基于.NET三维控件的个性化三维管道设计应用开发

1 简介

管道广泛用于化工、工厂、建筑、市政等方面，关系到国计民生。虽然管道设计软件种类繁多，有的也非常强大（然而也非常昂贵），但也并不能完全满足个性化需要。 如何快速开发一款满足自己需求的三维管道设计软件？本文提供一种基于AnyCAD .NET SDK的开发解决方案，不妨一试。

2 方案

《.NET6: 开发基于WPF的摩登三维工业软件》系列提供了一种插件式的开发工业软件的框架（源码详见：https://gitee.com/anycad/RapidCAX ）。本案例基于该框架开发。

整体上采用MVVM模式，以直管为例，整体架构如下：

注：上述架构在《.NET6: 开发基于WPF的摩登三维工业软件》系列有详细说明。

3 实现

本案例中，管道由直管和弯管组成，两种的参数不一样，因此需要按照不同的类型来处理。由于篇幅所限，此处以直管为例的MVVM架构实现。

3.1 Model实现

    // 定义管子的参数
    public class PipeModel : ElementModel
    {
        public GPnt Position = new GPnt();
        public GDir Direction = new GDir();
        public double Thickness = 2;
        public double InnerRadius = 5;
        public double Length = 100;
        public PipeModel()
        {
        }

        // 根据参数创建几何
        public TopoShape CreateShape()
        {
           return ShapeBuilder.MakeTube(Position, Direction, InnerRadius, Thickness, Length);
        }
    }
    
    //参数化机制实现
    class PipeSchema : ElementSchema
    {
        public PipeSchema()
            : base(nameof(PipeModel))
        {
            this.SetTitle("管");
        }

        public override ElementModel CreateModel()
        {
            return new PipeModel();
        }

        public override Element OnCreateInstance()
        {
            return new ShapeInstance();
        }

        public override bool OnParameterChanged(Document document, Element instance, ParameterDict parameters)
        {
            var element = ShapeInstance.Cast(instance);
            if (element == null)
                return false;

            PipeModel model = new PipeModel();
            model.Load(parameters);

            var shape = model.CreateShape();

            element.SetShape(shape);

            return true;
        }
    }

3.2 ViewModel实现

   internal class PipeViewModel : ElementViewModel
    {        
        public PipeModel Model { get { return (PipeModel)_Model; } }
        public PipeViewModel(Element model, Document doc)
            : base(new PipeModel(), model, doc)
        {
            SetPickFilter(EnumShapeFilter.VertexEdgeFace);
        }

        public GPnt Position
        {
            get => Model.Position;
            set => SetProperty(nameof(Position), ref Model.Position, value, nameof(X), nameof(Y), nameof(Z));
        }

        public double X
        {
            get => Model.Position.x;
            set 
            {
                if(X != value)
                {
                    Position = new GPnt(value, Model.Position.y, Model.Position.z);
                }
            }
        }

        public double Y
        {
            get => Model.Position.y;
            set
            {
                if (Y != value)
                {
                    Position = new GPnt(Model.Position.x, value, Model.Position.z);
                }
            }
        }
        public double Z
        {
            get => Model.Position.z;
            set
            {
                if (Z != value)
                {
                    Position = new GPnt(Model.Position.x, Model.Position.y, value);
                }
            }
        }

        public GDir Direction
        {
            get => Model.Direction;
            set => SetProperty(nameof(Direction), ref Model.Direction, value);
        }

        public double InnerRadius
        {
            get => Model.InnerRadius;
            set => SetProperty(nameof(InnerRadius), ref Model.InnerRadius, value, 
                () => { return value > 0; }, nameof(OutterRadius));
        }

        public double Thickness
        {
            get => Model.Thickness;
            set => SetProperty(nameof(Thickness), ref Model.Thickness, value,
                () => { return value > 0; }, nameof(OutterRadius));
        }
        public double Length
        {
            get => Model.Length;
            set => SetProperty(nameof(Length), ref Model.Length, value, ()=>{ return value > 0; });
        }

        public double OutterRadius
        {
            get => Model.InnerRadius + Model.Thickness;
        }
        
        //...
    }

3.3 View实现

xaml和界面布局相关，此处省略。

4 运行效果

https://www.bilibili.com/video/BV1SP411u7eA/

程序下载：

链接: https://pan.baidu.com/s/1KEzQbYhRLAsWb5lC6S0O2g?pwd=pipe 

提取码: pipe 

5 总结

本文从技术的角度提供一种管道建模的方案，能够快速验证想法，但距离实际应用还有一段距离，达到生产应用还需要精雕细琢。基于AnyCAD Rapid .NET框架提供的建模、显示、数据管理等基础设施，可以快速验证产品原型，大大地缩短产品研发周期，使产品能够更快的产生价值。