Open Cascade 中的 AIS_InteractiveContext、V3d_Viewer 与 V3d_View 之间的关系

Me伟 2023-03-28 原文

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1. 前言

本想通过 Context 与 Viewer 的多对一关系尝试实现三维视图图层、图元分类管理的功能，但经过几次验证，尚未找到可行的方法。

2. 三者之间的关系

如下图所示：

图1. Context Viewer View 三者之间关系

图中的各命名分别表示：

Context: AIS_InteractiveContext
Viewer: V3d_Viewer
View: V3d_View
GUI: 与实现相关，交互界面，如 Qt 中的QWidget
OpenGL: OpenGl_GraphicDriver

Viewer：3D查看器。建立用户 GUI 与OpenGL 之间的连接，处理渲染，如着色、光照、投影方式等，同一个3D 查看器可以被多个交互场景使用，可实现多个场景的快速切换。

Handle(OpenGl_GraphicDriver) graph_driver = new OpenGl_GraphicDriver(aDisplayConnection);
Handle(V3d_Viewer) viewer = new V3d_Viewer(graph_driver);
// 默认是 Graphic3d_TypeOfShadingModel_Phong
viewer->SetDefaultShadingModel(Graphic3d_TypeOfShadingModel_Phong);
viewer->SetDefaultShadingModel(Graphic3d_TypeOfShadingModel_Unlit);
viewer->SetDefaultShadingModel(Graphic3d_TypeOfShadingModel_PhongFacet);
viewer->SetDefaultShadingModel(Graphic3d_TypeOfShadingModel_Gouraud);
viewer->SetDefaultShadingModel(Graphic3d_TypeOfShadingModel_Pbr);
viewer->SetDefaultShadingModel(Graphic3d_TypeOfShadingModel_PbrFacet);

图2. 不同光照渲染效果

Context：交互场景。负责管理显示对象（或称图元），例如显示模型、显示网格、处理模型选择等。初始化时必须指定一个 3D查看器，也就是说必须告诉交互场景以何种方式显示其中的各个图元。

Handle(AIS_InteractiveContext) context = new AIS_InteractiveContext(viewer);
for (size_t i = 0; i < _contexts.size(); i++) // Viewer->Context 1对多
{
    _contexts[i] = new AIS_InteractiveContext(viewer);
    _contexts[i]->SetDisplayMode(1, false); // Shaded
}
context->SetDeviationCoefficient(0.001); // 设置构造渲染数据时的误差系数

View：3D视图。由 3D查看器创建的具体视图，以特定的相机视角显示Viewer渲染后的图元。一个3D查看器可以创建多个多个视图，例如以不同的相机视角、不同的缩放比例显示同一个场景（当前激活场景）中的图元。可参考文章Open Cascade 多视图-多个3D视图。

Handle(V3d_View) view = viewer->CreateView()

在图1可中，AIS_ViewController 是OCC升级新增的一个交互工具类，用于处理3D视图GUI线程和渲染线程之间的交互事件，如鼠标旋转、框选等操作，建立了 View 与 Context 之间的直接联系。

因此，GUI 对 3D视图 View 的鼠标悬浮、点击等交互操作通过 AIS_ViewController 传递给 Context 进行处理，对应地分别响应为高亮、选中等显示效果，并将更新后的交互场景由 Viewer 刷新至 View 中。

AIS_ViewController::FlushViewEvents(allContexts[0], myView, true); // GUI 事件由 allContexts[0] 响应
AIS_ViewController::FlushViewEvents(allContexts[1], myView, true); // 2
AIS_ViewController::FlushViewEvents(allContexts[2], myView, true); // 3

以上注释为 2、3的两行代码并不产生实际效果（参考最后实现效果），仍然只有 allContexts[0] 响应了 GUI 事件。直观理解：GUI 事件被一个交互场景 Context 处理后即被标记为“已处理”，不再向后传递，实际原理如何还需要再深究。

3. 测试验证

同一个3D查看器对应多个交互场景，各交互场景可显示、隐藏其中的所有图元。按图元类型分别创建多个交互场景：0-立方体Box, 1-圆环Torus, 2-坐标系Trihedron, 3-球体Spherre, 4-PointCloud点云（点云的生成即不同显示效果可参考Open Cascade 7.7.0：新功能-模拟三维扫面点云-BRepLib_PointCloudShape），实现的效果如下：

图3. GUI 事件仅被一个交互场景 Context 处理

上图中，通过点击左上角按钮 随机生成不同类型的图元数据，并按类型将图元数据放置到不同的交出场景 Context 中。左下角按钮 用于显示或隐藏其对应的 Context 中的所有图元。

从图中可以看出只有球可以被选中，无法选中立方体、圆环等其他物体。而球类型的图元放置在 _contexts[3] 中，在 Qt GUI 的重绘事件中如下实现：

void GUIView::paintEvent(QPaintEvent*)
{
    myView->InvalidateImmediate();

    FlushViewEvents(allContexts[3], myView, true);
    FlushViewEvents(allContexts[1], myView, true); // 实际不产生效果
}

结论：无法将 GUI 事件直接传递到多个交互场景 Context 中。

源代码地址。

参考资料

1. OCC用户文档：V3d_Viewer Class Reference - Open CASCADE Technology Documentation

2. OCC用户文档：AIS_InteractiveContext Class Reference - Open CASCADE Technology Documentation

3. OCC用户文档：Open CASCADE Technology: AIS_ViewController Class Reference

4. OCC已被废弃的功能——Local Context removal - Forum Open Cascade Technology