BRep Shapes Based on Tessellated Geometry
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Key Words. BRep Shape, Tessellated Geometry, Mesh, STL
1. Introduction
OCCT的TopoDS允许定义只包含显示数据的BRep体，如只包含边的显示数据：多段线；面的显示数据：网格，而不包含几何曲线和曲面。只包含显示数据的BRep体有时候很有用，如只需要显示一下而不对其做任何修改。但是OCC7.3.0版本之前是不支持这些显示数据的。这里说的不支持的意思是不支持显示数据的功能，如不能显示只包含显示数据的BRep体等等。
OCC7.3.0版本之后陆续想添加对只包含显示数据的BRep的支持，包括如下功能：
l 计算包围盒；
l 计算网格面积；
l 计算两个BRep之间的距离；
l 计算HLR（隐藏线消除）；
相关的内容在其官网上，网址： https://tracker.dev.opencascade.org/view.php?id=28125
2. Display Mesh
OCC中支持的网格文件只有STL文件，在Draw Test Harness中提供了读取STL文件的命令readstl，命令参数如下图所示：
Figure 1. Draw readstl command
第一个参数shape是读取STL生成的BRep名称；
第二个参数file是STL文件名；
第三个参数triangulation是可选参数，如果输入triangulation，则采用新的方式即直接生成网格；否则采用原来的方式，即将网格的每个三角形生成一个TopoDS_Face；
下面将这些命令写在一个Tcl脚本文件中，把OCC数据data文件夹中的STL文件进行显示，
pload ALL
readstl s [pwd]/data/stl/bearing.stl triangulation
vdisplay s
下面对上述脚本进行解释。
第一行pload ALL是加载OCC所有的脚本命令；
第二行使用readstl命令，且设置成triangulation读取模式；
第三行是在三维视图窗口中显示读取的STL模型；
直接在Draw Test Harness中输入上述命令也可以，反正只有几行。或者把这几行命令保存成一个文件，再使用source命令来加载也可以。下面是在3D Viewer中显示读取的STL模型：
Figure 2. Shaded STL model in 3D Viewer
使用快捷键S/W来切换显示模式，S表示Shaded，是着色渲染模式；W表示Wireframe，是线框显示模式。下图为切换到线框显示模式的效果：
Figure 3. Wireframe STL model in 3D Viewer
从上图可知，采用直接显示网格的方式显示的STL模型在线框模式的时候，效果不是很理想。一般的三维软件对于这种网格的线框模式就是直接显示每个三角形。如下图所示：
Figure 4. Wireframe of the STL model
所以，如果有需要在OCC中显示STL模型的线框，则需要自己再作处理，可以选择一些边加到BRep体中，不一定像上图所示那样显示每一个网格三角形。
3. Source Code
根据原来介绍的通过Draw的命令查找其源实现的方法，找到readstl命令的源码在文件XSDRAWSTLVRML.cxx中，源码如下所示：
//=============================================================================
//function : readstl
//purpose : Reads stl file
//=============================================================================
static Standard_Integer readstl(Draw_Interpretor& theDI,
Standard_Integer theArgc,
const char** theArgv)
{
if (theArgc < 3)
{
theDI << "wrong number of parameters" << "\n";
return 1;
}
else
{
if (theArgc == 4 &&
strcmp("triangulation", theArgv[3]) == 0)
{
// Read STL file to the triangulation.
Handle(Draw_ProgressIndicator) aProgress = new Draw_ProgressIndicator (theDI, 1);
Handle(Poly_Triangulation) aTriangulation = RWStl::ReadFile (theArgv[2], aProgress);
TopoDS_Face aFace;
BRep_Builder aB;
aB.MakeFace(aFace);
aB.UpdateFace(aFace, aTriangulation);
DBRep::Set(theArgv[1], aFace);
}
else
{
TopoDS_Shape aShape;
Standard_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
StlAPI::Read(aShape, theArgv[2]);
Standard_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
DBRep::Set(theArgv[1], aShape);
}
}
return 0;
}
当使用选项triangulation时，采用新的读取STL函数得到网格数据，再用BRep体的底层函数生成一个TopoDS_Face，直接将网格数据aTriangulation设置在Face中。
当不使用选项triangulation时，还是采用老的方式来读取STL模型。老的方式读取速度慢，且将网格中每个三角形生成一个TopoDS_Face，占用大量内存，是效率不高的方式，所以标记为作废状态。开发者应尽量采用新的方式。
4. Conclusion
从OCC7.3版本开始支持只包含显示数据的BRep体，这样只包含显示数据的BRep体可以直接显示，与原来的将网格数据中的每个三角形都生成TopoDS_Face的方式相比，将会大大提高显示效率。
因为网格数据中没有包含线框的信息，所以直接显示的网格模型切换到线框模式的效果不好，有时甚至不显示线框。
Figure 5 Propeller STL model
上图所示的STL螺旋桨模型切换到线线框模式后，就没有了。这时OCC的选择功能也不能使用，即选不中这个模型了。
如果要显示网格模型的线框，需要自己根据实际情况添加一些Edge以达到理想效果。
5. References
1. https://tracker.dev.opencascade.org/view.php?id=28125
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