OCCT 入门（3）核心模块与架构
文章目录
- 一、核心模块与架构
- 1、架构概述
- 2、核心模块
- 3、数据流转
- 3.1、几何创建（Geometric Primitives）
- 3.2、拓扑构建（Topology Construction）
- 3.3、模型处理（Modeling Algorithms）
- 3.4、可视化（Visualization Pipeline）
- 3.5、数据导出（Data Exchange）
- 3.6、关键特点
一、核心模块与架构
1、架构概述
OpenCASCADE Technology (OCCT) 采用模块化分层架构，核心模块分为基础层、建模层和可视化层，各层协同工作以提供完整的几何建模能力。其架构的核心组成：
2、核心模块
OCCT的核心模块功能：
- 基础模块（Foundation Classes）
- TKernel：核心基础类（字符串、容器、异常处理）
- TKMath：数学计算工具（矩阵运算、几何变换）
- TKG2d/TKG3d：2D/3D几何基础（点、曲线、曲面）
- 建模模块（Modeling Data & Algorithms）
- TopoDS：边界表示（BRep）拓扑数据结构
- Geom/Geom2d：参数化几何对象（NURBS曲线/曲面）
- BRepAlgoAPI：高级建模算法（布尔运算、倒角等）
- 可视化模块（Visualization）
- AIS（交互服务）：对象显示、选择、高亮
- V3d：3D视图系统（基于OpenGL）
- OpenGl：底层图形渲染接口
- 数据交换模块（Data Exchange）
- STEP/IGES：工业标准格式支持
- STL：3D打印网格输出
- 高级功能模块
- TKMesh：网格生成与处理
- TKHLR：隐藏线消除
- TKFillet：倒圆角功能
3、数据流转
OpenCASCADE（OCCT）的数据流转遵循 几何建模 → 拓扑处理 → 可视化 → 交互/导出 的典型流程，核心过程如下：
3.1、几何创建（Geometric Primitives）
- 输入：参数化定义（如半径、高度等）
- 模块：
Geom/Geom2d - 关键操作：
gp_Pnt P1(0,0,0); // 创建点 Handle(Geom_Line) line = new Geom_Line(P1, gp_Dir(1,0,0)); // 创建直线 - 输出：参数化几何对象（曲线、曲面）
3.2、拓扑构建（Topology Construction）
- 输入：几何对象 + 连接关系
- 模块：
TopoDS/BRepBuilderAPI - 关键操作：
TopoDS_Edge edge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(line); // 几何→拓扑 TopoDS_Wire wire = BRepBuilderAPI_MakeWire(edge); // 组合拓扑元素 - 输出：BRep模型（边界表示）
3.3、模型处理（Modeling Algorithms）
- 输入：BRep模型
- 模块：
BRepAlgoAPI - 关键操作：
TopoDS_Shape box = BRepPrimAPI_MakeBox(10,10,10); TopoDS_Shape cutResult = BRepAlgoAPI_Cut(box, sphere); // 布尔运算 - 输出：加工后的拓扑模型
3.4、可视化（Visualization Pipeline）
- 输入：BRep模型
- 模块：
AIS/V3d - 关键操作：
Handle(AIS_Shape) aisShape = new AIS_Shape(cutResult); viewer->Display(aisShape, Standard_True); // 提交到渲染管线 - 输出：3D可交互对象
3.5、数据导出（Data Exchange）
- 输入：BRep模型
- 模块：
STEPControl/STL - 关键操作：
STEPControl_Writer writer; writer.Transfer(cutResult, STEPControl_AsIs); writer.Write("output.stp"); // 导出STEP文件 - 输出：标准化工业文件（STEP/IGES/STL等）
3.6、关键特点
- 精确BREP传递：几何信息在流程中始终保持数学精确性
- 非破坏性操作：算法生成新Shape，原数据可复用
- 统一数据接口：所有阶段通过
TopoDS_Shape对象传递
此流程是OCCT工业级可靠性的核心，既支持交互式CAD操作，也适合批处理几何计算。