From 7000aa025f063d957895caa7ab137481a6cb1a37 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?=E8=8C=82=E4=B9=8B=E9=92=B3?= Date: Fri, 24 Jul 2026 12:24:11 +0000 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=81=A2=E5=A4=8D=E9=A6=96=E9=A1=B5=EF=BC=88?= =?UTF-8?q?=E9=A1=B9=E7=9B=AE=E4=BB=8B=E7=BB=8D=EF=BC=89?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- Home.md | 211 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-------- 1 file changed, 181 insertions(+), 30 deletions(-) diff --git a/Home.md b/Home.md index b58a8cd..6fd3799 100644 --- a/Home.md +++ b/Home.md @@ -1,53 +1,204 @@ -# ViewDesignEngine API 参考 -> v3.2.0 | 76 个头文件 | 11 个模块 +# ViewDesignEngine — 高性能 CAD 计算几何引擎 -## 模块索引 +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。 -- [基础模块](foundation-api) — `vde::foundation` -- [核心几何](core-api) — `vde::core` -- [曲线曲面](curves-api) — `vde::curves` -- [网格处理](mesh-api) — `vde::mesh` -- [空间索引](spatial-api) — `vde::spatial` -- [布尔运算](boolean-api) — `vde::boolean` -- [碰撞检测](collision-api) — `vde::collision` -- [B-Rep 建模](brep-api) — `vde::brep` -- [SDF 隐式建模](sdf-api) — `vde::sdf` -- [草图约束](sketch-api) — `vde::sketch` -- [C API](capi-api) — `vde::capi` +> **版本**: v3.2.0 | **测试**: 500+ 全过 | **许可证**: Apache 2.0 -## 安装 +--- + +## 项目概述 + +ViewDesignEngine 是一个面向 CAD/CAM/CAE 场景的高性能 C++ 几何库，提供： + +- **参数曲线曲面**: Bézier / B-Spline / NURBS，支持求值、求导、自适应细分 +- **网格处理**: 半边数据结构、Delaunay 2D/3D、QEM 简化、拉普拉斯平滑、Marching Cubes +- **空间索引**: BVH (SAH)、Octree、KD-Tree、R-Tree (STR bulk-loading) +- **布尔运算**: 2D Sutherland-Hodgman 裁剪、3D 网格布尔、B-Rep 布尔 +- **碰撞检测**: GJK/EPA、SAT、Möller-Trumbore 射线-三角形 +- **B-Rep 建模**: 边界表示、STEP/IGES 导入导出、fillet/chamfer/shell +- **SDF 隐式建模**: 15+ 图元、CSG 表达式树、自动微分、梯度优化、SDF→Mesh +- **格式支持**: STEP、IGES、glTF/GLB、STL、OBJ、PLY、3MF + +--- + +## 快速开始 ```bash +# 克隆仓库 git clone http://git.hdtime.space:3000/hm/ViewDesignEngine.git cd ViewDesignEngine -cmake -B build && cmake --build build -j$(nproc) + +# 构建 +cmake -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release +cmake --build build -j$(nproc) + +# 运行全部测试 +cd build && ctest --output-on-failure + +# 运行示例 +./examples/07_pipeline/pipeline_demo # SDF → GLB 全流程 +./examples/09_brep_fab/demo_brep_fab # B-Rep → STEP + GLB +./examples/08_3d_print/demo_3d_print # SDF → STL 打印 ``` +**依赖**: CMake ≥ 3.16, C++17 编译器, Eigen 3 (自动下载) + +--- + +## 架构 + +``` +ViewDesignEngine/ +├── include/vde/ +│ ├── foundation/ 数学类型、公差、I/O、序列化 +│ ├── core/ 点/线/面、变换、多边形、凸包、Voronoi、ICP +│ ├── curves/ NURBS 曲线曲面、细分、操作 +│ ├── mesh/ 半边网格、三角剖分、简化、平滑、Marching Cubes +│ ├── spatial/ BVH、Octree、KD-Tree、R-Tree +│ ├── boolean/ 2D/3D 布尔、多边形偏移 +│ ├── collision/ GJK、SAT、射线、三角交线 +│ ├── brep/ B-Rep 建模、STEP/IGES、布尔、验证、装配体 +│ ├── sdf/ 隐式图元、CSG 树、自动微分、优化、Torch +│ ├── sketch/ 2D 约束求解 +│ └── capi/ C API 绑定 +├── src/ 实现文件 +├── tests/ 500+ 测试用例 +├── examples/ 9 个完整示例 +├── bench/ 5 套性能基准 +└── docs/ API 手册、开发计划、性能报告 +``` + +--- + +## 模块总览 + +| 模块 | 命名空间 | 关键能力 | +|------|---------|----------| +| [基础模块](foundation-api) | `vde::foundation` | 数学类型、公差、精确谓词、STL/OBJ/PLY/GLTF/3MF I/O | +| [核心几何](core-api) | `vde::core` | 多边形、Voronoi、凸包、ICP、距离计算 | +| [曲线曲面](curves-api) | `vde::curves` | Bézier / B-Spline / NURBS 曲线曲面、自适应细分 | +| [网格处理](mesh-api) | `vde::mesh` | 半边网格、Delaunay 2D/3D、QEM 简化、平滑、Marching Cubes | +| [空间索引](spatial-api) | `vde::spatial` | BVH (SAH)、Octree、KD-Tree、R-Tree (STR) | +| [布尔运算](boolean-api) | `vde::boolean` | 2D Sutherland-Hodgman、3D 网格布尔、多边形偏移 | +| [碰撞检测](collision-api) | `vde::collision` | GJK/EPA、SAT、射线-三角形、三角交线 | +| [B-Rep 建模](brep-api) | `vde::brep` | 边界表示、STEP/IGES、布尔、验证、装配体 | +| [SDF 隐式建模](sdf-api) | `vde::sdf` | 15+ 图元、CSG 树、自动微分、梯度优化 | +| [草图约束](sketch-api) | `vde::sketch` | 2D 草图约束求解 | +| [C API](capi-api) | `vde::capi` | C 接口，跨语言互操作 | + +--- + ## 代码示例 ### SDF 隐式建模 + ```cpp #include #include -auto shape = vde::sdf::SdfNode::smooth_union( - vde::sdf::SdfNode::sphere(1.5), - vde::sdf::SdfNode::box(vde::core::Point3D(1,1,1)), 0.3); -double d = vde::sdf::evaluate(shape, vde::core::Point3D(0,0,0)); +// 光滑并集：球 + 盒子 +using vde::core::Point3D; +auto f = [](double x, double y, double z) { + double d1 = vde::sdf::sphere(Point3D(x,y,z), 1.5); + double d2 = vde::sdf::box(Point3D(x,y,z), Point3D(1,1,1)); + return vde::sdf::op_smooth_union(d1, d2, 0.3); +}; +double val = f(0, 0, 0); // SDF 值：负=内部，正=外部 ``` -### B-Rep 建模 +### B-Rep 建模 + 导出 + ```cpp #include - -auto box = vde::brep::make_box(2.0, 2.0, 2.0); -auto shelled = vde::brep::shell(box, -1, 0.15); -auto result = vde::brep::fillet(shelled, 0, 0.3); -``` - -### 格式导出 -```cpp #include -vde::brep::export_step_file("output.stp", {model}); +auto box = vde::brep::make_box(100, 50, 30); // 100×50×30 mm +auto shelled = vde::brep::shell(box, -1, 2.0); // 2mm 抽壳 +auto result = vde::brep::fillet(shelled, 0, 0.5); // R0.5 倒圆 +vde::brep::export_step_file("part.stp", {result}); // STEP 导出 ``` + +### Marching Cubes → STL 打印 + +```cpp +#include +#include + +auto f = [](double x, double y, double z) { + return std::sqrt(x*x + y*y + z*z) - 1.0; // 球面 SDF +}; +auto mc = vde::mesh::marching_cubes(f, 0.0, + Point3D(-2,-2,-2), Point3D(2,2,2), 30); +// mc.vertices + mc.triangles → 三角网格 +``` + +--- + +## 性能基准 + +| 操作 | 规模 | 耗时 | 吞吐 | +|------|------|------|------| +| Bézier 求值 | 100K | 2.64 ms | 38M evals/s | +| B-Spline 求值 | 100K | 7.14 ms | 14M evals/s | +| BVH 构建 | 500 tris | 73.9 µs | 6.8M tris/s | +| Delaunay 2D | 1000 pts | 3.97 ms | 253K pts/s | +| R-Tree 构建 | 1000 | 35.7 µs | 28.2M items/s | +| 网格布尔 Union | ~500 面 | 9.69 ms | 104 ops/s | + +[完整性能报告 →](https://git.hdtime.space/hm/ViewDesignEngine/src/branch/main/docs/benchmark-report.md) + +--- + +## 测试覆盖 + +| 类别 | 测试数 | +|------|--------| +| 核心 + 曲线 + 网格 + 空间 + 碰撞 | ~120 | +| B-Rep 建模 + 布尔 + 验证 | ~85 | +| STEP 导入/导出 | 31 | +| IGES 导入/导出 | 39 | +| SDF 隐式建模 (6 模块) | 195 | +| NURBS 操作 | 16 | +| GLTF/GLB + 3MF | 15 | +| 草图约束 | ~10 | +| 装配体 | 4 | +| **合计** | **~500** | + +--- + +## 格式支持 + +| 格式 | 导入 | 导出 | 用途 | +|------|:--:|:--:|------| +| STEP AP203/214 | ✅ | ✅ | 工业 CAD 交换 | +| IGES 5.3 | ✅ | ✅ | 传统制造 | +| glTF 2.0 / GLB | — | ✅ | 实时 3D / Web | +| STL (bin+ASCII) | — | ✅ | 3D 打印 | +| 3MF | ✅ | ✅ | 现代 3D 打印 | +| OBJ | — | ✅ | 通用网格 | +| PLY | ✅ | ✅ | 点云 / 网格 | + +--- + +## 文档导航 + +- [API 参考手册](Home) — 本 Wiki +- [开发计划](https://git.hdtime.space/hm/ViewDesignEngine/src/branch/main/docs/00-开发计划.md) +- [v3.2 计划](https://git.hdtime.space/hm/ViewDesignEngine/src/branch/main/docs/11-v3.2-开发计划.md) +- [性能基准报告](https://git.hdtime.space/hm/ViewDesignEngine/src/branch/main/docs/benchmark-report.md) +- [构建指南](https://git.hdtime.space/hm/ViewDesignEngine/src/branch/main/docs/06-部署维护/01-构建指南.md) +- [更新日志](https://git.hdtime.space/hm/ViewDesignEngine/src/branch/main/CHANGELOG.md) + +--- + +## 版本历史 + +| 版本 | 日期 | 里程碑 | +|------|------|--------| +| v1.0.0 | 2026-07 | 核心引擎（曲线+网格+空间+碰撞） | +| v2.0.0 | 2026-07 | B-Rep + STEP 导入/导出 | +| v2.5.0 | 2026-07 | SDF 隐式建模 | +| v2.8.0 | 2026-07 | 可微分几何 + Torch 集成 | +| v3.0.0 | 2026-07 | IGES + 全线 bugfix (476+ 测试) | +| v3.1.0 | 2026-07 | 示例 + NURBS 操作 + MC 修复 | +| v3.2.0 | 2026-07 | CI/CD + Python + 3MF + 装配体 |