CAD-Tool笔记1 正交投影重建 c++ 顶点处理

https://github.com/manishtanwar/CAD-Tool

manishtanwar/CAD-Tool | DeepWik

https://github.com/manishtanwar/CAD-Tool/blob/master/doc/Mathematical_Model.pdf

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0010448594900205?via%3Dihub

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左乘行变换

第3视角

define

核心转换函数

CAD-Tool使用two_d_to_three_d函数来执行从2D到3D的转换： 2d__to__3d_8h.html:112-113

该函数接受两个参数：

file: 包含2D正交视图数据的输入文件路径
outFile: 生成3D模型的输出文件路径（.obj格式）

输入数据格式

系统需要特定格式的文本文件，包含三个正交视图（顶视图、前视图、侧视图）的数据： README.md:73-87

每个顶点需要提供在三个视图中的2D坐标：

顶视图投影坐标 (t.x, t.y)
前视图投影坐标 (f.x, f.y)
侧视图投影坐标 (s.x, s.y)

转换过程

转换过程包含以下步骤：

数据解析: 从输入文件读取顶点和边的信息
坐标变换: 应用坐标系转换 v.x = -b, v.y = a
对象构建: 创建object_2d对象存储三个视图的数据
3D重建: 通过Object_3d构造函数执行几何重建算法
输出生成: 将结果写入OBJ格式文件

输出格式

系统生成标准的Wavefront OBJ格式文件： README.md:111-120

输出包含：

顶点坐标 (v x y z)
面定义 (f v1 v2 v3...)

文件格式结构

这个格式包含三个主要部分：

1. 顶点定义部分

开头的数字20表示总共有20个顶点，然后每3行定义一个顶点的x、y、z坐标：

5 0  <- x坐标  
5 0  <- y坐标    
0 0  <- z坐标

input:1-5

2. 边连接定义部分

接下来的数字13、14、18分别表示三个不同视图或投影中的边数量，每行用四个数字定义一条边，格式为：

起点x 起点y 终点x 终点y

例如：0 6 5 6表示从点(0,6)到点(5,6)的一条边。 input:83-96

3. 多个投影视图

这个格式支持多个投影视图的定义，每个视图都有自己的边集合，用于从不同角度描述同一个3D对象。 input:98-112

用途

这种格式被CAD工具用于：

2D到3D的转换处理
几何体的多视图表示
边界表示(B-rep)建模

Notes

这个输入格式在CAD-Tool项目的测试文件中广泛使用，类似的格式也出现在其他测试文件中，如input1、input2_Tetrahedron_Pyramid等，都遵循相同的结构模式：顶点数量→顶点坐标→边数量→边连接关系。

是的，这确实是一个顶点的3D坐标。

在CAD-Tool的2D到3D转换输入格式中，每个顶点用连续的三行来定义其在三个不同视图中的投影坐标：

5 0  <- 顶视图投影 (top view projection)  
5 0  <- 前视图投影 (front view projection)    
0 0  <- 侧视图投影 (side view projection)

input:3-5

根据README文档的说明，这种格式的结构是： README.md:76-87

所以5 0, 5 0, 0 0这三行表示第一个顶点V(0)在三个正交视图中的投影坐标：

在顶视图中的坐标是(5, 0)
在前视图中的坐标是(5, 0)
在侧视图中的坐标是(0, 0)

通过这三个投影坐标，CAD工具可以重建出该顶点在3D空间中的实际位置。

你问的0 6 5 6是CAD-Tool输入文件中边的定义格式。

边的定义格式

在2D到3D转换的输入文件中，13表示顶视图中有13条边，接下来的每一行定义一条边：

0 6 5 6

这表示从坐标点(0,6)到坐标点(5,6)的一条边。格式是：

第1个数字：起点的x坐标 (0)
第2个数字：起点的y坐标 (6)
第3个数字：终点的x坐标 (5)
第4个数字：终点的y坐标 (6) input:83-84

在文件格式中的位置

根据README文档的说明，这种边定义出现在2D到3D输入格式的边连接部分： README.md:89-94

所以0 6 5 6就是顶视图中第一条边，连接(0,6)和(5,6)两个点。

Notes

这个边定义格式在CAD-Tool的所有2D到3D测试输入文件中都是一致的，用于描述各个视图中线段的连接关系，帮助系统重建3D几何体的拓扑结构。

inFile>>a>>b

Object_3d::Object_3d(object_2d o)
{add_vertices(o.T_vertices, o.F_vertices, o.S_vertices);decision_tree(o);RER();std::vector< Full_plane > f_list;f_list = planar_graph_generator(v3d_list, e3d_list);std::vector< face_loop > face_loop_list;for(auto z : f_list){std::vector< face_loop > qface_loop_list;qface_loop_list = generate_face_loops(z.p, z.vertices_on_it, z.edges_on_it, v3d_list);for(auto zz : qface_loop_list){face_loop_list.pb(zz);}}std::vector< body_loop > body_loop_list = generate_body_loop(face_loop_list, v3d_list);for(int i=0;i<(int)body_loop_list[0].face_loop_list.size();i++){//side_of_face_loopfor(auto zz : body_loop_list[0].face_loop_list[i].basic_loop_list){std::vector<int> add_loop; add_loop.pb(zz.edge_list[0].f);for(auto z1 : zz.edge_list){add_loop.pb(z1.s);}if(zz.inner)std::reverse(add_loop.begin(), add_loop.end());if(body_loop_list[0].side_of_face_loop[i])std::reverse(add_loop.begin(), add_loop.end());surface_list.pb(add_loop);}}
}

不是三角面

v 5 0 0
v 5 3 0
v 2 3 0
v 2 5 0
v 5 5 0
v 5 6 0
v 0 6 0
v 0 0 0
v 5 2 2
v 5 3 2
v 2 3 2
v 2 5 2
v 5 5 2
v 5 6 2
v 0 6 2
v 0 2 2
v 0 2 5
v 5 2 5
v 5 0 5
v 0 0 5
f 6 7 8 1 2 3 4 5 6 
f 6 5 4 3 2 1 8 7 6 
f 2 3 11 10 2 
f 2 10 11 3 2 
f 3 4 12 11 3 
f 3 11 12 4 3 
f 4 5 13 12 4 
f 4 12 13 5 4 
f 6 7 15 14 6 
f 6 14 15 7 6 
f 14 15 16 9 10 11 12 13 14 
f 14 13 12 11 10 9 16 15 14 
f 16 9 18 17 16 
f 16 17 18 9 16 
f 5 6 14 13 5 
f 9 10 2 1 19 18 9 
f 5 13 14 6 5 
f 9 18 19 1 2 10 9 
f 17 18 19 20 17 
f 17 20 19 18 17 
f 15 16 17 20 8 7 15 
f 15 7 8 20 17 16 15 
f 1 8 20 19 1 
f 1 19 20 8 1

freecad会先处理成mesh

obj导出

# FreeCAD v1.0 build0 Arch module
# https://www.freecad.org
mtllib 1-_________001.mtl
o _________001
usemtl color_cccce6
v 5.0 0.0 3.0
v 0.0 0.0 0.0
v 5.0 0.0 0.0
v 2.0 0.0 3.0
v 0.0 0.0 6.0
v 5.0 0.0 5.0
v 5.0 0.0 6.0
v 2.0 0.0 5.0
v 0.0 -5.0 0.0
v 5.0 -5.0 0.0
v 5.0 -2.0 3.0
v 2.0 -2.0 3.0
v 2.0 -2.0 5.0
v 5.0 -2.0 5.0
v 0.0 -2.0 6.0
v 5.0 -2.0 6.0
v 0.0 -2.0 2.0
v 5.0 -2.0 2.0
v 0.0 -5.0 2.0
v 5.0 -5.0 2.0
f 1 2 3
f 4 2 1
f 5 6 7
f 8 2 4
f 5 8 6
f 5 2 8
f 9 3 10
f 2 3 9
f 11 4 12
f 1 4 11
f 13 4 12
f 8 4 13
f 13 6 14
f 8 6 13
f 15 7 16
f 5 7 15
f 11 17 18
f 12 17 11
f 15 14 16
f 13 17 12
f 15 13 14
f 15 17 13
f 19 18 20
f 17 18 19
f 14 7 16
f 6 7 14
f 3 20 10
f 11 3 1
f 3 18 20
f 18 3 11
f 9 20 10
f 19 20 9
f 15 2 5
f 9 17 19
f 17 2 15
f 2 17 9

转solid可以编辑

它的3d数据是点边的，不是obj的点面

~~不想写了~~