Создайте 2D представления из CAD-файла.

Содержание

Вопрос или проблема
Ответ или решение
Создание 2D видов из CAD файла с использованием OpenGL или VTK на Linux
Понимание задач
OpenGL
VTK (Visualization Toolkit)
Заключение

Вопрос или проблема

Мне нужно создать изображения 2D перспективных видов 3D моделей. Я думал использовать opengl или vtk, но не знаю, как это сделать с помощью одного из них.

Замечания:

Мне нужно создать несколько видов, и делать скриншоты нецелесообразно. Я хочу изменить “матрицу камеры”, чтобы создать виды и вывести изображения.
ОС, с которой я работаю, – это Linux.

Одним из множества вариантов, которые у вас есть, было бы использование Onshape, бесплатной веб-версии CAD программы. Она поддерживает импорт различных 3D моделей, включая STL файлы.

Одной из функций Onshape является возможность создания ортографических чертежей из оригинальной модели. Вы можете создать чертеж с “стандартными” видами спереди, справа и сверху, а также изометрическую визуализацию, или вы можете настроить виды, которые хотите включить.

Чертеж ниже был создан как STL файл, сделанный быстро с помощью Tinkercad (не мой выбор) и импортирован в Onshape.

Ответ или решение

Создание 2D видов из CAD файла с использованием OpenGL или VTK на Linux

Вопрос о создании 2D перспективных видов из 3D моделей является актуальным для специалистов в области компьютерной графики и CAD-систем. Для вашей задачи подойдут как OpenGL, так и VTK, однако каждый из этих инструментов обладает своими особенностями, которые будут рассмотрены в данной статье.

Понимание задач

Прежде всего, важно обозначить основные требования:

Создание множества 2D видов: Вы хотите автоматизировать процесс получения изображений различных представлений 3D моделей.
Избежание ручного снятия скриншотов: Необходимо управлять "камерой" программно через изменение матрицы камеры.
Работа в среде Linux: Это обозначает, что выбранные библиотеки должны быть совместимы с данной операционной системой.

С учетом этих аспектов, сейчас мы обсудим каждый из инструментов.

OpenGL

OpenGL – это мощная графическая библиотека, которая отлично подходит для рисования 2D и 3D графики. Для реализации вашей задачи с OpenGL можно воспользоваться следующими шагами:

Инициализация OpenGL:
Убедитесь, что у вас установлены необходимые зависимости:
```
sudo apt install mesa-utils libgl1-mesa-dev
```
Загрузка и отображение 3D модели:
Вам потребуется библиотека для загрузки 3D моделей, например, Assimp:
```
sudo apt install libassimp-dev
```
Настройка матрицы камеры:
Измените параметры камеры для создания рисунков с разных ракурсов. Используйте функции gluLookAt или аналогичные для настройки позиции и направления взгляда вашей виртуальной камеры.
Рендеринг и сохранение изображений:
Вы можете использовать функции OpenGL, такие как glReadPixels, для захвата текущего кадра и сохранения его в файл:
```
glReadPixels(0, 0, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
// Затем используйте библиотеку, например, stb_image для сохранения массива в файл
```

VTK (Visualization Toolkit)

VTK – это еще одна мощная библиотека для визуализации данных, которая также позволяет работать с 3D моделями.

Установка VTK:
Установите VTK в вашу систему:
```
sudo apt install libvtk7-dev
```
Импорт 3D моделей:
VTK предоставляет функции для загрузки различных форматов файлов, включая STL и OBJ. Используйте классы vtkSTLReader или vtkOBJReader для чтения модели.
Создание видов и настройка камеры:
Как и в OpenGL, вы можете работать с классом vtkCamera. Выбирайте нужные параметры для изменения угла обзора:
```
vtkSmartPointer<vtkCamera> camera = vtkSmartPointer<vtkCamera>::New();
camera->SetPosition(x, y, z);
camera->SetFocalPoint(focalX, focalY, focalZ);
```

Сохранение изображений:
VTK также позволяет сохранить 2D представления в виде файлов:

vtkSmartPointer<vtkWindowToImageFilter> windowToImageFilter = vtkSmartPointer<vtkWindowToImageFilter>::New();
windowToImageFilter->SetInput(window);
windowToImageFilter->Update();

vtkSmartPointer<vtkPNGWriter> writer = vtkSmartPointer<vtkPNGWriter>::New();
writer->SetFileName("output.png");
writer->SetInputConnection(windowToImageFilter->GetOutputPort());
writer->Write();

Заключение

Оба инструмента, OpenGL и VTK, предоставляют мощные возможности для создания 2D видов из 3D моделей. Выбор зависит от ваших предпочтений и задач. Если вы ищете большую гибкость в рендеринге и хотите контролировать графическую часть, выбирайте OpenGL. Если же вам важна простота работы с высокоуровневыми функциями 3D визуализации, тогда VTK станет хорошим выбором.

В обоих случаях необходимо будет уделить внимание изучению документации и примеров, чтобы реализовать вашу задачу наиболее эффективно.