
    TopLoc_Location LocFirst(fila);
    myFirst = myProfile;
    if (!LocFirst.IsIdentity()) {
        //myFirst.Location( LocFirst.Multiplied(myProfile.Location()) );
        myFirst = BRepBuilderAPI_Transform(myProfile, fila, Standard_True); //copy
    }

    ShapeUpgrade_RemoveLocations RemLoc;
    RemLoc.SetRemoveLevel(TopAbs_COMPOUND);
    RemLoc.Remove(myFirst);
    myFirst = RemLoc.GetResult();

    myLoc->Law(myLoc->NbLaw())->GetDomain(first, last);
    myLoc->Law(myLoc->NbLaw())->D0(last, M, V);
    //    try { // Not good, but there are no other means to test SetValues
    fila.SetValues(M(1, 1), M(1, 2), M(1, 3), V.X(),
        M(2, 1), M(2, 2), M(2, 3), V.Y(),
        M(3, 1), M(3, 2), M(3, 3), V.Z());
    fila.Multiply(myTrsf);
    TopLoc_Location LocLast(fila);
    if (!myLoc->IsClosed() || LocFirst != LocLast) {
        myLast = myProfile;
        if (!LocLast.IsIdentity()) {
            //myLast.Location(LocLast.Multiplied(myProfile.Location()) );
            myLast = BRepBuilderAPI_Transform(myProfile, fila, Standard_True); //copy
        }
    }
    else {
        myLast = myFirst;
    }
    RemLoc.Remove(myLast);
    myLast = RemLoc.GetResult();
    NCollection_Sequence<TopoDS_Edge> es=SplitShapebyaxis(gw, axis);
    

    Viewer vout(50, 50, 500, 500);
    vout << wbe;
    vout << xline;
    vout << yline;
    vout << zline;
    vout << gw;
    vout << axis;
    // 遍历点集合
    for (int i = 1; i <= es.Length(); ++i) {
        vout << es.Value(i);
    }
    vout.StartMessageLoop();
    return 0;
}

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如何选择可靠的相亲交友平台：安全与诚信并重

如何选择可靠的相亲交友平台：安全与诚信并重

在数字化时代&#xff0c;相亲交友系统已成为寻找伴侣的重要途径。然而&#xff0c;选择一个可靠的平台对于确保安全和诚信至关重要。以下是如何选择可靠相亲交友平台的指南 &#xff1a; 第一章&#xff1a;安全为先 选择相亲交友系统时&#xff0c;安全性是首要考虑的因素。…
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读书记录：谷歌工作法 工作效率提升10倍的57个技巧

读书记录：谷歌工作法 工作效率提升10倍的57个技巧

​ 前言 我在谷歌工作时留下的最深刻印象是“必须以全世界最快的速度取得成果”这一谷歌特有的强烈的使命感。 为什么日本的企业生产效率低下 过度推迟讨论 过分讨论 过度的交流 改变工作方式方法才是生存之道 在这样的时代&#xff0c;我们不应该害怕“自己的工作消失”&a…
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【CSS in Depth 2 精译_027】4.4 Flexbox 元素对齐、间距等细节处理（下）+ 4.5 本章小结

【CSS in Depth 2 精译_027】4.4 Flexbox 元素对齐、间距等细节处理（下）+ 4.5 本章小结

当前内容所在位置&#xff08;可进入专栏查看其他译好的章节内容&#xff09; 第一章 层叠、优先级与继承&#xff08;已完结&#xff09; 1.1 层叠1.2 继承1.3 特殊值1.4 简写属性1.5 CSS 渐进式增强技术1.6 本章小结 第二章 相对单位&#xff08;已完结&#xff09; 2.1 相对…
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[MySQL表的增删改查-进阶]

[MySQL表的增删改查-进阶]

&#x1f308;个人主页&#xff1a;努力学编程’ ⛅个人推荐&#xff1a; c语言从初阶到进阶 JavaEE详解 数据结构 ⚡学好数据结构&#xff0c;刷题刻不容缓&#xff1a;点击一起刷题 &#x1f319;心灵鸡汤&#xff1a;总有人要赢&#xff0c;为什么不能是我呢 &#x1f4bb…
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【拥抱AI】主流平台AI Agent使用体验对比

【拥抱AI】主流平台AI Agent使用体验对比

为了更好的了解和学习RAG的原理和实战效果&#xff0c;也因为工作需要&#xff0c;这两天都奔波在各大主流AI平台。 以下自己收集的是一些主流大模型LLM的AI Agent对比&#xff0c;通过功能特性、易用性与集成性、成本与商业模式、安全性与隐私性几个方面来了解&#xff0c;有不…
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LSP协议：打造流动性管理的市场新标杆

LSP协议：打造流动性管理的市场新标杆

随着以太坊从 PoW&#xff08;工作量证明&#xff09;向 PoS&#xff08;权益证明&#xff09;的转型&#xff0c;PoS已然成为主流区块链共识机制的重要组成部分。再加上跨链技术的发展&#xff0c;包含比特币在内的不同生态之间进行资产质押与交换也催生出市场对于流动性管理的…
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CentOS Stream 8中安装和使用 Docker

CentOS Stream 8中安装和使用 Docker

docker安装包-CSDN博客 〇、常用的docker命令 docker的作用&#xff1a; 快速进行软件的安装&#xff0c;便于软件环境的维护 docker的镜像: 压缩了指定软件的安装包的文件。使用镜像文件创建容器 docker的容器: 容器可以理解为就是一台小电脑。安装的linux系统&am…
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《OpenCV计算机视觉》—— 对图片进行旋转的两种方法

《OpenCV计算机视觉》—— 对图片进行旋转的两种方法

文章目录 一、用numpy库中的方法对图片进行旋转二、用OpenCV库中的方法对图片进行旋转 一、用numpy库中的方法对图片进行旋转 numpy库中的 np.rot90 函数方法可以对图片进行旋转 代码实现如下&#xff1a; import cv2 import numpy as np# 读取图片 img cv2.imread(wechat.jp…
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[基金理财] 投资组合的搭建

[基金理财] 投资组合的搭建

&#x1f4e2;博客主页&#xff1a;https://loewen.blog.csdn.net&#x1f4e2;欢迎点赞 &#x1f44d; 收藏 ⭐留言 &#x1f4dd; 如有错误敬请指正&#xff01;&#x1f4e2;本文由 丶布布原创&#xff0c;首发于 CSDN&#xff0c;转载注明出处&#x1f649;&#x1f4e2;现…
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