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OGG几何内核算法研究-大型装配模型快速载入研究

article 2024/9/26 1:18:02

OGG/OCCT几何内核加载大型STEP模型文件时，速度较慢。通过打散模型、多线程并行加载，可以极大提升模型加载速度。本文通过一个16.2M的实际模型文件，采用两种算法进行加载，对比了前后效果，速度提升40%左右。

OGG几何内核fork自OCCT。STEP文件读取的性能，也是让用户和开发人员着急的地方。

一、需求

本人的兄弟公司的客户的关键诉求之一是：大型模型如1G左右或复杂结构（零件特征较多）打开速度慢。是否有提升模型打开速度的方案？下面客户给出的目标：

本人的某知名制造业客户，也提出了类似的诉求：模型加载慢、渲染效果不理想。

二、STEP有几种读法你知道吗？

“谁要你教，不是草头底下一个来回的回字么？”
孔乙己显出极高兴的样子，将两个指头的长指甲敲着柜台，点头说，“对呀对呀！……回字有四样写法，你知道么？”

方法一

参考示例代码

		char * fname="a.stp";
		STEPControl_Reader reader;
        reader.ReadFile(fname);
        reader.TransferRoots();
        reader.NbRootsForTransfer();     
        reader.NbShapes();       
        TopoDS_Shape shape = reader.OneShape();
		Handle(AIS_Shape) aisShape = new AIS_Shape(shape);
        occView->display(aisShape);

缺点：

1、模型大了，必卡，也容易失败。

2、模型有问题，程序会崩溃。

3、装配模型给打包成一个Compound。

4、不能进一步读取颜色以及别的信息。

方法二

参考示例代码

        char * fname="a.stp";
		STEPCAFControl_Reader reader;
        reader.SetColorMode(true);
        reader.SetNameMode(true);
       
        reader.ReadFile(fname) ;       
        Handle(TDocStd_Document) m_OcafDoc;       
        XCAFApp_Application::GetApplication()->NewDocument("name", m_OcafDoc);
        reader.Transfer(m_OcafDoc);
		TDF_Label label=pDoc->GetData()->Root();
		Handle(TDataStd_Name) name;
		label.FindAttribute(TDataStd_Name::GetID(), name);
		Handle(TDF_Attribute) attr;
		label.FindAttribute(TNaming_NamedShape::GetID(), attr);
		TopoDS_Shape shape = Handle(TNaming_NamedShape)::DownCast(attr)->Get();
		Handle(AIS_Shape) aisShape = new AIS_Shape(shape);
        occView->display(aisShape);

这只是一个简单的示例。但可以进一步读取很多模型信息，比如颜色、名称等。

问题：模型显示效果不好，还需要程序员去读取颜色，设置模型颜色等。

方法三

参考示例代码

		 STEPCAFControl_Reader reader;

    TDF_LabelSequence FreeShapeLabel;
   
    reader.SetColorMode(true);
    reader.SetNameMode(true);
    
   reader.ReadFile(fname);
    
    Handle(XCAFApp_Application) anApp = XCAFApp_Application::GetApplication();
    Handle(TDocStd_Document) doc;
    anApp->NewDocument("MDTV-XCAF", doc); 
     reader.Transfer(doc);
    
   TDF_Label mainLabel = doc->Main();
   auto ShapeTool = XCAFDoc_DocumentTool::ShapeTool(mainLabel);
//    ColorTool = XCAFDoc_DocumentTool::ColorTool(mainLabel);

    ShapeTool->GetFreeShapes(FreeShapeLabel);   //获取 all top-level shapes
     auto Roots = FreeShapeLabel.Length();
     for (int index = 1; index <= Roots; index++)
    {
        TDF_Label label = FreeShapeLabel.Value(index);
        readLabel(label,item, TopLoc_Location(),"");//读取当前模型信息
        makeTree(label);//读取子模型信息
        QApplication::processEvents(QEventLoop::AllEvents, 100);
    }

完整的代码太多，太复杂，涉及到qtreewidget载入显示等内容，就不全展示了。

读取显示效果如下图：

该机器人模型16M，采用OCCT自身的多线程方法，用时10.732秒。

展示了模型树，装配模型的颜色、名称等信息都读取出来。

问题：界面会卡死。

方法四

采用多线程。

QFuture<void> future = QtConcurrent::run([fname, &reader,  &FreeShapeLabel](){
 
    reader.SetColorMode(true);
    reader.SetNameMode(true);
    
   reader.ReadFile(fname);
    
    Handle(XCAFApp_Application) anApp = XCAFApp_Application::GetApplication();
    Handle(TDocStd_Document) doc;
    anApp->NewDocument("MDTV-XCAF", doc); 
     reader.Transfer(doc);
    
   TDF_Label mainLabel = doc->Main();
   auto ShapeTool = XCAFDoc_DocumentTool::ShapeTool(mainLabel);
//    ColorTool = XCAFDoc_DocumentTool::ColorTool(mainLabel);

    ShapeTool->GetFreeShapes(FreeShapeLabel);   //获取 all top-level shapes
});

优点：界面不卡死

不足：还是没有加速效果。