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            eryar

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            OpenCascade MeshVS Usage

            Posted on 2014-03-27 18:52 eryar 閱讀(5286) 評(píng)論(8)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 2.OpenCASCADE

            OpenCascade MeshVS Usage

            eryar@163.com

            Abstract. MeshVS means Mesh Visualization Service. It can be used to representation mesh in different style, such as colored stress patterns mesh, mesh with text and mesh like vector(with arrow). So MeshVS usually used for CAE programming. This paper focus on the MeshVS usage.

            Key words. OpenCascade, Mesh, MeshVS, Colored stress Patterns

            1. Introduction

            視覺是人類獲取外部信息和相互交流的主要手段??茖W(xué)計(jì)算可視化包括曲線曲面擬合、坐標(biāo)變換、體繪制等,核心是物理場(chǎng)可視化。這是因?yàn)檠芯咳藛T或者工程師主要關(guān)心的內(nèi)容是溫度場(chǎng)分布、結(jié)構(gòu)位移、材料變形、流場(chǎng)速度、應(yīng)力應(yīng)變分布等。這些工程數(shù)據(jù)全部是以場(chǎng)的形式存在,構(gòu)成了數(shù)學(xué)意義上的標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)和張量場(chǎng)。因此,標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)和張量場(chǎng)的可視化占據(jù)了科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)研究的主導(dǎo)地位。——王成恩《面向科學(xué)計(jì)算的網(wǎng)格劃分與可視化技術(shù)》。

            在OpenCascade中的包MeshVS提供了網(wǎng)格的可視化功能。使用包MeshVS提供的類和簡單函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格的靈活顯示:

            l 顯示網(wǎng)格,也可以隱藏部分網(wǎng)格及頂點(diǎn);

            l 使用簡單通用的接口來顯示計(jì)算和分析的結(jié)果;

            l 數(shù)據(jù)有多種視覺效果:彩色云圖colors、點(diǎn)圖標(biāo)vectors、帶文字texts和變形網(wǎng)格deformed mesh;

            l 網(wǎng)格實(shí)體的交互選擇;

            本文主要介紹OpenCascade中MeshVS的使用方法。對(duì)有需要網(wǎng)格可視化功能的讀者,可以直接使用OpenCascade中提供的這個(gè)功能。對(duì)其實(shí)現(xiàn)算法感興趣的讀者,可以結(jié)合相關(guān)書籍,對(duì)其實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行研究。

            2. Test Mesh in Draw Test Harness

            在OpenCascade提供的文檔《Test Harness User’s Guide》中有一個(gè)章節(jié),示例了MeshVS的用法AIS Viewer-Mesh Visualization Service。先通過這些Tcl的命令,來展示一下MeshVS的顯示效果。

            wps_clip_image-24339

            Figure 2.1 Use meshfromstl Command to Display the Mesh

            wps_clip_image-25495

            Figure 2.2 Display the Mesh in Shading Mode

            wps_clip_image-22677

            Figure 2.3 Different color for each element of the Mesh

            wps_clip_image-16686

            Figure 2.4 Different Color for each node with texture interpolation

            上圖所示是彩色云圖(Colored Stress Patterns)的可視化。云圖是一種應(yīng)用廣泛的標(biāo)量場(chǎng)可視化方法,云圖在顏色與標(biāo)量數(shù)據(jù)之間建立某種確定映射關(guān)系,在計(jì)算機(jī)屏幕上繪制一個(gè)顏色離散變化的圖像來顯示科學(xué)計(jì)算結(jié)果。云圖將標(biāo)量場(chǎng)定義域的數(shù)據(jù)映射成不同的顏色,從而通過顏色變化來反映數(shù)據(jù)場(chǎng)中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律。

            3. MeshVS Usage

            在《Visualization User’s Guide》中對(duì)MeshVS_Mesh的使用方法進(jìn)行了詳細(xì)說明,在此對(duì)其簡單翻譯一下。

            MeshVS_Mesh是一個(gè)可交互的表示網(wǎng)格的對(duì)象,與AIS_Shape不同的是其幾何數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)源(Data Source: MeshVS_DataSource)來描述頂點(diǎn)node和元素element。所以,可以自定義數(shù)據(jù)源。然而,數(shù)據(jù)源(Data Source)并沒有提供任何屬性信息,如頂點(diǎn)的顏色(nodal colors),但是可以通過選擇不同的顯示生成器(Presentation Builder)方式來實(shí)現(xiàn)。

            MeshVS_Mesh的顯示都是由顯示生成器(Presentation Builder: MeshVS_PrsBuilder)來生成。通過選擇不同的顯示生成器來生成不同樣式的網(wǎng)格,甚至可以自定義顯示生成器。

            wps_clip_image-797

            Figure 3.1 Different Presentation Builder for Different Style

            由上圖可知,顯示生成器有五種樣式:

            l MeshVS_MeshPrsBuilder:基本顯示生成器,只可用來顯示網(wǎng)格;

            l MeshVS_TextPrsBuilder:文本顯示生成器,可以用來在網(wǎng)格中顯示文本;

            l MeshVS_VectorPrsBuilder:向量顯示生成器,可以用來在網(wǎng)格中顯示箭頭;

            l MeshVS_NodalColorPrsBuilder:頂點(diǎn)顏色生成器,可以給網(wǎng)格中每個(gè)頂點(diǎn)設(shè)置不同顏色;

            l MeshVS_ElementalColorPrsBuilder:元素顏色生成器,可以給網(wǎng)格中每個(gè)三角面片設(shè)置不同的顏色;

            可以通過如下函數(shù)來添加、刪除的顯示生成器:

            MeshVS_Mesh::AddBuilder(const Handle_MeshVS_PrsBuilder& theBuilder, 
                                    Standard_Boolean TreatAsHilighter);
            MeshVS_Mesh::RemoveBuilder(
            const Standard_Integer& Index);
            MeshVS_Mesh::RemoveBuilderById(
            const Standard_Integer& Id);

            如下程序所示可以顯示通過STL讀取的網(wǎng)格: 

            // read the data and create a data source.
            Handle(StlMesh_Mesh) aSTLMesh = RWStl::ReadFile (aFile, aProgress);
            Handle( XSDRAWSTLVRML_DataSource ) aDS 
            = new XSDRAWSTLVRML_DataSource( aSTLMesh );

            // create mesh.
            Handle( MeshVS_Mesh ) aMesh = new MeshVS_Mesh();
            aMesh
            ->SetDataSource( aDS );

            // use default presentation builder.
            Handle_MeshVS_MeshPrsBuilder aBuilder = new MeshVS_MeshPrsBuilder(aMesh);
            aMesh
            ->AddBuilder(aBuilder, Standard_True);

            wps_clip_image-4815

            Figure 3.2 Mesh Text by MeshVS_TextPrsBuilder 

            wps_clip_image-18727

            Figure 3.3 Mesh Vector by MeshVS_VectorPrsBuilder

            4. Conclusion

            本文對(duì)OpenCascade的網(wǎng)格顯示包MeshVS進(jìn)行了介紹,并使用不同的顯示生成器(Presentation Builder)生成不同的顯示效果。對(duì)科學(xué)計(jì)算可視化感興趣的讀者可以結(jié)合其源程序分析其實(shí)現(xiàn)。

            因?yàn)閄SDRAWSTLVRML_DataSource只能讀取STL格式文件中的網(wǎng)格,且依賴Tcl,所以如果需要自己的網(wǎng)格數(shù)據(jù)源(Data Source)可以參考源程序,根據(jù)需求自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)源。

            5. References

            1. 王成恩. 面向科學(xué)計(jì)算的網(wǎng)格劃分與可視化技術(shù). 科學(xué)出版社. 2011

            Feedback

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-06 16:22 by birds
            您好,
            我通過MeshVS_Mesh顯示生成讀取的stl文件,之后又通過MeshVS_ElementalColorPrsBuilder添加顏色面片,但是該怎么將生成的網(wǎng)格模型顯示為帶有陰影立體狀態(tài),而不是純色調(diào)、沒有立體感。

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-06 17:11 by eryar
            @birds
            Hello,

            你是想在occ中顯示stl文件?

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-06 18:13 by birds
            嗯 對(duì) 因?yàn)閟tl文件簡單,讀寫速度最快,所以我想導(dǎo)入stl格式來做仿真模擬測(cè)試。

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-06 20:41 by eryar
            @birds
            顯示STL不需要用這個(gè)類。

            看你用的occ哪個(gè)版本,最新版本中可以直接顯示STL網(wǎng)格。

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-06 21:51 by birds
            @eryar
            我用的是7.0版本的occ,那需要怎樣可以完美顯示stl實(shí)體。求教

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-07 11:27 by eryar
            @birds
            建議你用最新版本的occ7.3.0. 其中有對(duì)于純網(wǎng)格模型的支持:
            0028125: Modeling Algorithms - support of BRep shapes based on tessellated geometry
            https://tracker.dev.opencascade.org/view.php?id=28125

            如何讀取和顯示網(wǎng)格模型(STL等),可參考readstl命令:
            https://tracker.dev.opencascade.org/view.php?id=29868

            http://git.dev.opencascade.org/gitweb/?p=occt.git;a=blob;f=src/XSDRAWSTLVRML/XSDRAWSTLVRML.cxx;h=c42e9314c8a77e01065ba75399f1497f41985b27;hb=4c4420dfe9d87335c4f920a4ee409e3d8cfd0203

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-08 09:04 by birds
            @eryar
            TopoDS_Shape aShape;
            if (!toCreateCompOfTris)
            {
            // Read STL file to the triangulation.
            Handle(Draw_ProgressIndicator) aProgress = new Draw_ProgressIndicator (theDI, 1);
            Handle(Poly_Triangulation) aTriangulation = RWStl::ReadFile (aFilePath.ToCString(), aProgress);

            TopoDS_Face aFace;
            BRep_Builder aB;
            aB.MakeFace (aFace);
            aB.UpdateFace (aFace, aTriangulation);
            aShape = aFace;
            }
            是不是最關(guān)鍵的就是這個(gè),RWStl::ReadFile可以直接生成三角網(wǎng)格,然后將每個(gè)網(wǎng)格疊加到面上,而之前版本readFile只能生成mesh模型,進(jìn)而計(jì)算點(diǎn),畫網(wǎng)格,特費(fèi)時(shí)間。
            謝謝博主

            # re: OpenCascade MeshVS Usage  回復(fù)  更多評(píng)論   

            2018-08-08 10:28 by eryar
            @birds
            是的。

            之前版本讀STL也慢些。
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