HOOPS Exchange是什么？
是一組軟件庫，可以幫助開發(fā)人員在開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)讀取和寫入主流的 2D 和 3D 格式。HOOPS Exchange 支持在主流的3D 文件格式中讀取 CAD 數(shù)據(jù)，并支持將 3D 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 PRC 數(shù)據(jù)格式，這是一種高度可壓縮和開放的文件格式，并已通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO 14739-1:2014) 的認(rèn)證。PRC 也是 Adobe PDF 中用于 3D 的格式之一。HOOPS Exchange 持續(xù)優(yōu)化讀取各種 3D 數(shù)據(jù)的功能，尤其是對(duì)于來自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
本章我們學(xué)習(xí)創(chuàng)建一個(gè)使用 加載文件并使用 Qt3D 將其可視化的跨平臺(tái)應(yīng)用程序。
介紹
本教程將向大家說明如何使用 檢索可視化工作流的圖形數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)完本教程后，您將對(duì) HOOPS Exchange 如何提供對(duì)零件三角形網(wǎng)格的訪問、如何在 3D 空間中正確定位它們以及如何確定每個(gè)零件的基本顏色有一個(gè)基本的了解。
本教程有一些先決條件。首先，您應(yīng)該已經(jīng)完成了“打印裝配結(jié)構(gòu)”教程，該教程涵蓋了文件加載和數(shù)據(jù)檢索等幾個(gè)基本概念,這些話題在此不再贅述。
HOOPS Exchange 是一個(gè)支持 Windows、macOS 和 Linux 的 SDK。我們將使用最流行的跨平臺(tái) GUI 工具包 Qt，具體來說，我們將依賴 Qt3D 來實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的圖形功能。我們將盡一切努力將工具包所需的專業(yè)知識(shí)降至最低，但是，您必須在計(jì)算機(jī)上安裝 Qt 6才能完成本教程。
像許多跨平臺(tái)開發(fā)社區(qū)一樣，Qt 已經(jīng)開始向使用 CMake 作為默認(rèn)構(gòu)建系統(tǒng)的方向遷移。可以在此處找到有關(guān)使用 CMake 構(gòu)建 Qt 應(yīng)用程序的信息。本教程包括基于這些概念的完整 CMakeLists.txt 文件。Qt 的最新發(fā)行版包括 bin/qt-cmake，如果您尚未安裝 CMake，則可以使用它們。
不需要深入了解 Qt 和 CMake，但兩者都必須安裝并準(zhǔn)備好使用。
第 0 步：項(xiàng)目設(shè)置
克隆項(xiàng)目
我們提供了一個(gè) git 存儲(chǔ)庫來支持本教程。克隆主分支以建立項(xiàng)目的起點(diǎn)。
git 克隆 //github.com/techsoft3d/he_qt_basic_view.git
配置
使用您喜歡的文本編輯器打開文件CMakeLists.txt。在文件的頂部，您將看到HOOPS_EXCHANGE_DIR已設(shè)置變量。更新分配給此變量的值以反映您的特定安裝位置。
建造
由于本教程的目標(biāo)是提供對(duì) HOOPS Exchange 的理解，因此我們不會(huì)花太多時(shí)間在如何構(gòu)建和運(yùn)行 Qt 應(yīng)用程序或 IDE 選擇和配置的主題上。但以防萬一您不熟悉它是如何完成的，我們將在此處提供一些提示。
視覺工作室代碼
Visual Studio Code 是跨平臺(tái)開發(fā)的絕佳選擇。它支持 C/C++ 開發(fā)和 CMake 作為構(gòu)建配置系統(tǒng)。Microsoft在此處提供了此用例的出色概述。
編輯文件 _.vscode/settings.json_ 并更新 Qt 路徑以反映您本地安裝的 Qt。安裝 CMake Tools 擴(kuò)展后，您可以使用狀態(tài)欄上的按鈕來配置、構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用程序。
Windows 上的 Visual C++
打開 Visual Studio 命令提示符并執(zhí)行位于 Qt 安裝的 bin 文件夾中的 qtenv2.bat。接下來，在項(xiàng)目目錄中創(chuàng)建一個(gè)名為build的子文件夾并更改為它。運(yùn)行qt-cmake ..以生成所需的文件。這將創(chuàng)建qt_he_viewer.sln，您可以使用命令evenv qt_he_viewer.sln 打開它。
開始運(yùn)作
構(gòu)建項(xiàng)目后，您就可以運(yùn)行應(yīng)用程序了。當(dāng)您運(yùn)行二進(jìn)制文件時(shí)，您將看到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的文件打開對(duì)話框。對(duì)話框的默認(rèn)位置是包含 HOOPS Exchange 附帶的示例數(shù)據(jù)的文件夾。導(dǎo)航到 PRC 子文件夾并選擇helloworld.prc。該文件加載迅速，并出現(xiàn)空的 3D 視圖。
查看main.cpp的實(shí)現(xiàn)以熟悉程序流程。您會(huì)注意到 HOOPS Exchange 已初始化，并提示用戶輸入一個(gè)輸入文件，然后加載該文件。加載文件后，代碼繼續(xù)調(diào)用createScene,配置視圖、相機(jī)和光源。
我們將從創(chuàng)建場(chǎng)景開始，以一種有點(diǎn)抽象的方式。
第 1 步：創(chuàng)建場(chǎng)景
要?jiǎng)?chuàng)建場(chǎng)景，我們必須實(shí)現(xiàn)Scene.cppcreateScene中定義的函數(shù)。在編輯器中打開文件。你會(huì)注意到它被存根返回一個(gè)空對(duì)象。
在 HOOPS Exchange 數(shù)據(jù)模型中，曲面細(xì)分存在于表示項(xiàng)級(jí)別。這意味著我們將需要實(shí)現(xiàn)遍歷裝配結(jié)構(gòu)、輸入每個(gè)零件定義并提取其中包含的表示項(xiàng)的功能。對(duì)于我們遇到的每個(gè)表示項(xiàng)目，我們需要做一些事情：
-
確定是否應(yīng)顯示表示項(xiàng)。
-
生成我們可以輕松渲染的細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)。
-
Qt3D從 細(xì)分創(chuàng)建網(wǎng)格。
-
Qt3D從HOOPS Exchange 樣式定義創(chuàng)建材質(zhì)。
-
Qt3D從世界位置創(chuàng)建一個(gè)變換。
我們剛剛列出的所有功能都已在您克隆的項(xiàng)目中被刪除，因此我們可以編寫完整的 createScene 主體，而無需過多關(guān)注每個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)方式。
首先，我們將聲明并初始化一個(gè)結(jié)構(gòu)來控制如何為表示項(xiàng)生成鑲嵌。創(chuàng)建后添加以下代碼行rootEntity.
// 創(chuàng)建曲面細(xì)分參數(shù)來控制行為
A3DRWParamsTessellationData tess_params;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DRWParamsTessellationData, tess_params);
// 使用“預(yù)設(shè)”選項(xiàng)獲得中等詳細(xì)程度
tess_params.m_eTessellationLevelOfDetail = kA3DTessLODMedium;
為簡(jiǎn)單起見，我們?cè)?options 結(jié)構(gòu)中使用詳細(xì)級(jí)別枚舉，它控制一組特定的細(xì)分選項(xiàng)。這適用于基本的查看工作流程。我們將很快使用這個(gè)選項(xiàng)對(duì)象。
forEach_RepresentationItem接下來，我們將使用稍后實(shí)現(xiàn)的函數(shù)來迭代每個(gè)表示項(xiàng)。現(xiàn)在，讓我們假設(shè)它存在并且做我們想做的事——也就是說，它遍歷裝配結(jié)構(gòu)，并且對(duì)于它遇到的每個(gè)零件，它都提取表示項(xiàng)。對(duì)于每個(gè)表示項(xiàng)，調(diào)用提供的 lambda。設(shè)置細(xì)分參數(shù)后添加以下代碼行。
// 遍歷每個(gè)表示項(xiàng)
forEach_RepresentationItem(model_file, [&](EntityArray const &path) {
});
lambda 的參數(shù)是 an EntityArray,，它是 的類型別名QVector<A3DEntity*>。它包含指向程序集層次結(jié)構(gòu)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的有序指針列表。數(shù)組中的第一項(xiàng)是模型文件，然后是一系列產(chǎn)品，然后是零件。最后，數(shù)組以遇到的表示項(xiàng)結(jié)束。
對(duì)于這一步的其余部分，我們將按順序?qū)⒋a添加到 lambda 的主體中。
有時(shí)不應(yīng)繪制表示項(xiàng)。為了確定這一點(diǎn)，我們將使用一種稱為級(jí)聯(lián)屬性的機(jī)制。級(jí)聯(lián)屬性允許我們?cè)?實(shí)例化它的組件的上下文中計(jì)算零件的屬性。特定裝配可以覆蓋特定零件的顏色或可見性。我們將把我們對(duì)級(jí)聯(lián)屬性的使用封裝在一個(gè)名為的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)CascadedAttributes中，稍后我們將實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)。它被淘汰了，所以現(xiàn)在讓我們假設(shè)它的行為符合我們的需要。
在 lambda 的主體中添加以下代碼行：
CascadedAttributes ca( 路徑 );
// 確定是否應(yīng)該跳過此項(xiàng)
如果( ca->m_bRemoved || !ca->m_bShow ) {
返回；
}
CascadedAttributes重載，提供對(duì)其中包含的結(jié)構(gòu)operator->的直接訪問。A3DMiscCascadedAttributesData如果表示項(xiàng)目的這個(gè)實(shí)例被刪除或不應(yīng)該顯示，我們會(huì)提前退出。
如果我們不及早退出，下一步就是在 Exchange 中生成曲面細(xì)分。為此，我們添加以下代碼行：
A3DRiRepresentationItem *ri = path.back();
// 使用我們上面聲明的選項(xiàng)生成曲面細(xì)分
A3DRiRepresentationItemComputeTessellation(ri, &tess_params);
現(xiàn)在我們已經(jīng)對(duì)表示項(xiàng)進(jìn)行了細(xì)分，我們可以訪問數(shù)據(jù)。
// 獲取此表示項(xiàng)的數(shù)據(jù)
A3DRiRepresentationItemData擺脫；
A3D_INITIALIZE_DATA（A3DRiRepresentationItemData，擺脫）；
if ( A3D_SUCCESS != A3DRiRepresentationItemGet( ri, &rid ) ) {
返回；
}
// 曲面細(xì)分存儲(chǔ)在 m_pTessBase 中
自動(dòng)tess_base = rid.m_pTessBase;
您應(yīng)該非常熟悉上面介紹的模式，它使用不透明的對(duì)象句柄 ( ri) 將其關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)讀入結(jié)構(gòu)。然后從結(jié)構(gòu)中獲得鑲嵌句柄，我們就可以使用它了。
使用曲面細(xì)分的句柄，我們接下來嘗試創(chuàng)建一個(gè)Qt3D網(wǎng)格。如果我們成功了，我們就會(huì)創(chuàng)造并應(yīng)用它的材料并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這是通過以下方式完成的，使用了一些已經(jīng)被刪除的附加函數(shù)：
// 創(chuàng)建網(wǎng)格
如果（自動(dòng)網(wǎng)格= createMesh（tess_base））{
自動(dòng)節(jié)點(diǎn) =新Qt3DCore::QEntity(rootEntity);
節(jié)點(diǎn)->添加組件（網(wǎng)格）；
// 創(chuàng)建材質(zhì)
如果（自動(dòng)材料= createMaterial（ca->m_sStyle））{
節(jié)點(diǎn)->添加組件（材料）；
}
// 創(chuàng)建變換
如果（自動(dòng)變換 = createTransform（路徑））{
節(jié)點(diǎn)->添加組件（變換）；
}
}
如果獲得了網(wǎng)格，我們將創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)來保存它，以及材質(zhì)和變換。該節(jié)點(diǎn)是rootEntity.
仍然在 lambda 的主體內(nèi)工作，我們還有最后一項(xiàng)任務(wù)?；叵胍幌?，每當(dāng)您從 Exchange 讀取數(shù)據(jù)時(shí)，您必須確保通過第二次調(diào)用 getter 并提供空句柄來釋放任何關(guān)聯(lián)的內(nèi)存。
使用 lambda 主體內(nèi)的以下（也是最終）代碼行釋放表示項(xiàng)數(shù)據(jù)：
A3DRiRepresentationItemGet( nullptr , &rid);
這樣就完成了構(gòu)建場(chǎng)景的高層實(shí)現(xiàn)。我們顯然為以后的步驟留下了許多實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，但我們已經(jīng)完成了構(gòu)成渲染模型所需的基本場(chǎng)景圖的任務(wù)。
第 2 步：程序集遍歷
從上一步來看，應(yīng)該有點(diǎn)清楚還剩下什么要做。我們將以系統(tǒng)的方式攻擊每個(gè)任務(wù)，首先通過實(shí)現(xiàn) ForEach_RepresentationItem 遍歷程序集層次結(jié)構(gòu)。
讓我們從函數(shù)必須如何運(yùn)行的簡(jiǎn)短描述開始。在您的編輯器中打開文件 ForEachRepresentationItem.cpp，您將找到代碼的存根版本：
命名空間{
void forEach_Impl( EntityArray const &path, std::function< void (EntityArray
常量&)>常量&fcn ) {
Q_UNUSED(路徑);
Q_UNUSED(fcn);
}
}
無效forEach_RepresentationItem(A3DAsmModelFile *model_file,
std::function< void (EntityArray const &)> const &fcn ) {
forEach_Impl( { model_file }, fcn );
}
該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)。第一個(gè)是模型文件的不透明句柄。第二個(gè)參數(shù)是作為回調(diào)調(diào)用的函數(shù)對(duì)象。并且，正如我們?cè)诘?1 步中所討論的，實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)將遍歷裝配結(jié)構(gòu)并為遇到的每個(gè)表示項(xiàng)調(diào)用回調(diào)。
回調(diào)函數(shù)使用單個(gè)參數(shù)調(diào)用：一個(gè)EntityArray包含 Exchange 對(duì)象的不透明句柄的有序列表。該列表是順序的，從A3DAsmModelFile句柄開始，然后是一個(gè)或多個(gè)A3DAsmProductOccurrence句柄。句柄代表通向零件的裝配層次。當(dāng)然，接下來就是A3DAsmPartDefinition手柄了。最后，路徑包含A3DRiRepresentationItem遇到的句柄。如果部件定義包含A3DRiSet對(duì)象（表示項(xiàng)集），則路徑中將有多個(gè)A3DRiRepresentationItem句柄。
公共函數(shù)立即調(diào)用一個(gè)匿名實(shí)現(xiàn)，該實(shí)現(xiàn)采用一個(gè)EntityArray而不是一個(gè)A3DAsmModelFile句柄。這樣做的用處很快就會(huì)變得清晰。該實(shí)現(xiàn)將只關(guān)心提供的路徑中的最后一個(gè)句柄。
一個(gè)很好的起點(diǎn)是一開始。所以，讓我們實(shí)現(xiàn)我們已經(jīng)知道的情況——當(dāng)這個(gè)函數(shù)被路徑中的單個(gè)對(duì)象調(diào)用時(shí)，它是一個(gè)A3DAsmModelFile句柄。在這種情況下，我們希望將每個(gè)子A3DAsmProductOccurrence句柄添加到路徑并再次調(diào)用該函數(shù)以進(jìn)行更深入的挖掘。它應(yīng)該看起來像這樣：
auto const ntt = path.back();
自動(dòng)類型 = kA3DTypeUnknown;
if (A3D_SUCCESS != A3DEntityGetType(ntt, &type) ) {
返回；
}
EntityArray children；
如果（kA3DTypeAsmModelFile == 類型）{
A3DAsmModelFileData mfd;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DAsmModelFileData, mfd);
如果（A3D_SUCCESS！= A3DAsmModelFileGet（ntt，&mfd））{
返回；
}
children = EntityArray（mfd.m_ppPOOccurrences，mfd.m_ppPOOccurrences +
mfd.m_uiPOOccurrencesSize);
A3DAsmModelFileGet( nullptr , &mfd);
}
對(duì)于（auto child : children ）{
自動(dòng)child_path = 路徑；
child_path.push_back（children auto child : children）；
forEach_Impl(child_path, fcn);
}
A3DAsmProductOccurrence此實(shí)現(xiàn)是遞歸的，并使用句柄作為 的值調(diào)用自身path.back()。讓我們通過添加 if 子句來擴(kuò)充處理這種情況的代碼。
否則 if ( kA3DTypeAsmProductOccurrence == type ) {
A3DAsmProductOccurrenceData 吊艙；
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DAsmProductOccurrenceData, pod);
if (A3D_SUCCESS != A3DAsmProductOccurrenceGet(ntt, &pod) ) {
返回；
}
child = EntityArray( pod.m_ppPOccurrences, pod.m_ppPOccurrences +
pod.m_uiPOOccurrencesSize );
A3DAsmProductOccurrenceGet( nullptr , &pod);
}
從這里去哪里？這將處理整個(gè)裝配層次結(jié)構(gòu)，直至節(jié)點(diǎn)包含零件。所以，除了上面實(shí)現(xiàn)中所示的處理children外，我們還必須檢查an是否A3DAsmProductOccurrence包含一個(gè)part。
確定零件是否存在有時(shí)就像檢查m_pPart產(chǎn)品出現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的字段一樣簡(jiǎn)單。但這并沒有捕捉到共享部件實(shí)例化的常見情況。零件實(shí)例化是通過使用m_pPrototype句柄來實(shí)現(xiàn)的，該句柄引用了裝配節(jié)點(diǎn)的共享定義。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)有一個(gè)空m_pPart句柄，你還必須遞歸檢查它的原型，如果它有一個(gè)。要實(shí)現(xiàn)此邏輯，請(qǐng)?jiān)谀涿臻g的頂部添加 getPart 函數(shù)。
A3DAsmPartDefinition *getPart( A3DAsmProductOccurrence *po ) {
if ( nullptr == po ) {
返回 空指針；
}
A3DAsmProductOccurrenceData 吊艙；
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DAsmProductOccurrenceData, pod);
if (A3D_SUCCESS != A3DAsmProductOccurrenceGet( po, &pod ) ) {
返回 空指針；
}
汽車零件 = pod.m_pPart ？pod.m_pPart : getPart( pod.m_pPrototype );
A3DAsmProductOccurrenceGet( nullptr , &pod);
返回部分；
}
現(xiàn)在，我們可以在剛剛添加的處理A3DAsmPartDefinition對(duì)象的子句中使用這個(gè)函數(shù)：
否則 if ( kA3DTypeAsmProductOccurrence == type ) {
A3DAsmProductOccurrenceData 吊艙；
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DAsmProductOccurrenceData, pod);
if (A3D_SUCCESS != A3DAsmProductOccurrenceGet(ntt, &pod) ) {
返回；
}
孩子 = EntityArray( pod.m_ppPOccurrences, pod.m_ppPOccurrences +
pod.m_uiPOOccurrencesSize );
如果（汽車零件= pod.m_pPart？pod.m_pPart：getPart（pod.m_pPrototype））{
children.insert(children.begin(), part);
}
A3DAsmProductOccurrenceGet( nullptr , &pod);
}
我們已經(jīng)完成了零件定義！所以讓我們?cè)谧泳渲刑砑硬糠侄x遍歷：
} else if ( kA3DTypeAsmPartDefinition == type ) {
A3DAsmPartDefinitionData pdd;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DAsmPartDefinitionData, pdd);
if (A3D_SUCCESS != A3DAsmPartDefinitionGet(ntt, &pdd) ) {
返回；
}
children = EntityArray（pdd.m_ppRepItems，pdd.m_ppRepItems +
pdd.m_uiRepItemsSize );
A3DAsmPartDefinitionGet( nullptr , &pdd);
將我們帶到表示項(xiàng)目上，我們應(yīng)該在其中調(diào)用回調(diào)函數(shù)，提供用于將我們帶到這里的路徑。但在我們這樣做之前，我們不能忘記作為集合的特定表示項(xiàng)類型。如果遇到這種對(duì)象類型，我們必須進(jìn)一步遍歷。
處理所有這些細(xì)節(jié)應(yīng)該看起來像這樣，作為條件的最后一個(gè) else 子句：
否則{
如果（kA3DTypeRiSet == 類型）{
A3DRiSetData risd;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DRiSetData, risd);
if (A3D_SUCCESS != A3DRiSetGet(ntt, &risd) ) {
返回；
}
children = EntityArray(risd.m_ppRepItems, risd.m_ppRepItems + risd.m_uiRepItemsSize);
A3DRiSetGet( nullptr , &risd);
}其他{
fcn(路徑);
}
}
如果您現(xiàn)在感覺有點(diǎn)頭暈，請(qǐng)不要擔(dān)心，這是完全正常的。我們一起成功地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)行為良好的函數(shù)，用于以對(duì)我們非常有用的方式遍歷 Exchange 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。通過使用函數(shù)對(duì)象，我們將遍歷與構(gòu)建場(chǎng)景圖的工作分開。在此過程中，您可能已經(jīng)對(duì) Exchange 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有所了解。
第 3 步：級(jí)聯(lián)屬性
讓我們繼續(xù)實(shí)現(xiàn)我們?cè)诓襟E 1 中創(chuàng)建場(chǎng)景時(shí)使用的每個(gè)函數(shù)。我們遇到的下一個(gè)存根函數(shù)是 lambda 內(nèi)部的CascadedAttributes結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)在文件CascadedAddtributes.h中實(shí)現(xiàn)。打開它看看。您將找到一個(gè)空的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，我們現(xiàn)在將實(shí)現(xiàn)它們。
構(gòu)造函數(shù)有一個(gè)參數(shù)，你現(xiàn)在應(yīng)該很熟悉了。它是一個(gè) EntityArray，表示從模型文件到我們感興趣的表示項(xiàng)的 Exchange 對(duì)象的路徑。我們的構(gòu)造函數(shù)的工作是計(jì)算A3DMiscCascadedAttributesData與該路徑對(duì)應(yīng)的對(duì)象。我們將按照此處的編程指南關(guān)于級(jí)聯(lián)屬性的部分提供的指導(dǎo)來執(zhí)行此操作。
實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)如下：
// 創(chuàng)建一個(gè)向量來保存級(jí)聯(lián)屬性句柄
QVector<A3DMiscCascadedAttributes*> cascaded_attribs;
// 創(chuàng)建“根”級(jí)聯(lián)屬性句柄
cascaded_attribs.push_back( nullptr );
A3DMiscCascadedAttributesCreate( &cascaded_attribs.back() );
// 對(duì)于路徑中的每個(gè)實(shí)體，
對(duì)于（自動(dòng)ntt：路徑）{
如果（A3DEntityIsBaseWithGraphicsType（ntt））{
// 獲取之前級(jí)聯(lián)屬性的句柄
自動(dòng)父親 = cascaded_attribs.back();
// 為這個(gè)實(shí)體創(chuàng)建一個(gè)新的級(jí)聯(lián)屬性句柄
cascaded_attribs.push_back( nullptr );
A3DMiscCascadedAttributesCreate( &cascaded_attribs.back() );
// 將此句柄壓入堆棧
A3DMiscCascadedAttributesPush( cascaded_attribs.back(), ntt, 父親);
}
}
// 計(jì)算級(jí)聯(lián)屬性數(shù)據(jù)
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DMiscCascadedAttributesData, d);
A3DMiscCascadedAttributesGet( cascaded_attribs.back(), &d );
對(duì)于（自動(dòng)屬性：cascaded_attribs）{
A3DMiscCascadedAttributesDelete(attrib);
}
代碼中的注釋應(yīng)該合理地解釋方法是什么。
一旦構(gòu)造了這個(gè)對(duì)象，我們就適當(dāng)?shù)靥畛淞藬?shù)據(jù)字段。剩下要做的就是釋放析構(gòu)函數(shù)中的對(duì)象。將這行代碼添加到析構(gòu)函數(shù)中：
A3DMiscCascadedAttributesGet( nullptr , &d);
僅此而已。
完成此步驟意味著您已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來管理任意 EntityArray 的級(jí)聯(lián)屬性。這與我們工作流程的其余部分很好地結(jié)合在一起，并直接利用了我們實(shí)現(xiàn)的方法來遍歷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
第 4 步：創(chuàng)建網(wǎng)格
在下一步中，我們將介紹從 HOOPS Exchange 讀取曲面細(xì)分所需的代碼，并創(chuàng)建Qt3D適合渲染的相應(yīng)對(duì)象。這項(xiàng)工作將在文件中完成Mesh.cpp?，F(xiàn)在在你的編輯器中打開它，你會(huì)發(fā)現(xiàn)熟悉的 stubbed out 實(shí)現(xiàn)。
要開始這項(xiàng)任務(wù)，我們應(yīng)該對(duì)傳入的句柄執(zhí)行一些健全性檢查。具體來說，我們要確保它是我們要為這個(gè)基本查看工作流處理的正確的具體對(duì)象類型。
A3DEEntityType tess_type = kA3DTypeUnknown;
if (A3D_SUCCESS != A3DEntityGetType( tess_base, &;tess_type ) ) {
返回 空指針；
}
// 確保我們只處理我們關(guān)心的類型
如果（苔絲類型！= kA3DTypeTess3D）{
返回 空指針；
}
傳遞給函數(shù)的句柄是一個(gè)名為的基類型A3DTessBase.對(duì)于這個(gè)基本的查看工作流，我們將只處理具體類型A3DTess3D.如果傳入一個(gè)空句柄，此代碼將正確處理它并退出。
基本鑲嵌類型包含我們需要的所有派生類型共有的信息，特別是坐標(biāo)數(shù)組。添加代碼以從 HOOPS Exchange 讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
// 從 tess 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中讀取坐標(biāo)數(shù)組
A3DTessBaseData 待定；
A3D_INITIALIZE_DATA（A3DTessBaseData，待定）；
if ( A3D_SUCCESS != A3DTessBaseGet( tess_base, &tbd ) ) {
返回 空指針；
}
A3DDouble const *coords = tbd.m_pdCoords;
A3DUns32 const n_coords = tbd.m_uiCoordSize;
坐標(biāo)數(shù)據(jù)以 C 樣式數(shù)組的形式提供 - 也就是說，它是一個(gè)指向指定長(zhǎng)度的雙精度數(shù)組的指針。大小總是能被 3 整除。
下一個(gè)任務(wù)是獲取與具體細(xì)分類型相關(guān)的數(shù)據(jù)。我們將從獲取法線向量的 C 樣式數(shù)組開始。
3DTess3D數(shù)據(jù) t3dd;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DTess3DData, t3dd);
if ( A3D_SUCCESS != A3DTess3DGet( tess_base, &t3dd ) ) {
A3DTessBaseGet( nullptr , &tbd);
返回 空指針；
}
A3DDouble const *normals = t3dd.m_pdNormals;
A3DUns32 const n_normals = t3dd.m_uiNormalSize;
還存儲(chǔ)在對(duì)象A3DTess3DData數(shù)組中A3DTessFaceData，每個(gè)拓?fù)涿嬖诰_幾何表示中一個(gè)?，F(xiàn)在我們有了坐標(biāo)和法線向量的數(shù)組，我們可以遍歷面部數(shù)據(jù)并解釋其中引用的鑲嵌。當(dāng)我們遍歷面時(shí)，我們將構(gòu)建一個(gè)包含位置和法線向量的單個(gè) Qt 緩沖區(qū)，以及一個(gè)簡(jiǎn)單的“扁平化”索引數(shù)組。
每個(gè)實(shí)例都A3DTessFaceData包含一個(gè)位標(biāo)志字段，用于描述三角形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。通過使用 HOOPS Exchange 生成曲面細(xì)分，我們可以合理地確保只有基本三角形存在，因此我們不必?fù)?dān)心在從輸入文件本身。我們通過生成曲面細(xì)分對(duì)性能造成了影響，但好處是用于讀取生成的數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化代碼塊。
這是從 HOOPS Exchange 讀取三角形數(shù)據(jù)的循環(huán)。它交錯(cuò)三角形頂點(diǎn)位置及其法線向量，這通常在可視化工作流程中使用的頂點(diǎn)緩沖區(qū)對(duì)象中完成。
QVector<quint32> q_indices;
QByteArray 緩沖區(qū)字節(jié)；
quint32 const stride = sizeof (float) * 6; // 3 表示頂點(diǎn) + 3 表示法線
對(duì)于（自動(dòng)tess_face_idx = 0u; tess_face_idx < t3dd.m_uiFaceTessSize; ++tess_face_idx ） { A3DTessFaceData const &d = t3dd.m_psFaceTessData[tess_face_idx];
自動(dòng)sz_tri_idx = 0u;
自動(dòng)ti_index = d.m_uiStartTriangulated;
if (kA3DTessFaceDataTriangle & d.m_usUsedEntitiesFlags) {
auto const num_tris = d.m_puiSizesTriangulated[sz_tri_idx++];
自動(dòng) 常量pt_count = num_tris * 3; // 每個(gè)三角形 3 分
auto const old_sz = bufferBytes.size();
bufferBytes.resize(bufferBytes.size() + stride * pt_count);
auto fptr = reinterpret_cast< float * > (bufferBytes.data() + old_sz);
對(duì)于（自動(dòng)三= 0u；三<num_tris；三++）{
對(duì)于（自動(dòng)垂直= 0u；垂直<3u；垂直++）{
自動(dòng) 常量&normal_index =
t3dd.m_puiTriangulatedIndexes[ti_index++];
自動(dòng) 常量&coord_index =
t3dd.m_puiTriangulatedIndexes[ti_index++];
*fptr++ = coords[coord_index];
*fptr++ = coords[coord_index+1];
*fptr++ = coords[coord_index+2];
*fptr++ = normals[normal_index];
*fptr++ = normals[normal_index+1];
*fptr++ = normals[normal_index+2];
q_indices.push_back(q_indices.size());
}
}
}
}
當(dāng)這個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)，我們留下一個(gè)原始緩沖區(qū)，其中包含身體中每個(gè)三角形的浮點(diǎn)頂點(diǎn)位置和法線向量。它們按順序存儲(chǔ)，不考慮共享索引值的可能性。這導(dǎo)致緩沖區(qū)可能比需要的更大，但簡(jiǎn)化了我們呈現(xiàn)的代碼。
我們從 Exchange 獲得了我們需要的所有數(shù)據(jù)，所以讓我們自己清理一下。
A3DTess3DGet( nullptr , &t3dd);
A3DTessBaseGet( nullptr , &tbd);
我們必須通過創(chuàng)建Qt3D渲染剛剛捕獲的數(shù)據(jù)所需的原語來完成該功能。正如本教程開頭所提到的，我們不會(huì)花太多時(shí)間來描述細(xì)節(jié)，Qt3D,而是根據(jù)需要呈現(xiàn)代碼：
auto buf = new Qt3DCore::QBuffer();
buf->setData(bufferBytes);
自動(dòng)幾何=新的QGeometry；
auto position_attribute = new QAttribute(buf,
QAttribute::defaultPositionAttributeName(), QAttribute::Float, 3, q_indices.size(), 0, stride);
幾何->addAttribute（位置屬性）；
auto normal_attribute = new QAttribute( buf,
QAttribute::defaultNormalAttributeName(), QAttribute::Float, 3, q_indices.size(), sizeof (float) * 3, stride );
幾何->addAttribute( normal_attribute );
QByteArray indexBytes;
QAttribute::VertexBaseType ty;
如果(q_indices.size() < 65536) {
// 我們可以使用 USHORT
ty = QAttribute::UnsignedShort;
indexBytes.resize(q_indices.size() * sizeof (quint16));
quint16 *usptr = reinterpret_cast< quint16* > (indexBytes.data());
for ( int i = 0; i < int(q_indices.size()); ++i)
*usptr++ = static_cast<quint16>(q_indices.at(i));
}其他{
// 使用 UINT - 不需要轉(zhuǎn)換，但讓我們確保 int 是 32 位的！
ty = QAttribute::UnsignedInt;
Q_ASSERT( sizeof ( int ) == sizeof (quint32));
indexBytes.resize(q_indices.size() * sizeof (quint32));
memcpy(indexBytes.data(), reinterpret_cast< const char * > (q_indices.data()), indexBytes.size());
}
自動(dòng)*indexBuffer = new Qt3DCore::QBuffer(); indexBuffer->setData(indexBytes);
QAttribute *indexAttribute = new QAttribute(indexBuffer, ty, 1, q_indices.size());
indexAttribute->setAttributeType(QAttribute::IndexAttribute);
幾何->addAttribute(indexAttribute);
自動(dòng)渲染器 =新Qt3DRender::QGeometryRenderer();
渲染器->setGeometry(幾何);
返回渲染器
完成此步驟后，您已達(dá)到一個(gè)重要里程碑?，F(xiàn)在，您可以加載單個(gè)零件并查看它。它將以默認(rèn)顏色（紅色）顯示，但應(yīng)該是可見的。程序集無法正確顯示，因?yàn)槲覀兩形刺幚磙D(zhuǎn)換，但加載示例文件 samples/data/prc/Flange287. prc，您應(yīng)該看到以下內(nèi)容：
接下來，我們將專注于使轉(zhuǎn)換正確，以便我們可以正確地可視化程序集。
第 5 步：創(chuàng)建轉(zhuǎn)換
現(xiàn)在我們?cè)谄聊簧嫌辛艘恍〇|西，讓我們添加在世界中正確定位對(duì)象所需的代碼。完成后，我們將能夠加載和查看程序集。
在程序集文件中，程序集樹的各個(gè)節(jié)點(diǎn)包含本地轉(zhuǎn)換。每個(gè)變換都相對(duì)于其父級(jí)應(yīng)用。這意味著，要計(jì)算每個(gè)零件的世界變換，我們必須在通向零件實(shí)例的路徑中累積每個(gè)裝配節(jié)點(diǎn)的變換。
根據(jù)這個(gè)描述，我們可以開始編寫 createTransform（在 Transform.cpp 中找到）的實(shí)現(xiàn)，如下所示：
QMatrix4x4 網(wǎng)絡(luò)矩陣；
對(duì)于（自動(dòng) 常量ntt：路徑）{
A3DMiscTransformation *xform = getTransform(ntt);
net_matrix *= toMatrix( xform );
}
自動(dòng)xform =新Qt3DCore::QTransform();
xform->setMatrix(net_matrix);
返回xform；
這個(gè)實(shí)現(xiàn)完全按照我們所描述的方便的事實(shí)來描述，路徑包括指向表示項(xiàng)的程序集層次結(jié)構(gòu)中每個(gè)對(duì)象的順序句柄列表。它使用了兩個(gè)我們?nèi)匀槐仨毝x的函數(shù)，getTransform我們toMatrix.將在上面的匿名命名空間中實(shí)現(xiàn)它們createTransform.
我們getTransform.將從它的用法開始，這個(gè)函數(shù)接受一個(gè)實(shí)體句柄并返回一個(gè)A3DMiscTransformation句柄。我們必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)來確定傳入的實(shí)體的類型，并從它返回轉(zhuǎn)換（如果存在）。
在從模型文件到表示項(xiàng)的路徑中，唯一可能包含轉(zhuǎn)換的對(duì)象類型是A3DAsmProductOccurrence和A3DRiRepresentationItem.我們的代碼必須處理這兩種情況。實(shí)現(xiàn)getTransform功能如下：
命名空間{
A3DMiscTransformation *getTransform( A3DEntity *ntt ) {
A3DMiscTransformation *result = nullptr ;
A3DEEntityType ntt_type = kA3DTypeUnknown;
A3DEntityGetType(ntt, &ntt_type );
; if ( kA3DTypeAsmProductOccurrence == ntt_type ) {
A3DAsmProductOccurrenceData d;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DAsmProductOccurrenceData, d);
; A3DAsmProductOccurrenceGet(ntt, &d);
結(jié)果 = d.m_pLocation ？d.m_pLocation：getTransform（d.m_pPrototype）；
A3DAsmProductOccurrenceGet( nullptr , &d);
} else if (ntt_type > kA3DTypeRi && ntt_type <= kA3DTypeRiCoordinateSystemItem) {
A3DRiRepresentationItemData d;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DRiRepresentationItemData, d);
A3DRiRepresentationItemGet(ntt, &d);
如果（自動(dòng)ti_cs = d.m_pCoordinateSystem）{
A3DRiCoordinateSystemData cs_d;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DRiCoordinateSystemData, cs_d);
A3DRiCoordinateSystemGet(d.m_pCoordinateSystem, &cs_d);
結(jié)果 = cs_d.m_pTransformation;
A3DRiCoordinateSystemGet( nullptr , &cs_d);
}
A3DRiRepresentationItemGet( nullptr , &d);
}
返回結(jié)果；
}
}
在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中有兩個(gè)值得注意的地方。也許你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了它們。
首先，在 if 子句中，kA3DTypeAsmProductOccurrence,您可能已經(jīng)注意到選項(xiàng)結(jié)果的三元運(yùn)算符。如果為空，getTransform則使用原型指針遞歸調(diào)用。m_pLocation這是因?yàn)檠b配節(jié)點(diǎn)在未被覆蓋時(shí)會(huì)從其原型“繼承”位置字段。
第二個(gè)注釋在 else if 條件本身中。因?yàn)锳3DEntityGetType返回提供的實(shí)體的具體類型，所以我們必須使用這里介紹的邏輯來查看實(shí)體是否是所有可能的表示項(xiàng)類型中的任何一種。不幸的是，它依賴于枚舉值。我愿意接受有關(guān)處理此問題的更好方法的建議（ExchangeToolkit.h有一個(gè)名為 的函數(shù)isRepresentationItem）。
有了A3DMiscTransformation句柄，我們現(xiàn)在準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn) toMatrix，它必須將句柄轉(zhuǎn)換為 aQMatrix4x4. A3DMiscTranformation是具有兩種可能的具體類型的基類句柄：A3DMiscCartesianTransformation我們A3DMiscGeneralTransformation.必須處理這兩種情況。為此，請(qǐng)使用以下代碼在匿名命名空間的頂部創(chuàng)建函數(shù)：
QMatrix4x4 toMatrix（A3DMiscTransformation *xfrm）{
如果（xfrm）{
A3DEEntityType xfrm_type = kA3DTypeUnknown;
A3DEntityGetType(xfrm, &xfrm_type);
開關(guān)（xfrm_type）{
案例kA3DTypeMiscCartesianTransformation：
返回getMatrixFromCartesian(xfrm);
休息;
案例kA3DTypeMiscGeneralTransformation：
返回getMatrixFromGeneralTransformation(xfrm);
休息;
默認(rèn)：
throw std::invalid_argument( "意外類型。" );
休息;
}
}
返回QMatrix4x4();
}
一般變換將其矩陣表示為代表 4x4 矩陣的 16 元素雙精度數(shù)組。QMatrix4x4將這些值復(fù)制到對(duì)象中很簡(jiǎn)單。在匿名命名空間的頂部創(chuàng)建以下函數(shù)來處理這種情況。
QMatrix4x4 getMatrixFromGeneralTransformation（A3DMiscGeneralTransformation *xform）{
A3DMiscGeneralTransformationData d;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DMiscGeneralTransformationData, d);
A3DMiscGeneralTransformationGet(xform, &d);
自動(dòng) 常數(shù)系數(shù) = d.m_adCoeff;
QMatrix4x4 結(jié)果；
for (自動(dòng)行 = 0u; 行 < 4u; ++row ) {
對(duì)于（自動(dòng)col = 0u；col < 4u；++col）{
結(jié)果(row,col) = static_cast< float > (coeff[row + col * 4]);
}
}
返回結(jié)果；
處理笛卡爾變換的情況要復(fù)雜一些。我們必須讀取基本數(shù)據(jù)并執(zhí)行一些元素代數(shù)來計(jì)算矩陣的值。將此代碼添加到匿名命名空間以提取笛卡爾變換數(shù)據(jù)。
QMatrix4x4 getMatrixFromCartesian（A3DMiscCartesianTransformation *xform）{
A3DMiscCartesianTransformationData d;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DMiscCartesianTransformationData, d);
A3DMiscCartesianTransformationGet(xform, &d);
auto const mirror = (d.m_ucBehaviour & kA3DTransformationMirror) ？-1。: 1.;
auto const s = toQVector3D(d.m_sScale);
; auto const o = toQVector3D(d.m_sOrigin);
auto const x = toQVector3D(d.m_sXVector);
auto ; const y = toQVector3D(d.m_sYVector);
; auto const z = QVector3D::crossProduct( x, y ) * mirror;
A3DMiscCartesianTransformationGet( nullptr , &d);
返回QMatrix4x4(
xx() * sx(), yx() * sy(), zx() * sz(), ox(),
xy() * xx(), yy() * sy(), zy() * sz(), oy(),
; xz() * sx(), yz() * sy(), zz() * sz(), oz(),
0.f, 0.f, 0.f, 1.f
);
}
此代碼使用從對(duì)象toQVector3D創(chuàng)建 a的函數(shù)。它在Transform.h中實(shí)現(xiàn)。QVector3DA3DVector3DData
添加此功能后，您將擁有一個(gè)完整的實(shí)現(xiàn)以供測(cè)試。運(yùn)行您的應(yīng)用程序并加載一個(gè)程序集文件，例如data/prc/_micro engine.prc。
第 6 步：創(chuàng)建材料
本教程的最后一步是創(chuàng)建代表我們從 Exchange 讀取的樣式數(shù)據(jù)的 Qt3D 材質(zhì)。要確定零件的外觀，我們必須依賴從第 3 步的級(jí)聯(lián)屬性助手中檢索到的數(shù)據(jù)?；叵胍幌拢梢娦允怯赏ㄟ^裝配的特定路徑?jīng)Q定的。應(yīng)以相同的方式計(jì)算應(yīng)繪制的部分樣式。在createScene,我們調(diào)用函數(shù)的主體中，createMaterial并從我們的級(jí)聯(lián)屬性助手中傳遞樣式數(shù)據(jù)。
打開文件材料。cpp 這樣我們就可以開始實(shí)現(xiàn)該功能了。您將看到創(chuàng)建了默認(rèn)材質(zhì)，這就是所有部件都顯示為紅色的原因。傳入此函數(shù)的樣式數(shù)據(jù)對(duì)象可以通過 3 種不同的方式指定材質(zhì)信息。最簡(jiǎn)單的情況是單色。讓我們從處理那個(gè)案例開始。
更新函數(shù)如下：
Qt3DCore::QComponent *createMaterial( A3DGraphStyleData const &style_data ) {
自動(dòng)材質(zhì) =新Qt3DExtras::QDiffuseSpecularMaterial();
材料->setDiffuse（QColor（“紅色”））；
如果（！style_data.m_bMaterial）{
auto const a = style_data.m_bIsTransparencyDefined ？style_data.m_ucTransparency：255u；
材料->setDiffuse(getColor(style_data.m_uiRgbColorIndex, a));
}
退回材料；
}
在這里，我們使用了一個(gè)我們?nèi)匀槐仨殞?shí)現(xiàn)的getColor.函數(shù)，這個(gè)函數(shù)接受一個(gè) RGB 顏色索引（和 alpha）并在上面的匿名命名空間中返回一個(gè)QColor.實(shí)現(xiàn)getColorcreateMaterial.
命名空間{
QColor getColor(A3DUns32 const &color_idx, int const &a) {
如果（A3D_DEFAULT_COLOR_INDEX == color_idx）{
返回QColor( 255, 0, 0 );
}
A3DGraphRgbColorData rgb_color_data;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DGraphRgbColorData, rgb_color_data);
A3DGlobalGetGraphRgbColorData(color_idx, &rgb_color_data);
自動(dòng) 常量&r = rgb_color_data.m_dRed;
自動(dòng) 常數(shù)&g = rgb_color_data.m_dGreen;
自動(dòng) 常量&b = rgb_color_data.m_dBlue;
返回QColor( static_cast<int>(r * 255), static_cast<int>(g * 255), static_cast<int>(b * 255), a);
}
}
顏色數(shù)據(jù)通過整數(shù)索引存儲(chǔ)在 中。這個(gè)實(shí)現(xiàn)首先檢查索引是否等于A3D_DEFAULT_COLOR_INDEX，表示沒有分配顏色。在這種情況下，我們返回紅色，你會(huì)認(rèn)為這是我最喜歡的顏色，但你錯(cuò)了。從 Exchange 的雙精度定義創(chuàng)建QColor對(duì)象是一件簡(jiǎn)單的事情，自然而然。
通過此實(shí)現(xiàn)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)許多部件現(xiàn)在將加載并以正確的顏色顯示。
讓我們添加一個(gè)額外的案例來處理樣式數(shù)據(jù)可以采用的兩種或三種形式。使用以下 else 塊更新 createMaterial 中的 if 子句。
否則{
A3DBool is_textuture = false ;
A3DGlobalIsMaterialTexture(style_data.m_uiRgbColorIndex, &is_texuture);
如果（！is_textuture）{
A3DGraphMaterialData material_data;
A3D_INITIALIZE_DATA(A3DGraphMaterialData, material_data);
A3DGlobalGetGraphMaterialData(style_data.m_uiRgbColorIndex, &material_data);
auto constambient_color = getColor(material_data.m_uiAmbient, static_cast<int>(255 * material_data.m_dAmbientAlpha));
auto constdiffuse_color = getColor(material_data.m_uiDiffuse, static_cast<int>(255 * material_data.m_dDiffuseAlpha));
; if (ambient_color.alpha() == 255 &&diffuse_color.alpha() == 0) {
材料->setDiffuse(ambient_color);
}否則 if (ambient_color.alpha() == 0 &&diffuse_color.alpha() == 255) {
; 材料->setDiffuse(diffuse_color);
}
材質(zhì)->setSpecular(getColor(material_data.m_uiSpecular,material_data.m_dSpecularAlpha));
}
}
這可以處理稍微復(fù)雜的材質(zhì)定義。處理紋理超出了本基本查看教程的范圍。我們已經(jīng)處理了兩種最常見的樣式定義情況，并且我們正在返回一個(gè)合理的 Qt3D 材料。
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