茂之钳
63fba5389a
v10.1 — Tolerant Modeling (对标 Parasolid): - tolerant_modeling.h/.cpp: TolerantVertex/Edge, merge_within_tolerance (BFS) - gap_bridging (free edge detection → triangle filling) - overlap_resolution (normal+centroid+AABB detection) - tolerant_boolean (heal→degenerate detect→boolean→heal) + BooleanDiagnostic - import_heal_pipeline (STEP one-shot repair) - ssi_boolean enhanced: coplanar/collinear/tangent detection, GMP on all classify paths - step_import enhanced: broken file recovery, non-standard entity mapping, diagnostic report - 30 tests, 4112 total lines v10.2 — Class-A Deep + Hex Mesh (对标 CGM + ANSYS): - class_a_surfacing enhanced: g3_blend_with_constraints, surface_energy_minimization - curvature_continuity_optimization, reflection_line_discontinuity (+720 lines) - fea_mesh enhanced: mapped_hex, submapped_hex, multi_block_hex (TFI), hex_quality_optimization (+522 lines) - 22 tests v10.3 — Constraint Solver + Drawing Standards (对标 D-Cubed + AutoCAD): - constraint_solver enhanced: DOFAnalyzer, RedundancyDetector, ConstraintPropagator, KinematicChainSolver - drawing_standards.h/.cpp: IsoStandard (ISO 128/129), AnsiStandard (ASME Y14.5), JisStandard (JIS B 0001) - 12 tests 12 files, ~5000 lines, 64 tests. Target: 87% → 93%
1|# ViewDesignEngine — 高性能 CAD 计算几何引擎
2|
3|C++17 全栈计算几何引擎。从底层数学工具到 B-Rep 拓扑建模、SDF 隐式建模、可微分几何、工业格式互操作，一条龙覆盖。
4|
5|
bash 16|# Docker 构建环境（推荐） 17|docker exec vde-builder bash -c "cd /ws/ViewDesignEngine && cmake -B build && cmake --build build -j\$(nproc)" 18| 19|# 本地构建 20|cmake -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release 21|cmake --build build -j$(nproc) 22| 23|# 运行测试 24|cd build && ctest --output-on-failure 25| 26|# 运行示例 27|./build/examples/07_pipeline/pipeline_demo # SDF → GLB 全流程 28|
29|
30|依赖: CMake ≥ 3.16, C++17, Eigen 3, GoogleTest（自动下载）
31|
32|### Python 安装
33|
34|bash 35|# 从源码安装（推荐） 36|pip install . 37| 38|# 开发模式（可编辑安装） 39|pip install -e . 40| 41|# 仅 CMake 构建（不安装到 site-packages） 42|cmake -B build_py -DVDE_BUILD_PYTHON=ON -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release 43|cmake --build build_py -j$(nproc) 44| 45|# 测试导入 46|PYTHONPATH=build_py/python python3 -c "import vde; print(vde.__version__)" 47|
48|
49|Python 依赖: CMake ≥ 3.16, C++17, Eigen 3（自动下载）, pybind11 ≥ 2.10
50|
51|## 模块总览
52|
53|| 模块 | 命名空间 | 关键能力 |
54||------|---------|----------|
55|| foundation | vde::foundation | 数学类型、公差、精确谓词、STL/OBJ/PLY/GLTF(F/GLB) 读写 |
56|| core | vde::core | 多边形、Voronoi、凸包、ICP、距离计算 |
57|| curves | vde::curves | Bézier / B-Spline / NURBS 曲线曲面、自适应细分 |
58|| mesh | vde::mesh | 半边网格、Delaunay 2D/3D、QEM 简化、平滑、Marching Cubes、测地线、网格布尔 |
59|| spatial | vde::spatial | BVH (SAH)、Octree、KD-Tree、R-Tree (STR) |
60|| boolean | vde::boolean | 2D Sutherland-Hodgman、3D 网格布尔、多边形偏移 |
61|| collision | vde::collision | GJK/EPA、SAT、射线-三角形、三角交线 |
62|| brep | vde::brep | 边界表示 (B-Rep) 拓扑建模、布尔运算、验证 |
63|| sdf | vde::sdf | 15+ 隐式图元、CSG 树、自动微分、梯度优化、SDF → Mesh |
64|| sketch | vde::sketch | 2D 草图约束求解器 |
65|| capi | vde::capi | C API，跨语言互操作 |
67|
68|## 格式支持
69|
70|| 格式 | 导入 | 导出 | 说明 |
71||------|------|------|------|
72|| STEP (AP203/214) | ✅ | ✅ | 工业 CAD 交换标准 |
73|| IGES (5.3) | ✅ | ✅ | 传统制造业格式 |
74|| glTF 2.0 / GLB | — | ✅ | 实时 3D / Web 查看 |
75|| STL | — | ✅ | 3D 打印 |
76|| OBJ | — | ✅ | 通用网格 |
77|| PLY | — | ✅ | 点云/网格 |
78|
79|## 特色功能
80|
81|### 🔮 SDF 隐式建模
82|cpp 83|#include <vde/sdf/sdf_primitives.h> 84|#include <vde/sdf/sdf_operations.h> 85|#include <vde/sdf/sdf_tree.h> 86| 87|// 光滑并集 88|auto shape = SdfNode::smooth_union( 89| SdfNode::sphere(1.5), 90| SdfNode::box(Point3D(1, 1, 1)), 91| 0.3 92|); 93|double d = evaluate(shape, Point3D(0, 0, 0)); // SDF 值 94|
95|
96|### ⚡ 可微分几何 + torch 集成
97|cpp 98|#include <vde/sdf/sdf_gradient.h> 99|#include <vde/sdf/sdf_optimize.h> 100| 101|// 拟合 SDF 到点云 102|auto sphere = SdfNode::sphere(1.0); 103|auto result = fit_to_point_cloud(sphere, point_cloud, 0.01, 100); 104|// result.optimized_shape → 优化后的形状 105|
106|
107|### 🔧 B-Rep 工业建模
108|cpp 109|#include <vde/brep/modeling.h> 110|#include <vde/brep/brep_boolean.h> 111| 112|auto box = make_box(2, 2, 2); 113|auto shelled = shell(box, -1, 0.15); // 抽壳 114|auto filleted = fillet(box, 0, 0.3); // 倒圆 115|auto result = brep_union(a, b); // 布尔并 116|
117|
118|## 代码示例
119|
120|完整示例见 examples/：
121|- 01_hello_triangle — 基础几何
122|- 02_bezier — 曲线求值
123|- 03_mesh — 网格操作
124|- 04_delaunay — 三角剖分
125|- 05_boolean — 布尔运算
126|- 06_collision — 碰撞检测
127|- 07_pipeline — SDF → Mesh → GLB 完整管线
128|
129|## 测试
130|
131|| 类别 | 测试数 | 状态 |
132||------|--------|------|
133|| 核心 + 曲线 + 网格 + 空间 + 碰撞 | ~120 | ✅ |
134|| B-Rep 建模 + 验证 | ~70 | ✅ |
135|| STEP 导入/导出 | 31 | ✅ |
136|| IGES 导入/导出 | 39 | ✅ |
137|| SDF 隐式建模 | 189 | ✅ |
138|| 可微分几何 | 76 | ✅ |
139|| GLTF/GLB 导出 | 6 | ✅ |
140|| 草图约束 | — | ✅ |
141|| 合计 | ~476 | 100% |
142|
143|## 工程指标
144|
145|- 语言: C++17，零外部运行时依赖（仅 header-only Eigen + GTest）
146|- 测试: 500+ 用例，100% 通过
147|- 编译: GCC 11+ / Clang 16+，零错误零警告
148|- 格式支持: STEP、IGES、glTF/GLB、STL、OBJ、PLY
149|
150|## 文档
151|
153|- 开发计划 — 版本规划 + Sprint 划分
154|- v3.1 计划 — 下一阶段路线图
155|- CHANGELOG — 版本历史
156|- 构建指南
157|
158|## v6.0 新功能（计划中） 🔌
159|
161|
162|cpp 163|#include <vde/plugin/plugin_system.h> 164| 165|// 插件管理器：动态加载第三方扩展 166|vde::plugin::PluginManager mgr; 167|mgr.load_plugin_dir("/usr/lib/vde/plugins"); 168| 169|// 查找并使用插件 170|auto* exporter = mgr.get_plugin("io.export.gltf"); 171|exporter->execute("export", {{"path", "output.glb"}}, &mesh, nullptr); 172|
173|
174|核心能力:
175|- 动态加载: 运行时 dlopen/LoadLibrary，无需重新编译 VDE
176|- 版本兼容: PluginManifest 声明约束，自动检查兼容性
177|- 插件隔离: 崩溃不影响主程序，独立 .so/.dylib/.dll
178|- 注册宏: VDE_REGISTER_PLUGIN(MyPlugin) 一行注册
179|- 清单文件: plugin.json 加速发现和验证
180|
181|插件类型:
182|| 类型 | 说明 | 示例 |
183||------|------|------|
184|| IO_IMPORT | 格式导入器 | USDZ, FBX, 3DS |
185|| IO_EXPORT | 格式导出器 | USDZ, X3D, AMF |
186|| GEOMETRY_FILTER | 几何过滤器 | 平滑、简化、重网格 |
187|| CUSTOM_TOOL | 自定义工具 | 应力分析、拓扑优化 |
188|
190|
191|### 开发者生态
192|
193|- 📘 开发者指南 — 7 篇完整文档覆盖架构/API/构建/测试/贡献/插件
194|- 🏗️ 插件 SDK — 头文件 + CMake 模板 + 注册宏，5 分钟上手
195|- 🔒 安全分级 — L0 内置 → L1 签名 → L2 社区 → L3 沙箱
196|
197|## 许可证
198|
199|Apache License 2.0 — 详见 LICENSE
200|