Polygonnetz zu Teil

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Konvertieren von Bauteilobjekten in Netze

Die Konvertierung von übergeordneten Objekten wie Teilformen in einfachere Objekte wie Netze ist eine ziemlich einfache Operation, bei der alle Flächen eines Teilobjekts trianguliert werden. Das Ergebnis dieser Triangulation (Tesselierung) wird dann zum Aufbau eines Netzes verwendet: (nehmen wir an, unser Dokument enthält ein Teilobjekt)

#let's assume our document contains one part object
import Mesh
faces = []
shape = FreeCAD.ActiveDocument.ActiveObject.Shape
triangles = shape.tessellate(1) # the number represents the precision of the tessellation)
for tri in triangles[1]:
    face = []
    for i in range(3):
        vindex = tri[i]
        face.append(triangles[0][vindex])
    faces.append(face)
m = Mesh.Mesh(faces)
Mesh.show(m)

Manchmal ist die Triangulation bestimmter Flächen, die OpenCascade anbietet, ziemlich hässlich. Wenn die Fläche einen rechteckigen Parameterraum hat und keine Löcher oder andere Beschnittkurven enthält, kannst Du auch selbst ein Netz erstellen:

import Mesh
def makeMeshFromFace(u,v,face):
	(a,b,c,d)=face.ParameterRange
	pts=[]
	for j in range(v):
		for i in range(u):
			s=1.0/(u-1)*(i*b+(u-1-i)*a)
			t=1.0/(v-1)*(j*d+(v-1-j)*c)
			pts.append(face.valueAt(s,t))

	mesh=Mesh.Mesh()
	for j in range(v-1):
		for i in range(u-1):
			mesh.addFacet(pts[u*j+i],pts[u*j+i+1],pts[u*(j+1)+i])
			mesh.addFacet(pts[u*(j+1)+i],pts[u*j+i+1],pts[u*(j+1)+i+1])

	return mesh

Konvertieren von Netzen in Bauteilobjekte

Die Umwandlung von Netzen in Bauteilobjekte ist ein äußerst wichtiger Vorgang in der CAD Arbeit, da man sehr oft 3D Daten im Mesh Format von anderen Personen erhält oder diese aus anderen Anwendungen ausgegeben werden. Netze sind sehr praktisch, um Freiformgeometrien und große visuelle Szenen darzustellen, da sie sehr leicht sind, aber für CAD bevorzugen wir im Allgemeinen übergeordnete Objekte, die viel mehr Informationen enthalten, wie z.B. die Idee des Solid oder Flächen aus Kurven statt Dreiecken.

Converting meshes to those higher-level objects (handled by the Part Module in FreeCAD) is not an easy operation. Meshes can be made of thousands of triangles (for example when generated by a 3D scanner), and having solids made of the same number of faces would be extremely heavy to manipulate. So you generally want to optimize the object when converting.

FreeCAD currently offers two methods to convert Meshes to Part objects. The first method is a simple, direct conversion, without any optimization:

import Mesh,Part
mesh = Mesh.createTorus()
shape = Part.Shape()
shape.makeShapeFromMesh(mesh.Topology,0.05) # the second arg is the tolerance for sewing
solid = Part.makeSolid(shape)
Part.show(solid)

The second method offers the possibility to consider mesh facets coplanar when the angle between them is under a certain value. This allows to build much simpler shapes: (let's assume our document contains one Mesh object)

# let's assume our document contains one Mesh object
import Mesh,Part,MeshPart
faces = []
mesh = App.ActiveDocument.ActiveObject.Mesh
segments = mesh.getPlanes(0.00001) # use rather strict tolerance here
 
for i in segments:
  if len(i) > 0:
     # a segment can have inner holes
     wires = MeshPart.wireFromSegment(mesh, i)
     # we assume that the exterior boundary is that one with the biggest bounding box
     if len(wires) > 0:
        ext=None
        max_length=0
        for i in wires:
           if i.BoundBox.DiagonalLength > max_length:
              max_length = i.BoundBox.DiagonalLength
              ext = i

        wires.remove(ext)
        # all interior wires mark a hole and must reverse their orientation, otherwise Part.Face fails
        for i in wires:
           i.reverse()

        # make sure that the exterior wires comes as first in the list
        wires.insert(0, ext)
        faces.append(Part.Face(wires))

shell=Part.Compound(faces)
Part.show(shell)
#solid = Part.Solid(Part.Shell(faces))
#Part.show(solid)
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