Scenegraph/sv

I grunden är FreeCAD ett kollage av olika kraftfulla bibliotek, vilket de viktigaste är openCascade, för hantering och konstruktion av geometri, Coin3d för att visa denna geometri, och Qt för att sätta ihop allt detta i ett snyggt grafiskt användargränssnitt.

Den geometri som syns i FreeCAD's #D vyer är renderade av Coin3D biblioteket. Coin3D är en implementering av OpenInventor standarden. openCascade mjukvaran erbjuder också samma funktionalitet, men det beslöts när FreeCAD påbörjades att inte använda openCascade's inbyggda visare utan istället använda sig av den snabbare coin3D mjukvaran.

OpenInventor är egentligen ett 3D scen beskrivningsspråk. Den scen som beskrivs i renderas sedan av OpenGL på din skärm. Coin3D gör arbetet med detta, så programmeraren inte behöver bry sig om komplexa openGL anrop, programmeraren behöver bara förse den med giltig OpenInventor kod. Den stora fördelen är att openInventor är en mycket välkänd och väldokumenterad standard.

Ett av de stora jobben som FreeCAD gör för dig är att översätta openCascade geometriinformation till openInventor språket.

OpenInventor beskriver en 3D scen i formen av en scenegraph, som den nedan:

image from Inventor mentor

En openInventor scengraf beskriver allt som utgör en 3D scen, som geometri, färger, material, ljus, etc, och organiserar all den data i smidig och klar struktur. Allting kan grupperas till sub-strukturer, vilket tillåter dig att organisera ditt sceninnehåll så som du vill. Här är ett exempel på en openInventor fil:

 #Inventor V2.0 ascii
 
 Separator { 
     RotationXYZ {	
        axis Z
        angle 0
     }
     Transform {
        translation 0 0 0.5
     }
     Separator {	
        Material {
           diffuseColor 0.05 0.05 0.05
        }
        Transform {
           rotation 1 0 0 1.5708
           scaleFactor 0.2 0.5 0.2
        }
        Cylinder {
        }
     }
 }

Som du kan se, så är strukturen mycket simpel. Du använder separatorer för att organisera din data till block, lite som du skulle organisera dina filer i mappar. Varje uttryck påverkar vad som kommer härnäst, till exempel de första två punkterna i vår rot separator är en rotation och en förflyttning, båda kommer att påverka nästa punkt, vilken är en separator. I den separatorn, så är ett material definierat, och en annan förflyttning. Vår cylinder kommer därför att påverkas av båda förändringarna, den som vi lade direkt på den och den som vi lade på dess förälderseparator.

We also have many other types of elements to organize our scene, such as groups, switches or annotations. We can define very complex materials for our objects, with color, textures, shading modes and transparency. We can also define lights, cameras, and even movement. It is even possible to embed pieces of scripting in openInventor files, to define more complex behaviours.

If you are interested in learning more about openInventor, head directly to its most famous reference, the Inventor mentor.

In FreeCAD, normally, we don't need to interact directly with the openInventor scenegraph. Every object in a FreeCAD document, being a mesh, a part shape or anything else, gets automatically converted to openInventor code and inserted in the main scenegraph that you see in a 3D view. That scenegraph gets updated continuously when you do modifications, add or remove objects to the document. In fact, every object (in App space) has a view provider (a corresponding object in Gui space), responsible for issuing openInventor code.

But there are many advantages to be able to access the scenegraph directly. For example, we can temporarily change the appearence of an object, or we can add objects to the scene that have no real existence in the FreeCAD document, such as construction geometry, helpers, graphical hints or tools such as manipulators or on-screen information.

FreeCAD itself features several tools to see or modify openInventor code. For example, the following python code will show the openInventor representation of a selected object:

 obj = FreeCAD.ActiveDocument.ActiveObject
 viewprovider = obj.ViewObject
 print viewprovider.toString()

But we also have a python module that allows complete access to anything managed by Coin3D, such as our FreeCAD scenegraph. So, read on to Pivy.

Mesh to Part

Pivy

Index