如何使用Open CASCADE Technology将CAD模型导出为STEP文件

在这篇教程中，我们将深入了解如何使用Open CASCADE Technology（OCCT）库将CAD模型从OCCT的XCAF文档导出为标准的STEP文件。我们将创建一个示例程序，该程序首先在OCCT环境中创建一些基本的CAD几何体（如立方体和球体），然后将这些几何体组织到一个装配体中，并最终将整个文档导出为一个STEP文件。这个过程不仅涵盖了几何体的创建和操作，还包括了颜色属性的设置和文档的保存。

环境准备

确保你的开发环境已经配置了Open CASCADE Technology库。你需要安装OCCT并在你的项目中正确设置头文件和库文件的路径。

步骤概览

1. 初始化OCCT环境并创建一个新的XCAF文档。
2. 在XCAF文档中创建和设置几何体的颜色。
3. 将几何体组织成一个装配体，并为它们设置名称。
4. 导出XCAF文档到STEP文件。

详细步骤

初始化OCCT环境

首先，我们需要初始化OCCT环境并创建一个新的XCAF文档。这涉及到获取XCAFApp_Application的实例，定义文件格式，并创建一个新文档：

::opencascade::handle<XCAFApp_Application> application = XCAFApp_Application::GetApplication();
BinDrivers::DefineFormat(application);
Handle(TDocStd_Document) document;
application->NewDocument("BinOcaf", document);

创建和操作几何体

接下来，我们创建几何体，并设置它们的颜色：

TopoDS_Shape box = BRepPrimAPI_MakeBox(10., 20., 30.).Shape();
TopoDS_Shape sphere = BRepPrimAPI_MakeSphere(gp_Pnt(0, 0, 0), 15.).Shape();
TDF_Label boxLabel = shapeTool->AddShape(box);
TDF_Label sphereLabel = shapeTool->AddShape(sphere);
colorTool->SetColor(boxLabel, Quantity_Color(1.0, 0.0, 0.0, Quantity_TOC_RGB));
colorTool->SetColor(sphereLabel, Quantity_Color(0.0, 0.0, 1.0, Quantity_TOC_RGB));

组织装配体

将几何体作为组件添加到装配体中，并为它们设置名称：

TDF_Label assembly = shapeTool->NewShape();
shapeTool->AddComponent(assembly, boxLabel, gp_Trsf());
shapeTool->AddComponent(assembly, sphereLabel, gp_Trsf());
TDataStd_Name::Set(boxLabel.FindChild(1, true), "Box");
TDataStd_Name::Set(sphereLabel.FindChild(1, true), "Sphere");
TDataStd_Name::Set(assembly, "My Assembly");

导出到STEP文件

使用ExportDocumentToSTEP函数将整个文档导出为STEP文件：

void ExportDocumentToSTEP(const Handle(TDocStd_Document)& document) {
// 获取文档中所有形状的根标签，遍历所有形状标签
// 并将它们添加到STEP写入器
// 导出到STEP文件
}

总结

通过本教程，您应该已经了解了如何使用Open CASCADE Technology创建简单的CAD模型，如何设置颜色属性，以及如何将模型导出为STEP文件。这个过程展示了OCCT在CAD数据处理方面的强大能力，尤其是在处理复杂几何体和文档导出方面。希望这篇教程能够帮助您开始使用OCCT进行CAD开发，为您的项目添加更多的三维几何处理能力。

代码

void ExportDocumentToSTEP(const Handle(TDocStd_Document)& document);

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 初始化OCCT环境
    ::opencascade::handle<XCAFApp_Application> application = XCAFApp_Application::GetApplication();

    BinDrivers::DefineFormat(application);

    Handle(TDocStd_Document) document;

    application->NewDocument("BinOcaf", document);

    if (document.IsNull())
    {
        std::cout << "Error: cannot create an OCAF document." << std::endl;
        return 1;
    }

    // 获取XCAF文档中的ShapeTool和ColorTool
    Handle_XCAFDoc_ShapeTool shapeTool = XCAFDoc_DocumentTool::ShapeTool(document->Main());
    Handle_XCAFDoc_ColorTool colorTool = XCAFDoc_DocumentTool::ColorTool(document->Main());

    // 创建几何体：立方体和球体
    TopoDS_Shape box = BRepPrimAPI_MakeBox(10., 20., 30.).Shape();
    TopoDS_Shape sphere = BRepPrimAPI_MakeSphere(gp_Pnt(0, 0, 0), 15.).Shape();

    // 将几何体加入到XCAF文档
    TDF_Label boxLabel = shapeTool->AddShape(box);
    TDF_Label sphereLabel = shapeTool->AddShape(sphere);
    // 设置几何体的颜色
    colorTool->SetColor(boxLabel, Quantity_Color(1.0, 0.0, 0.0, Quantity_TOC_RGB), XCAFDoc_ColorGen); // 红色
    colorTool->SetColor(sphereLabel, Quantity_Color(0.0, 0.0, 1.0, Quantity_TOC_RGB), XCAFDoc_ColorGen); // 蓝色

    // 创建装配体并将几何体作为组件加入
    TDF_Label assembly = shapeTool->NewShape();
    shapeTool->AddComponent(assembly, boxLabel, gp_Trsf()); // 加入立方体
    shapeTool->AddComponent(assembly, sphereLabel, gp_Trsf()); // 加入球体

    // 为装配体和几何体设置名称
    TDataStd_Name::Set(boxLabel.FindChild(1, true), "Box");
    TDataStd_Name::Set(sphereLabel.FindChild(1, true), "Sphere");
    TDataStd_Name::Set(assembly, "My Assembly");

    //保存XCAF文档

    PCDM_StoreStatus sstatus = application->SaveAs(document, "C:/Users/Comely/Desktop/test.cbf");

    if (sstatus != PCDM_SS_OK)
    {
        application->Close(document);
        std::cout << "Cannot write OCAF document" << std::endl;
        return 1;
    }

     // 初始化STEP文件写入器
    ExportDocumentToSTEP(document);
}

// 假设 document 是你的 TDocStd_Document
void ExportDocumentToSTEP(const Handle(TDocStd_Document)& document) {
    STEPControl_Writer writer;
    IFSelect_ReturnStatus status;

    // 获取文档中所有形状的根标签
    Handle(XCAFDoc_ShapeTool) shapeTool = XCAFDoc_DocumentTool::ShapeTool(document->Main());

    TDF_LabelSequence labels;
    shapeTool->GetShapes(labels);

    // 遍历所有形状标签
    for (Standard_Integer i = 1; i <= labels.Length(); ++i) {
        TDF_Label label = labels.Value(i);

        // 获取标签对应的形状
        TopoDS_Shape shape;
        Handle(TNaming_NamedShape) namedShape;
        if (label.FindAttribute(TNaming_NamedShape::GetID(), namedShape)) {
            shape = namedShape->Get();
            // 将形状添加到STEP写入器
            status = writer.Transfer(shape, STEPControl_AsIs);
            if (status != IFSelect_RetDone) {
                std::cerr << "Error transferring shape to STEP writer." << std::endl;
                return;
            }
        }
    }

    // 导出到STEP文件
    std::string filename = "exported_model.stp";
    status = writer.Write(filename.c_str());

    if (status != IFSelect_RetDone) {
        std::cerr << "Error writing STEP file." << std::endl;
        return;
    }

    std::cout << "STEP file has been successfully written to " << filename << std::endl;
}