CadQuery选择器(Selectors)完全指南：精准控制3D建模元素-优快云博客

CadQuery选择器(Selectors)完全指南：精准控制3D建模元素

cadquery A python parametric CAD scripting framework based on OCCT 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ca/cadquery

选择器概述

在CadQuery中，选择器(Selectors)是用于筛选各种类型对象列表的强大工具。它们允许开发者精确地定位和操作3D模型中的特定元素，如边(Edges)、面(Faces)和顶点(Vertices)等。选择器可以理解为一种高级过滤器，能够基于多种条件从复杂模型中提取所需部分。

基础选择方法

CadQuery提供了几种基础方法来收集不同类型的几何元素：

vertices()：选择顶点
edges()：选择边
faces()：选择面
shells()：选择壳
solids()：选择实体

这些方法既可以接受字符串形式的快捷选择器，也可以接受完整的选择器对象。字符串选择器实际上是完整选择器类的简写形式，使用起来更加便捷。

选择器组合逻辑

CadQuery的选择器支持逻辑组合，使得筛选条件更加灵活多变。当前支持以下逻辑运算符：

and：逻辑与
or：逻辑或
not：逻辑非
exc[ept]：集合差

例如，以下代码选择所有平行于Z轴且位于Y轴正方向的边，并对其进行倒角处理：

result = cq.Workplane("XY").box(2, 2, 2).edges("|Z and >Y").chamfer(0.2)

更复杂的组合也是可能的，如下例所示：

result = (
    cq.Workplane("XY")
    .box(2, 2, 2)
    .faces(">Z")
    .shell(-0.2)
    .faces(">Z")
    .edges("not(<X or >X or <Y or >Y)")
    .chamfer(0.1)
)

面(Faces)选择器详解

面选择器通常基于面的法向量方向进行筛选。以下是常用的面选择器及其功能：

| 选择器 | 描述 | 对应选择器类 | |--------|------|--------------| | +Z | 选择法向量指向+Z方向的面 | DirectionSelector | | |Z | 选择法向量平行于Z轴的面 | ParallelDirSelector | | -X | 选择法向量指向-X方向的面 | DirectionSelector | | #Z | 选择法向量垂直于Z轴的面 | PerpendicularDirSelector | | %Plane | 选择平面类型的面 | TypeSelector | | >Y | 选择在Y轴正方向最远的面 | DirectionMinMaxSelector | | <Y | 选择在Y轴负方向最远的面 | DirectionMinMaxSelector | | >Y[-2] | 选择法向量指向Y轴正方向第二远的面 | DirectionNthSelector | | <Y[0] | 选择法向量指向Y轴负方向最近的面 | DirectionNthSelector | | >>Y[-2] | 选择在Y轴方向第二远的面 | CenterNthSelector | | <<Y[0] | 选择在Y轴方向最近的面 | CenterNthSelector |

重要提示：对于非平面面，选择器将在面的质心处进行评估，这可能导致意外的结果。

边(Edges)选择器详解

边选择器通常基于边的方向进行筛选。以下是常用的边选择器：

| 选择器 | 描述 | 对应选择器类 | |--------|------|--------------| | +Z | 选择沿Z轴方向的边 | DirectionSelector | | |Z | 选择平行于Z轴的边 | ParallelDirSelector | | -X | 选择沿-X轴方向的边 | DirectionSelector | | #Z | 选择垂直于Z轴的边 | PerpendicularDirSelector | | %Line | 选择直线类型的边 | TypeSelector | | >Y | 选择在Y轴正方向最远的边 | DirectionMinMaxSelector | | <Y | 选择在Y轴负方向最远的边 | DirectionMinMaxSelector | | >Y[1] | 选择在Y轴正方向第二近的平行边 | DirectionNthSelector | | <Y[-2] | 选择在Y轴负方向第二远的平行边 | DirectionNthSelector | | >>Y[-2] | 选择在Y轴方向第二远的边 | CenterNthSelector | | <<Y[0] | 选择在Y轴方向最近的边 | CenterNthSelector |

注意：非线性边(如圆弧)只能通过类型选择器(%)和中心选择器(>>)进行选择。

顶点(Vertices)选择器详解

顶点选择器基于顶点的位置进行筛选，可用的选择器较少：

| 选择器 | 描述 | 对应选择器类 | |--------|------|--------------| | >Y | 选择在Y轴正方向最远的顶点 | DirectionMinMaxSelector | | <Y | 选择在Y轴负方向最远的顶点 | DirectionMinMaxSelector | | >>Y[-2] | 选择在Y轴方向第二远的顶点 | CenterNthSelector | | <<Y[0] | 选择在Y轴方向最近的顶点 | CenterNthSelector |

自定义方向选择器

CadQuery允许使用自定义向量作为选择器的基础。例如：

result = cq.Workplane("XY").box(10, 10, 10)
# 仅对特定方向的边进行倒角
result = result.edges(">(-1, 1, 0)").chamfer(1)

拓扑选择器

CadQuery还支持基于拓扑关系的选择方法：

ancestors()：选择包含当前选定对象的所有对象

result = cq.Workplane("XY").box(10, 10, 10).faces(">Z").edges("<Y")
result = result.ancestors("Face")

siblings()：选择通过指定类型元素连接的同类对象

result = cq.Workplane("XY").box(10, 10, 10).faces(">Z")
result = result.siblings("Edge")

特殊选择方法

对于快速原型设计，CadQuery提供了几个特殊方法，无需创建完整的选择器子类：

filter()：基于自定义条件过滤对象
sort()：对对象进行排序
__getitem__：通过索引选择对象

例如，选择体积小于等于3的盒子：

from cadquery.occ_impl.shapes import box

result = (
    cq.Workplane()
    .add([box(1,1,i+1).moved(x=2*i) for i in range(5)])
)

# 选择体积<=3的盒子
result = result.filter(lambda s: s.Volume() <= 3)

或者使用排序方法实现相同效果：

result = result.sort(lambda s: s.Volume())[:3]

总结

CadQuery的选择器系统提供了强大而灵活的方式来操作3D模型中的各种元素。通过掌握这些选择器，开发者可以精确控制建模过程中的每一个细节，从简单的方向选择到复杂的逻辑组合，再到自定义的筛选条件。无论是初学者还是高级用户，都能从中找到适合自己需求的选择方式，大大提高了3D建模的效率和精确度。

cadquery A python parametric CAD scripting framework based on OCCT 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ca/cadquery

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考