Грань (обрезанная поверхность)

Из поверхности можно вырезать ограниченный участок — грань (обрезанную поверхность) — и добавить его в геометрическое дерево как самостоятельный объект, либо как часть оболочки. Грань состоит из базовой поверхности и одного или нескольких контуров (петель), которые ограничивают вырезаемую область. Тем самым грань связывает два вида геометрии: несущую поверхность (её строят методами главы Поверхности) и кривые рёбер контура вместе с их вершинами (глава Кривые и точки).

Как это устроено.

  1. Базовая поверхность. Грань строится поверх ранее сохранённой поверхности (любой из Поверхности). Она открывается вызовом StartFace(ID, SurfaceID, NormalOrientation), где SurfaceID — идентификатор этой поверхности, а NormalOrientation задаёт, совпадает ли нормаль грани с нормалью поверхности.
  2. Контур (петля). Это замкнутая последовательность рёбер, идущая по границе вырезаемой области; открывается StartFaceLoop и закрывается CloseFaceLoop. Контуров может быть несколько: первый, как правило, — внешняя граница, остальные — отверстия внутри грани.
  3. Направление обхода петли. Оставляемая область (тело грани) должна находиться слева от направления обхода (если смотреть навстречу нормали грани). Поэтому внешний контур обходится против часовой стрелки, а контуры-отверстия — по часовой. Направление задаётся как порядком добавления рёбер, так и флагом Orientation у каждого ребра (совпадает ли направление обхода с направлением опорной кривой).
  4. Ребро = обрезанная кривая между двумя вершинами. Концы ребра — вершины — создаются как 3D-точки вызовом CreatePoint(ID, P) (на них AddFaceEdge3d ссылается по идентификатору). Геометрия самого ребра — обрезанная кривая: берётся опорная 3D-кривая (отрезок, дуга, NURBS, кривая пересечения и т.п., уже сохранённая в SGF) и усекается между концевыми точками ребра вызовом CreateTrimmedCurve2(ID, SourceCurveID, p1, p2) (для прямого ребра можно сразу CreateLineSeg). Если ребро направлено против опорной кривой, кривую предварительно разворачивают CreateInversedCurve либо передают Orientation = false. Готовое ребро добавляется в текущую петлю: AddFaceEdge3d — для пространственной кривой, AddFaceEdge2d — для кривой, заданной в параметрах UV поверхности (см. CreateCurveOnSurface).
  5. Завершение и добавление в дерево. Грань закрывается CloseFace (возвращает признак успешного «замыкания»). Чтобы обрезанная поверхность появилась в геометрическом дереве как самостоятельный объект, её регистрируют вызовом AddEntity(ID, EntityName) — где ID совпадает с идентификатором грани из StartFace.

Обрезанная поверхность (грань): контур из рёбер вырезает участок базовой поверхности

StartFace(ID, SurfaceID: string; NormalOrientation: boolean) — начать грань на основе ранее сохранённой поверхности.

  • ID — идентификатор создаваемой грани;
  • SurfaceID — идентификатор опорной (базовой) поверхности;
  • NormalOrientation — совпадает ли нормаль грани с нормалью базовой поверхности (true — совпадает, false — противоположна).

StartFaceLoop() — начать контур (петлю) грани.

AddFaceEdge2d(CurveID: string; Orientation: boolean; svID, tvID: string) — добавить ребро в текущий контур по кривой, заданной в параметрах UV поверхности (см. Кривая на поверхности).

  • CurveID — идентификатор опорной кривой ребра;
  • Orientation — совпадает ли направление обхода контура с направлением кривой (false — кривая проходится в обратную сторону);
  • svID — идентификатор начальной вершины ребра;
  • tvID — идентификатор конечной вершины ребра.

AddFaceEdge3d(CurveID: string; Orientation: boolean; svID, tvID: string) — то же, что AddFaceEdge2d, но ребро задано пространственной (3D) кривой; svID и tvID ссылаются на вершины — 3D-точки, созданные вызовом CreatePoint.

  • CurveID — идентификатор опорной 3D-кривой ребра;
  • Orientation — совпадает ли направление обхода контура с направлением кривой;
  • svID — идентификатор начальной вершины ребра;
  • tvID — идентификатор конечной вершины ребра.

CloseFaceLoop() — завершить текущий контур.

CloseFace() — завершить грань (возвращает признак успешного замыкания).

Цвет грани. Цвет грани задаётся так же, как для прочих объектов — вызовом SetCurrentColor перед StartFace; о действии текущего цвета (состояние, наследование, формат значения) см. Кривые и точки.

Пример: импорт грани CAD-модели в SGF. Метод SaveTrimmedFace получает грань CADFace, сохраняет её несущую поверхность, а затем открывает грань поверх неё и обходит её контуры.

bool SaveTrimmedFace(CADFace face)
{
    if (!SaveSurface(face.Surface))
        return false;

    // цвет грани задаётся перед StartFace — по аналогии с кривыми (см. «Кривые и точки»)
    sgr.SetCurrentColor(face.Color);

    sgr.StartFace(face.Id, face.Surface.Id, face.SameSense);
    try
    {
        for (int i = 0; i < face.Loops.Length; i++)
        {
            CADLoop loop = face.Loops[i];
            sgr.StartFaceLoop();
            try
            {
                // порядок рёбер задаёт направление обхода:
                // внешний контур — против часовой, отверстия — по часовой
                for (int j = 0; j < loop.Edges.Length; j++)
                {
                    // составной идентификатор ребра: грань.луп.ребро
                    string edgeId = $"{face.Id}.{i}.{j}";
                    SaveFaceEdge(edgeId, loop.Edges[j]);
                }
            }
            finally
            {
                sgr.CloseFaceLoop();
            }
        }
    }
    finally
    {
        sgr.CloseFace();
    }
    return true;
}

// Сохранение одного ребра контура
bool SaveFaceEdge(string edgeId, CADEdge edge)
{
    if (!SaveCurve(edge.Curve))
        return false;

    // геометрия ребра — опорная кривая, обрезанная между вершинами (координаты приводим к TST3DPoint)
    sgr.CreateTrimmedCurve2(edgeId, edge.Curve.Id,
                            ToPoint(edge.Start.Point), ToPoint(edge.End.Point));

    // ребро в петлю (3D); SameSense — совпадает ли обход с направлением кривой
    return sgr.AddFaceEdge3d(edgeId, edge.SameSense, edge.Start.Id, edge.End.Id);
}

Вспомогательные методы SaveSurface(CADSurface) и SaveCurve(CADCurve) выбирают вызов по типу геометрии (плоскость, цилиндр, NURBS, отрезок, дуга и т.д. — см. Поверхности–Кривые и точки), записывают её в SGF и возвращают признак успеха; идентификатор берётся из самого объекта (поле Id).