Qt with OpenCascade
eryar@163.com
摘要Abstract：詳細介紹了如何在Qt中使用OpenCascade。
關鍵字Key Words：Qt、OpenCascade
一、引言 Introduction
1.1 Overview of Qt
Qt是1991年奇趣科技開發(fā)的一個跨平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架。它提供給應用程序開發(fā)者建立藝術級的圖形用戶界面所需的所有功能。Qt很容易擴展，并且允許真正地組件編程。基本上，Qt同X Window上的Motif，Openwin，GTK等圖形界面庫和Windows平臺上的MFC，OWL，VCL，ATL是同類型的東西。
Qt具有如下優(yōu)點：
l 優(yōu)良的跨平臺特性：Qt支持下列操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 95/98, NT, Linux, Solaris, SunOS, HP-UX, FreeBSD, SCO等；
l 面向對象：Qt良好的封裝機制使得Qt的模塊化程序非常高，可重用性較好，對于用戶開發(fā)來說是非常方便的。Qt提供了一種稱為signals/slots的安全類型來替代callback，這使得各個元件之間的協(xié)同工作變得非常簡單；
l 豐富的API：Qt包含多達250個以上的C++類，還提供基于模板的collections, serialization, file, I/O device, directory management, data/time類。甚至還包括正則表達式的處理功能；
l 支持2D、3D圖形渲染，支持OpenGL；
l 大量的開發(fā)文檔；
l XML支持；
Qt按不同的版本進行發(fā)布：
n Qt商業(yè)版：提供給商業(yè)軟件開發(fā)。它們提供傳統(tǒng)商業(yè)軟件發(fā)行版并且提供在協(xié)議有效期內的免費升級和技術支持服務。
n Qt開源版：僅為了開發(fā)自由和開放源碼軟件，提供了和商業(yè)版同樣的功能。GNU通用公共許可證下，它是免費的。
2009年3月發(fā)布的Qt4.5起，NOKIA為Qt增添了開源LGPL授權選擇。
1.2 Overview of OpenCascacde
OpenCascade（簡稱OCC）平臺是由法國Matra Datavision公司開發(fā)的CAD/CAE/CAM軟件平臺，可以說是世界上最重要的幾何造型平臺之一。開源OCC對象庫是一個面向對象的C++類庫，用于快速設計領域的專業(yè)應用程序。OCC主要用于開發(fā)二維和三維幾何建模應用程序，包括通用的或專業(yè)的計算機輔助設計（CAD）系統(tǒng)、計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)或分析領域的應用程序、仿真應用程序或圖形演示工具。OCC通過有機組織的C++庫文件提供了六個模塊：
l FoundationClasses
l ModelingData
l ModelingAlgorithms
l Visualization
l ApplicationFramework
l DataExchange
OCCT庫提供如下功能：
l 2D和3D幾何造型工具箱，可對任何物體造型；
n 創(chuàng)建基本圖元，如prism，cylinder, cone, torus；
n 對實體進行布爾操作，addition, subtraction and intersection;
n 根據倒圓、倒角、草圖拉伸出幾何實體；
n 使用偏移offsets、成殼shelling、挖空hollowing和擠壓sweeps構造幾何實體；
n 計算幾何實體屬性，如表面積、體積、重心、曲率半徑；
n 使用插值interpolation、逼近approximation、投影projection計算出幾何體；
l 可視化功能提供對幾何實體的顯示、控制功能，例如：
n 三維旋轉3D rotation；
n 縮放Zoom；
n 著色Shading；
l 程序框架提供如下功能：
n 將非幾何數據與幾何實體關聯(lián)；
n 參數化模型；
n Java Application Desktop(JAD)；
OCCT庫是由Open CASCADE公司開發(fā)和市場運作的。庫被設計成模塊化和易擴展。
Figure 1.1 OpenCascade架構圖
二、Qt + OpenCascade
使用的開發(fā)工具為Qt Creator 2.7.0，Qt的版本為Qt 5.0.2。如下圖所示：
Figure 3.1 Qt and Qt Creator version Info
OpenCascade的版本為OpenCASCADE6.5.5，如下圖所示：
Figure 3.2 OpenCascade Version Info
在OpenCascade中創(chuàng)建三維場景的步驟分為：
1．Create attributes.
2．Create a 3D viewer.
3．Create a view.
4．Create an interactive context.
5．Create interactive objects.
6．Create primitives in the interactive object.
7．Display the interactive object.
詳細說明請參考《Visualization User’s Guide》。下面結合程序代碼進行說明。
1. Create attributes.
略；
2. Create a 3D viewer.
1 // Create a 3D viewer.
2 try
3 {
4 myGraphicDevice = new Graphic3d_WNTGraphicDevice;
5 }
6 catch (Standard_Failure)
7 {
8 QMessageBox::critical(this, tr("About occQt"),
9 tr("<h2>Fatal error in graphic initialisation!</h2>"),
10 QMessageBox::Apply);
11 }
12
13 myViewer = new V3d_Viewer(myGraphicDevice, Standard_ExtString("Visu3D"));
14 myViewer->Init();
15 myViewer->SetDefaultLights();
16 myViewer->SetLightOn();
3. Create a view.
1 // Create the view.
2 myView = theContext->CurrentViewer()->CreateView();
4. Create an interactive context.
1 // Create an interactive context.
2 myContext = new AIS_InteractiveContext(myViewer);
3 myContext->SetDisplayMode(AIS_Shaded);
5. Create interactive objects.
略；
6. Create primitives in the interactive object.
1 Handle_AIS_Shape aBox = new AIS_Shape(MF.Shape());
2 Handle_AIS_Shape aCone = new AIS_Shape(BRepPrimAPI_MakeCone(50, 30, 80));
3 Handle_AIS_Shape aSphere = new AIS_Shape(BRepPrimAPI_MakeSphere(60));
7. Display the interactive object.
1 myContext->Display(aBox);
2 myContext->Display(aCone);
3 myContext->Display(aSphere);
三、結論 Conclusion
編譯過程中遇到一些問題，主要是頭文件包含及庫引用問題。需要對Qt工程文件做如下設置：
l 因為程序使用了QGLWidget，所以在其工程中要引用OpenGL的庫。設置方法如下：QT += core gui opengl；
l 頭文件目錄的設置：INCLUDEPATH += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\inc；
l 引用庫的設置：
1 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKernel.lib
2 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKMath.lib
3 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKBRep.lib
4 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKTopAlgo.lib
5 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKPrim.lib
6 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKService.lib
7 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKV3d.lib
8 LIBS += D:\OpenCASCADE6.5.5\ros\win64\vc11\libd\TKFillet.lib
上述目錄根據不同的計算機需要做相應修改。程序運行結果如下圖所示：
Figure 3.1 Sphere in occQt
Figure 3.2 Transformation in occQt