244 lines
8.4 KiB
C++
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C++
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#pragma once
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/**
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* @file vde_format.h
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* @brief VDE 原生格式（.vde）二进制读写
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*
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* VDE 原生格式是一种自包含的二进制格式，用于高效保存和加载
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* B-Rep 模型的完整数据（拓扑、几何、容差、属性、建模历史）。
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*
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* ## 文件结构
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*
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* ```
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* VdeHeader (32 bytes)
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* ├─ magic[4] = "VDE1"
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* ├─ version (u32) = 1
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* ├─ flags (u32)
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* └─ data_offset (u32)
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*
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* SerializationSection 数据块:
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* ├─ SECTION_TOPOLOGY — B-Rep 拓扑（V/E/L/F/S/B）
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* ├─ SECTION_GEOMETRY — 几何数据（顶点坐标/曲面控制点/裁剪参数/NURBS曲线）
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* ├─ SECTION_TOLERANCE — ToleranceConfig
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* ├─ SECTION_ATTRIBUTES — 面/边/顶点/体属性（颜色/名称/自定义数据）
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* └─ SECTION_HISTORY — 建模历史 FeatureNode 列表（可选）
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* ```
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*
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* ## 使用示例
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*
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* @code{.cpp}
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* #include "vde/foundation/vde_format.h"
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* using namespace vde::foundation;
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*
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* // 保存
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* brep::BrepModel body = make_box(10, 5, 3);
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* save_vde(body, "output.vde");
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*
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* // 加载
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* auto loaded = load_vde("output.vde");
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*
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* // JSON 调试
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* save_vde_json(body, "output.vde.json");
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* @endcode
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*
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* @ingroup foundation
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*/
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#include "vde/brep/brep.h"
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#include "vde/brep/tolerance.h"
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#include "vde/brep/feature_tree.h"
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#include <string>
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#include <vector>
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#include <cstdint>
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namespace vde::foundation {
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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// VDE 头部
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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/// VDE 文件魔术字节
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constexpr uint32_t VDE_MAGIC_FOURCC = 0x31454456; // "VDE1" (little-endian)
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/// VDE 文件当前版本号
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constexpr uint32_t VDE_FILE_VERSION = 1;
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/// VDE 标志位：是否包含建模历史
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constexpr uint32_t VDE_FLAG_HAS_HISTORY = 0x00000001;
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/// VDE 标志位：是否包含属性数据
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constexpr uint32_t VDE_FLAG_HAS_ATTRIBUTES = 0x00000002;
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|
/// VDE 标志位：是否包含裁剪曲面
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constexpr uint32_t VDE_FLAG_HAS_TRIMMED = 0x00000004;
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/**
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* @brief VDE 文件头（32 字节）
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*
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* 二进制布局（小端序）：
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* - 字节 0–3: magic "VDE1" (uint32, 0x31454456)
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* - 字节 4–7: version (uint32)
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* - 字节 8–11: flags (uint32)
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* - 字节 12–15: data_offset (uint32, 数据区起始偏移)
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* - 字节 16–31: reserved (16 bytes, 当前填充 0)
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*/
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struct VdeHeader {
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uint32_t magic; ///< 魔术数字 0x31454456 ("VDE1")
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uint32_t version; ///< 格式版本号
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uint32_t flags; ///< 标志位（VDE_FLAG_* 组合）
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uint32_t data_offset; ///< 数据区相对于文件头的偏移（字节）
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uint8_t reserved[16];///< 保留字段
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/// 构造默认头部（版本=1，标志=0，偏移=32）
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VdeHeader();
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/// 从内存解析头部
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static VdeHeader parse(const uint8_t* data, size_t size);
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/// 将头部编码写入缓冲区
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void encode(std::vector<uint8_t>& buf) const;
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/// 验证头部有效性
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[[nodiscard]] bool is_valid() const;
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};
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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// 序列化段枚举
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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/**
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* @brief 序列化段类型标识
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*
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* 每个段由 [section_id:uint16][section_size:uint64][data...] 组成。
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* 段按顺序写入，读取时按需跳过未知段。
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*/
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enum class SerializationSection : uint16_t {
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SECTION_HEADER = 0, ///< 文件头（不在数据区重复）
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SECTION_TOPOLOGY = 1, ///< B-Rep 拓扑（V/E/L/F/S/B）
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SECTION_GEOMETRY = 2, ///< 几何数据（曲面/曲线/裁剪参数）
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SECTION_TOLERANCE = 3, ///< ToleranceConfig 容差配置
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SECTION_ATTRIBUTES = 4, ///< 面/边/顶点/体属性
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SECTION_HISTORY = 5, ///< 建模历史 FeatureNode 列表
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};
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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// 属性数据结构
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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/// 顶点属性
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struct VdeVertexAttribute {
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int vertex_id = -1;
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std::string name;
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uint32_t color_rgba = 0xFFFFFFFF; ///< RGBA 颜色
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std::string custom_data; ///< 自定义数据（键值对或 JSON）
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|
};
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/// 边属性
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struct VdeEdgeAttribute {
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int edge_id = -1;
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std::string name;
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uint32_t color_rgba = 0xFFFFFFFF;
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|
std::string custom_data;
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|
|
};
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/// 面属性
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struct VdeFaceAttribute {
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|
int face_id = -1;
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|
std::string name;
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|||
|
|
uint32_t color_rgba = 0xFFFFFFFF;
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|||
|
|
std::string custom_data;
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|||
|
|
};
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|
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/// 体属性
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struct VdeBodyAttribute {
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|
int body_id = -1;
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|
std::string name;
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|||
|
|
std::string custom_data;
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|||
|
|
};
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/// 属性集合
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struct VdeAttributes {
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|
std::vector<VdeVertexAttribute> vertex_attrs;
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|
std::vector<VdeEdgeAttribute> edge_attrs;
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|
std::vector<VdeFaceAttribute> face_attrs;
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|||
|
|
std::vector<VdeBodyAttribute> body_attrs;
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|
};
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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// VDE 格式主 API
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════════
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/**
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* @brief 将 B-Rep 模型保存为 VDE 二进制文件
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*
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* 写入完整的模型数据，包括拓扑、几何、容差、属性和建模历史。
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*
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* @param body B-Rep 模型
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* @param path 输出文件路径（.vde）
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* @param attrs 面/边/顶点/体属性（可选，默认空）
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* @param history 建模历史节点列表（可选，默认空）
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* @return true 保存成功
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*
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* @throws std::runtime_error 写入失败
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*/
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bool save_vde(const brep::BrepModel& body,
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const std::string& path,
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const VdeAttributes& attrs = {},
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const std::vector<brep::FeatureNode>* history = nullptr);
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/**
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|
* @brief 从 VDE 二进制文件加载 B-Rep 模型
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*
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* 读取并解析 .vde 格式文件，恢复完整的 B-Rep 模型数据。
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*
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* @param path 输入文件路径（.vde）
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* @return 加载的 BrepModel
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*
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* @throws std::runtime_error 文件无效或解析失败
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*/
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[[nodiscard]] brep::BrepModel load_vde(const std::string& path);
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/**
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|
* @brief 从 VDE 二进制文件加载 B-Rep 模型及属性
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*
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|
* @param path 输入文件路径（.vde）
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* @param out_attrs 输出属性数据
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* @return 加载的 BrepModel
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*/
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|
[[nodiscard]] brep::BrepModel load_vde_with_attrs(const std::string& path,
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|
VdeAttributes& out_attrs);
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/**
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* @brief 将 B-Rep 模型保存为 VDE JSON 文件（可调试格式）
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*
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* 以人类可读的 JSON 格式导出模型数据，方便调试和检查。
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* JSON 版本不包含二进制段，而是以键值对形式组织。
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*
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* @param body B-Rep 模型
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* @param path 输出文件路径（.vde.json 或 .json）
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* @param attrs 属性数据（可选）
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* @return true 保存成功
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*/
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bool save_vde_json(const brep::BrepModel& body,
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const std::string& path,
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const VdeAttributes& attrs = {});
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/**
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|
|
* @brief 将 B-Rep 模型序列化为 VDE 二进制缓冲区
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*
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|
* @param body B-Rep 模型
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|
* @param attrs 属性数据（可选）
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* @param history 建模历史节点（可选）
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|
|
* @return 二进制数据
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|
*/
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|
|
[[nodiscard]] std::vector<uint8_t> serialize_vde(
|
|||
|
|
const brep::BrepModel& body,
|
|||
|
|
const VdeAttributes& attrs = {},
|
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|
|
const std::vector<brep::FeatureNode>* history = nullptr);
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/**
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* @brief 从二进制缓冲区反序列化 VDE 模型
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*
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|
* @param data 二进制数据
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|
* @return 加载的 BrepModel
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|
*/
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|
|
[[nodiscard]] brep::BrepModel deserialize_vde(const std::vector<uint8_t>& data);
|
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|
|
|
|||
|
|
} // namespace vde::foundation
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