blenderFds代码解读

最新推荐文章于 2025-06-10 08:29:53 发布

侯喵喵

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文章标签： blender python

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_53820941/article/details/143648862

版权

一. 介绍

1. FDS（Fire Dynamics Simulator）

FDS 是一种火灾动力学模拟软件，主要用于模拟建筑物、隧道和其他空间中的火灾行为。由美国国家标准与技术研究院（NIST）开发，它采用计算流体力学（CFD）方法来模拟火灾的烟气扩散、温度分布、流体运动等现象。FDS 适用于火灾科学研究、建筑物防火设计、火灾安全分析等领域。

特点：

使用大涡模拟（LES）方法，精确模拟火焰、烟气流动和热量传递。
支持复杂的几何结构，可以模拟多种材料的燃烧行为。
与烟气可视化工具 Smokeview 集成，可以生成火灾的三维可视化效果。

2. BlenderFDS

BlenderFDS 是一个为 Blender 开发的插件，专门用于辅助 FDS 模型的创建和编辑。由于 FDS 本身没有友好的图形界面，建模复杂的几何结构比较困难。BlenderFDS 利用 Blender 的 3D 建模能力，让用户在 Blender 中创建和编辑 FDS 模型，然后将模型导出为 FDS 能够读取的文件格式。

特点：

提供简单的界面，将 Blender 的几何模型转换为 FDS 兼容的模型。
支持 FDS 中常用的火灾模拟属性设置，比如材料属性、热释放速率（HRR）、烟气排放等。
通过 Blender 的直观建模工具，可以快速创建复杂的建筑结构和空间。

二. 下载代码

blenderfds的github链接

三. 开发环境配置

常见的配置方法有
1.conda创建虚拟环境,blender改掉原本调用的python为虚拟环境
2.pycharm中使用blender的python, 还需要安装一些框架
3.将插件安装,然后pycharm打开插件所在位置,即可动态更改.

这里采用最简单的方式3,安装blenderfds插件后,可以打开下列路径,记得修改用户名.
C:\Users\用户名\AppData\Roaming\Blender Foundation\Blender\4.2\scripts\addons\blenderfds

这个方式暂时没有发现弊病, 其他方法后续再尝试. (后续:别的方法安装麻烦,但使用更好

四. 代码解读

1. blender python特有语法

c语言中定义变量和使用的方法是:

int my_int = 5;    // 整数变量，默认值为5
float my_float = 3.14;   // 浮点变量，默认值为3.14

void function() {
    // 使用这些变量
    printf("Integer Value: %d\n", my_int);
    printf("Float Value: %.2f\n", my_float);
}

除了常规的python定义变量的方法, blender中,还有一种定义变量的方法

import bpy

# 定义一个操作符类
class OBJECT_OT_custom_operator(bpy.types.Operator):
    bl_idname = "object.custom_operator"
    bl_label = "Custom Operator"
    
    # 定义自定义变量（属性）
    my_int: bpy.props.IntProperty(
        name="Integer Property",     # 属性名称
        description="An integer property",  # 描述
        default=5,                    # 默认值
        min=1,                        # 最小值
        max=100                       # 最大值
    )

    my_float: bpy.props.FloatProperty(
        name="Float Property",       # 属性名称
        description="A floating point property",  # 描述
        default=3.14                 # 默认值
    )
    
    def execute(self, context):
        # 使用自定义变量
        print(f"Integer Value: {self.my_int}")    # 输出整数值
        print(f"Float Value: {self.my_float}")    # 输出浮点值
        
        # 在Blender中，调整对象的位置（类比C语言中的操作）
        obj = context.active_object  # 获取当前活动对象
        obj.location.x += self.my_float  # 用浮点值来调整对象的位置
        
        return {'FINISHED'}  # 操作完成，返回

如何赋值这种变量呢,
赋值方法1: 通过ui界面
Blender中的 bpy.props.FloatProperty 属性通常是在操作符的UI面板中呈现的，用户可以通过界面交互来设置其值。

在你定义的操作符类中，my_float 作为属性，Blender会自动为其生成一个控件（通常是一个滑块或者文本框），并允许用户修改它。你只需要确保在 draw 方法中显示这个属性控件。

import bpy

class OBJECT_OT_custom_operator(bpy.types.Operator):
    bl_idname = "object.custom_operator"
    bl_label = "Custom Operator"
    
    # 定义自定义属性
    my_float: bpy.props.FloatProperty(
        name="Float Property",       # 属性名称
        description="A floating point property",  # 描述
        default=3.14                 # 默认值
    )

    def draw(self, context):
        layout = self.layout
        layout.prop(self, "my_float")  # 显示my_float控件，用户可以在UI中修改这个值

    def execute(self, context):
        print(f"Float Value: {self.my_float}")  # 输出my_float的当前值
        
        return {'FINISHED'}

执行操作符后，my_float 将显示在Blender的UI面板上（通常是一个浮动的面板）。你可以通过面板中的滑动条或输入框来设置其值。
当用户点击"确认"按钮时，my_float 的新值会被传递到 execute 方法中，进行后续的操作。

赋值方法2: 直接赋值

import bpy

class OBJECT_OT_custom_operator(bpy.types.Operator):
    bl_idname = "object.custom_operator"
    bl_label = "Custom Operator"
    
    my_float: bpy.props.FloatProperty(
        name="Float Property", 
        description="A floating point property",  
        default=3.14  
    )
    
    def execute(self, context):
        # 直接给my_float赋值
        self.my_float = 5.67  # 将my_float的值设置为5.67

        print(f"New Float Value: {self.my_float}")  # 输出新值
        
        return {'FINISHED'}

2. 代码结构

在这里插入图片描述

2.1 变量名解释

这个是根据代码内容推测的,部分变量名中常出现的一些缩写

OT_bf : Operator_blenderfds

2.2 bl文件夹

operators文件夹

check_geom.py 检查几何体封闭性(Check Sanity)和相交(Check Intersections)情况
choose_namelist_id.py 用于在自由文本中选择 MATL_ID 和 PROP_ID 的操作符。
clean_ma_slots.py 清理对象的材质槽,材质槽（Material Slots）是Blender中一个对象的属性，它决定了该对象可以使用多少个材质。每个材质槽可以关联一个材质（Material），用来为对象的不同部分（如面、边、顶点）设置不同的外观。材质槽允许你为一个对象的不同面或区域指定不同的材质，
copy_params.py 用于在实体之间复制FDS参数值。
gis.py 地理位置相关,对象的地理位置啥的
load_bf_settings.py 加载默认BlenderFDS设置，删除当前数据！
mesh_tools.py 设置mesh 设置建议的单元格大小, 自定义了很多参数涉及的数据类型
run_external.py 加载默认命令,在终端中运行 FDS。估算 FDS 计算完成的预计时间。运行 Smokeview 显示 FDS 模拟结果。
scene_export.py 将blender导出为fds文件
scene_import.py 将fds导入当前/新场景
show_fds_code.py 对话框类用于提示, 显示代码类, 从选中对象/集合/材质/场景导出代码
show_fds_geometry.py 这个没看懂
“Show FDS Geometry” 操作符将会展示当前对象的FDS几何体。
“Hide FDS Geometry” 操作符将会隐藏所有的临时FDS几何体。
show_ui.py
展示材料面板

SCENE_OT_bf_show_text: 在Blender的文本编辑器中显示文本
update_addon.py 更新插件相关

ui

init.py 注册simplify_ui
simplify.py 实现了一个简化版的Blender界面。用户可以通过插件首选项控制是否启用简化UI。

其他文件

init.py 注册bl文件夹内所有内容
handlers.py 加载blender后, 文件保存前, 依赖图更新后处理.
menus.py 菜单中添加导入导出fds文件
panels.py ,面板ui, 图下两块
preferences.py 偏好设置中，对插件的设置界面，包括设置smv, fds运行的指令
ui_lists.py 只是定义了一下右侧其他参数的那个像表格的ui

2.2 lang文件夹

除了一些公用属性和定义, 定义了每个命令的参数,导入,导出.

bf_scene

bf_scene.py 扩展了 Blender Scene，为其添加了与 FDS（火灾动力学模拟器）相关的功能。
，添加了导入和导出 FDS 格式数据的功能，支持从 FDS 文件或字符串创建场景，或将场景数据转换为 FDS 格式。
export_help.py 将 Blender 中的对象、集合、材质等数据转化为 FDS 所需的格式，支持完整导出和部分导出，并根据配置文件的设置处理输出顺序和内容。
import_help.py 从 FDS 格式数据导入到 Blender 场景中，支持场景（Scene）、物体（Object）、材质（Material）等不同类型的 FDS namelists 导入。它根据 FDS 数据将相应的 Blender 元素创建或更新，并根据数据类型分别处理，支持管理和非管理 namelists 的导入，还包括了错误处理和进度显示。

ON_GEOM

bingeom.py 读取和写入 FDS bingeom 文件的功能没看懂
geom_to_ob.py 将 FDS 数据中的几何体准确转换为 Blender 可用的 3D 对象，并确保其材质和几何属性正确映射。
ob_to_geom.py 将Blender模型转换成FDS可以使用的格式
ON_GEOM.py 从 FDS 参数列表中读取几何体相关的参数，并根据这些参数进行几何体的创建或转换。用于处理Blender对象的表面ID（SURF_ID）相关操作的类。它包括：
get_value: 获取物体的表面ID值。
set_value: 设置物体的表面ID，涉及材料槽的删除和重新赋值

ON_MESH

align_meshes.py 对齐网格
calc_meshes.py 于计算网格（Mesh）参数的函数，目的是为网格生成、细分和对齐等操作提供支持。
split_mesh.py 这段代码实现了对网格（Mesh）的划分操作，主要包括根据给定的细分数（nsplits）对网格进行分割，并计算分割后的相关信息，如每个子网格的 ijk 尺寸、网格的边界框（xbs）、网格细胞大小（cs）、网格 ID（hids）等。
ON_MESH.py 包含网格（MESH）相关参数和操作的系统，用于在 Blender 中处理计算流体动力学（CFD）模拟或其他物理仿真任务。具体地，它设置了不同的网格参数（如 IJK、nsplits、XB 等），并实现了这些参数的更新、显示和导出。

ON_MOVE

t34.py 将FDS中的MOVE变换数据（包括平移、缩放、旋转等）转回Blender中使用的4x4矩阵格式,将Blender中的4x4矩阵转换为FDS中的T34格式（一个由9个元素组成的三行三列矩阵和一个3D平移向量）。
ON_MOVE.py 用于处理几何变换（MOVE）。该类是一个Namlist（命名列表），它包含了多个几何变换参数，如平移、旋转、缩放等。

ON_MULT

MULT MultiplierParameters
用于生成多个网格的命令。它允许通过复制和位移现有网格来快速创建多个均匀排列的网格，而无需手动逐一定义每个网格。这对于大规模模拟尤其有用，例如在一个规则的几何区域中布置多个相同尺寸的网格。

multiply.py 这段代码的核心是根据给定的多重变换规则，扩展生成多个新的 xb 坐标和 hid 标识符。
ON_MULT.py 这个命令相关的一些操作,包括其ui界面

OP_PB

PB是指PBX PBY PBZ这种指定平面的数据,例如PBX=1 表示x=1的平面, blender与fds中的定义不同,要相互转换.

ob_to_pbs,py 用于将Blender中的物体几何信息转换为FDS（火灾动力学模拟）中的PB（Planes）表示法的一个模块。
pbs_to_ob.py 将FDS PB格式的平面数据（例如 (“PBX”, x3)）导入到Blender物体（ob）中，生成一个新的网格。
OP_PB.py
OP_PB 类
功能：这是一个Blender操作类，主要用于处理PB格式的导出操作。它继承自 BFParam，并用于将Blender对象的几何数据导出为FDS的PB（Planes）格式。
OP_PBX, OP_PBY, OP_PBZ 类
功能：这些类分别用于导入FDS中的不同平面类型（PBX、PBY、PBZ）到Blender中，继承自 OP_PB，但只用于导入操作，不涉及导出。

OP_XB

xb是fds中的位置大小定义方式,XB: 定义网格的边界，网格是一个单一的直角平行六面体（长方体），遵循右手坐标系规则。网格的起点由六个实数（XB）中的第 1、3 和 5 个值定义，网格的对角点由第 2、4 和 6 个值定义。

cakc_pixels.py Blender对象的像素化（Pixelization）算法，用于将Blender中的三维几何对象转换为一个二维的像素表示形式。
calc_voxels.py 体素化, 将blender对象坐标转换为xb
ob_to_xbs.py xbs_to_ob.py blender对象转换为符合fds格式的xb数据, 或者后者转换为前者.
OP_XB.py 这段代码允许用户通过Blender界面设置对象的几何数据导出类型，可以选择边界框、体素、像素、面或边作为导出选项。在导出时，代码会将选择的几何数据转换为FDS支持的格式，用于火灾模拟。

OP_XYZ

XYZ: 节点的坐标。

ob_to_xyzs.py xyzs_to_ob.py将Blender对象的几何数据转换为FDS（火灾动态模拟）使用的XYZ坐标数据格式。反之,后者转换为前者.
OP_XYZ.py OP_XYZ这是一个Blender自定义操作（操作面板上的按钮/选项），用于导出Blender对象的XYZ点数据。to_fds_list 此方法将Blender对象的几何数据转换为FDS所需的格式. set_value
此方法允许从FDS导出数据后将XYZ坐标应用回Blender对象：

SN_DUMP

DUMP命令用于控制FDS中不同类型数据的输出频率和方式，包括点设备、切片、粒子、等值面等数据的保存。通过配置参数，可以灵活指定输出的时间间隔和特定的输出时刻。
NFRAMES: 定义总输出帧数，默认值为1000。输出频率由（T_END - T_BEGIN）/ NFRAMES计算。
SMOKE3D：是否输出三维烟雾数据。

sc_to_ge1.py 将Blender的几何数据导出为GE1文件格式，GE1是一种用于FDS（Fire Dynamics Simulator）模拟的几何文件格式。没看懂这个ge1
SN_DUMP.py
DUMP Namelist 类：SN_DUMP
SN_DUMP 类代表了 FDS 中的 DUMP Namelist，它包含了与输出数据相关的各种参数，如：
几何描述文件 (RENDER_FILE)
状态文件 (STATUS_FILES)
输出频率 (NFRAMES, DT_RESTART 等)
bf_params 元组定义了所有可以添加到 DUMP Namelist 中的导出参数，它们在上述的类中已经定义。

scene_to_ge1 函数，将 Blender 场景的几何数据转换为 GE1 格式，然后保存为文件。

在这里插入图片描述

其他

bf_collenction.py
get_layer_collection 方法的使用：
在 Blender 中，集合（Collection）被组织在多个 layer_collection 层中。通过 get_layer_collection 方法，能够定位与特定 Collection 对象相关联的层集合。
to_fds_list 方法用于将 Collection 对象及其包含的所有对象转换为 FDS 格式的数据。它会遍历集合中的所有对象，并将它们按字母顺序进行排序。
bf_material.py

update_MP_namelist_cls_items 函数：

该函数更新了 MP_namelist_cls 中可选项的列表。MP_namelist_cls 是一个枚举类型，定义了与 FDS 中的 namelist 相关的材质类别。它会根据 BFNamelist 中的子类更新可选项。
函数会从 BFNamelist 子类中收集材质类型（如 SURF），并更新 MP_namelist_cls 的 items。

bf_object.py 关联到 FDS 数据模型并生成适当的 namelist。OP_is_tmp 和 OP_has_tmp 类分别管理对象是否为临时对象. OP_ID 类扩展了对象的标识符管理，在临时对象的情况下允许通过添加后缀来区分不同的对象实例。
MN_SURF.py
定义了一个 SURF（边界条件）名单类型，指定了与该名单相关的属性（如 ID、颜色、透明度等）以及导出控制逻辑。它通过继承 BFNamelistMa 类，并在其基础上扩展了导出和导入的行为。
ON_DEVC.py
ON_DEVC 类继承自 BFNamelistOb，并包含多个参数类，用于配置和控制设备（Device）的输出属性。
ON_HOLE.py
ON_INIT.py
ON_OBST.py
ON_other.py
ON_PROF.py
ON_SLCF.py
ON_VENT.py
ON_ZONE.py
OP_SURF_ID.py
SN_CATF.py
SN_config.py
SN_HEAD.py
SN_MISC.py
SN_MOVE.py
SN_MULT.py
SN_PERS.py
SN_RADI.py
SN_REAC.py
SN_TIME.py

2.3 types

bf_exception.py
BFException 类具有灵活的异常信息生成机制，可以包含错误源和详细的描述，而 BFNotImported 类则专门用于处理与 FDS 导入相关的失败情况。
bf_namelist.py
BFNamelist 类：
功能：这是一个抽象基类，表示 Blender 中与 FDS（火灾动态模拟器）Namelist 组的对应关系。它定义了如何管理 Blender 中的 FDS 参数，并通过各种方法与 FDS 配置进行交互。
bf_param.py
BFParam：
这个类表示一个 Blender 参数，它对应于 FDS 的一个命令。
BFParamOther：
继承自 BFParam，用于处理自定义的 “其他” FDS 参数。
fds_list.py
FDSNamelist
FDSList 的子类：表示FDS输入文件中的一个命名列表（Namelist），它是参数的集合。
构造函数 (init)：初始化时需要指定一个 fds_label（命名列表的名称），还可以提供 f90_params（F90格式的参数）、msgs（注释信息）等参数。

2.4 utils

binpacking.py
简单的装箱算法。
该脚本实现了一个简单的第一适应装箱算法，其中物品被分配到固定数量的箱子中。每个物品都有一个重量，目标是将物品分配到箱子中，以最小化每个箱子的总重量。
geometry.py
对对象的操作: 获取,设置临时,移除, 变换, 获取边界框
对材质的操作: 创建, 获取
gis.py
地理坐标系统（WGS84）与UTM（Universal Transverse Mercator）坐标系统之间的转换。
io.py
这段代码包含了多个用于处理文件路径和文件输入输出的实用函数，主要用于Blender与FDS（火灾模拟）文件之间的转换和文件操作。
text.py
这段代码提供了一个用于文本管理的实用函数，append_word。该函数主要用于将一个单词追加到文本行的末尾，同时确保文本不会超过最大长度MAXLEN。如果当前行的长度不足以容纳新的单词，它将自动换行并添加必要的缩进。
ui.py

get_screen_area(context, area_type=“PROPERTIES”)
该函数用于获取指定类型的Blender界面区域（如 “PROPERTIES” 面板）。如果该区域不存在，函数会尝试创建它。context: Blender的上下文对象，提供关于当前场景、对象等的相关信息。
area_type: 要查找或创建的区域类型，默认为 “PROPERTIES”。
show_bl_text(context, bl_text=None, name=None)
该函数将在Blender的文本编辑器中显示文本。context: Blender的上下文。
bl_text: 要显示的文本对象。如果未给定，则创建一个新的文本对象。
name: 可选的文本名称，如果没有提供，则使用默认名称。
write_bl_text(context, bl_text, header=None, texts=())
该函数将文本写入Blender的文本编辑器。
参数：
context: Blender的上下文。
bl_text: 要写入的文本对象。
header: 可选的文本头部，添加到文本内容的前面。
texts: 要添加的实际文本内容。
show_property_panel(context, space_context=“MATERIAL”)
该函数用于显示或切换到Blender的属性面板（默认为材料面板）。
view_all(context)
该函数执行视图操作 view3d.view_all，即在3D视图中适应所有对象。