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VDE-070: 缺少 Pattern/Mirror B-Rep API 和装配级布尔操作支持

提交日期: 2026-07-30 严重程度: 中 状态: Fixed — 已实现 brep::linear_pattern/circular_pattern/mirror_body/assembly_boolean API（2026-07-30）

修复方案

新增 include/vde/brep/pattern_ops.h + src/brep/pattern_ops.cpp：

依赖的基础设施（均已存在）：

1. core::Transform3D — include/vde/core/transform.h 已提供 4×4 齐次变换矩阵
2. BrepModel 顶点/边/面/环/壳/体遍历与构造 API
3. brep_union/brep_difference/brep_intersection — include/vde/brep/brep_boolean.h

新增 API：

API	签名	功能
linear_pattern	(body, direction, count, spacing) → BrepModel	线性阵列，副本通过 brep_union 合并
circular_pattern	(body, center, axis, count, angle) → BrepModel	圆形阵列，绕轴旋转
mirror_body	(body, plane_point, plane_normal) → BrepModel	镜像体，自动翻转面朝向
assembly_boolean	(assembly, op) → BrepModel	装配级布尔运算（Union/Difference/Intersection）

关键设计：

• transform_brep() 内部函数深拷贝 BrepModel 并变换所有顶点位置
• 镜像操作翻转 TopoFace::reversed 标志以保持体朝向正确
• 装配布尔遍历 Assembly::visit_parts() 收集世界坐标下的零件后累积运算

修改文件：

• include/vde/brep/pattern_ops.h — 新增（155 行）
• src/brep/pattern_ops.cpp — 新增（242 行）
• src/CMakeLists.txt — 添加 pattern_ops.cpp 到 vde_brep 库
• include/vde/core/matrix4d.h — 新增 Matrix4D 基础设施
• src/core/matrix4d.cpp — Matrix4D 实现
• include/vde/brep/brep.h — 添加 matrix4d.h 依赖

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问题描述

ViewDesign 的 PartDesign 和 Assembly 模块中 Pattern（阵列）、Mirror（镜像）特征，以及装配级 Cut/Hole（跨零件布尔减操作）目前无法使用 VDE B-Rep 级别的 API：

1. PartDesign Pattern/Mirror: 当前使用 geom::Transform 对网格数据进行平移/旋转/镜像，复制完整的网格几何体。这在 VDE 模式下可用但低效 — 理想做法是在 B-Rep 层面做特征阵列/镜像。
2. Assembly Boolean: AssemblyManager 不存储组件 Shape（仅存 filePath），无法在装配上下文中对组件执行布尔减操作（如装配级孔、切除）。

当前 Workaround

特征	ViewDesign 实现	问题
Linear Pattern	Transform::translate 克隆网格	冗余数据，N 个副本 = N 倍内存
Circular Pattern	Transform::rotate 克隆网格	同上
Mirror	Transform::mirror 克隆网格	同上
Assembly Cut	stub 返回 false	完全不工作
Assembly Hole	stub 返回 false	完全不工作

VDE API 需求

1. B-Rep 阵列/镜像 API

与现有的 ssi_boolean_union/intersection/difference 类似，提供 B-Rep 级别的变换操作：

namespace vde::brep {

// Linear pattern: array body copies along vector dir
BrepModel linear_pattern(const BrepModel& body,
                          const Vector3D& dir, double spacing, int count);

// Circular pattern: array body copies around axis
BrepModel circular_pattern(const BrepModel& body,
                            const Point3D& origin, const Vector3D& axis,
                            double angle, int count);

// Mirror: reflect body across plane (point + normal)
BrepModel mirror(const BrepModel& body,
                  const Point3D& planePoint, const Vector3D& planeNormal);

// Boolean union of all copies (for merged patterns)
BrepModel pattern_union(const BrepModel& body,
                         const std::vector<Matrix4D>& transforms);

}  // namespace vde::brep

2. 装配级特征（长期）

VDE C API 已有 vde_assembly_create/add_part，缺少的是装配上下文中的跨零件布尔操作。这是更大范围的需求，可作为 VDE-071 单独追踪。

影响范围

• 特征: Linear Pattern, Circular Pattern, Mirror（PartDesign）
• 模块: Assembly Cut, Assembly Hole（Assembly）
• 构建模式: 所有 VDE 构建
• 优先级: 中（Transform-based Workaround 可用，但 B-Rep 阵列是专业 CAD 的基础功能）

相关代码

• plugins/vd-core-partdesign/src/partdesign_plugin.cpp:530-583 — Pattern/Mirror 命令
• plugins/vd-core-assembly/src/assembly_plugin.cpp:424-458 — Assembly Cut/Hole stubs
• src/vd_geom/src/transform.cpp — Transform 实现（网格级操作）