OpenCasCade管道建模GeomFill_Pipe方法

使用OpenCasCade的GeomFill_Pipe构建管形结构

最新推荐文章于 2024-08-06 22:51:27 发布

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#OpenCasCade #GeomFill_Pipe #C++

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本文介绍了如何使用OpenCasCade的GeomFill_Pipe类来构建管形结构，详细讨论了在遇到ConstructionError时如何解决，包括调整截面曲线的非周期性、方向与切线的平行以及截面曲线的合理转换，最终成功构建出符合需求的管道模型。

转发并翻译一篇外国人写的关于利用 GeomFill_Pipe() 类构造管形结构的文章，这篇文章表现出来的技术、逻辑和对OpenCasCade的理解，都是非常值得学习的。文章原网址http://quaoar.su/blog/page/postroenie-trubki-po-dvum-sechenijam

需求：沿着给定轨迹通过入口、出口两个截面构造管道结构，如下图所示：
在这里插入图片描述
这个操作看起来很简单，开发人员可能会这样写代码：

// Construct path. 
TColgp_Array1OfPnt pathPoles (1, 3); 
pathPoles (1) = gp_Pnt (0, 0, 0); 
pathPoles (2) = gp_Pnt (100, 0, 0); 
pathPoles (3) = gp_Pnt (100, 100, 0); 
// 
Handle (Geom_BezierCurve) path = new Geom_BezierCurve (pathPoles); 
  
// Construct sections. 
Handle (Geom_Curve) c1 = new Geom_Circle (gp_Ax2 (gp_Pnt (0, 0, 0), gp :: DX ()), 10.0); 
Handle (Geom_Curve) c2 = new Geom_Circle (gp_Ax2 (gp_Pnt (100, 100, 0), gp :: DY ()), 20.0); 
  
// Make pipe. 
GeomFill_Pipe Pipe (path, c1, c2); 
Pipe.Perform (); 
  
// Get the result. 
const Handle (Geom_Surface) & result = Pipe.Surface ();

上述代码分别创建了 1. 中心线，2. 入口、出口，3. GeomFill_Pipe对象，并用 Pipe.Surface() 获取到生成的曲面。但是执行上述代码发生如下图所示的错误：
在这里插入图片描述
抛出的错误类型是：Standard_ConstructionError，表示构造失败，说明GeomFill_Pipe类构造函数中的参数不正确，为此将入口和出口截面曲线修改为非周期性的曲线（原文在这儿说明了一些原因，但感觉不是非常有说服力）

Handle（Geom_Curve）
  c1 = new Geom_TrimmedCurve（new Geom_Circle（gp_Ax2（gp_Pnt（0,0,0），gp :: DX（）），10.0），0,2 * M_PI）; 
// 
Handle（Geom_Curve）
  c2 = new Geom_TrimmedCurve（new Geom_Circle（gp_Ax2（gp_Pnt（100,100,0），gp :: DY（）），20.0），0,2 * M_PI）;

Geom_TrimmedCurve() 类对参数中的曲线按照参数进行修剪，消除曲线的周期性。通过这样的操作，Standard_ConstructionError消失了，获取到了“一些”结果，如下图所示：
在这里插入图片描述
可以看到，构造出来的管道在中间存在干涉。错误原因在于，入口、出口两条截面的位置和反向并不是随便放置的，每个截面的方向都需要与入口处中心线的切向平行，对于本例，这个方向是 (1,0,0)，也就是 gp::DX()。修改原代码，重新绘制管道，获得的结果如下图所示：
在这里插入图片描述
仍然有点问题，管道的出口没有通过制定的出口截面。
原因在于，在上述将圆进行修剪之后，截面变得“不合理”，导致在构造管道的时候拟合出来的曲面没有通过截面。所以，需要将截面曲线重新转换为B样条曲线（原文的意思，还是有点不太明白），即：

Handle (Geom_Curve) 
  c1 = GeomConvert :: CurveToBSplineCurve (new Geom_TrimmedCurve (new Geom_Circle (gp_Ax2 (gp :: Origin (), gp :: DX ()), 10.0), 0, 2 * M_PI), Convert_Polynomial); 
// 
Handle (Geom_Curve) 
  c2 = GeomConvert :: CurveToBSplineCurve (new Geom_TrimmedCurve (new Geom_Circle (gp_Ax2 (gp :: Origin (), gp :: DX ()), 20.0), 0, 2 * M_PI), Convert_Polynomial);

最终，获取到了正确的管道曲面模型，如下图所示。
在这里插入图片描述
最终的“正确”代码如下图所示：

// Construct path. 
TColgp_Array1OfPnt pathPoles (1, 3); 
pathPoles (1) = gp_Pnt (0, 0, 0); 
pathPoles (2) = gp_Pnt (100, 0, 0); 
pathPoles (3) = gp_Pnt (100, 100, 0); 
// 
Handle (Geom_BezierCurve) path = new Geom_BezierCurve (pathPoles); 
  
// Construct sections. 
Handle (Geom_Curve) 
  c1 = GeomConvert :: CurveToBSplineCurve (new Geom_TrimmedCurve (new Geom_Circle (gp_Ax2 (gp :: Origin (), gp :: DX ()), 10.0), 0, 2 * M_PI), Convert_Polynomial); 
// 
Handle (Geom_Curve) 
  c2 = GeomConvert :: CurveToBSplineCurve (new Geom_TrimmedCurve (new Geom_Circle (gp_Ax2 (gp :: Origin (), gp :: DX ()), 20.0), 0, 2 * M_PI), Convert_Polynomial); 
  
// Make pipe. 
GeomFill_Pipe Pipe (path, c1, c2);
Pipe.Perform (); 
  
// Get the result. 
const Handle (Geom_Surface) & result = Pipe.Surface ();