基于.NET开发STEP三维模型浏览器

本教程介绍使用AnyCAD .NET SDK开发一个功能完整的STEP文件浏览器程序。通过这个教程，您将学会创建一个具有3D模型显示和树形结构浏览功能的WPF应用程序。

1. 功能特性

1. 加载和显示STEP格式的3D模型文件
2. 树形结构展示模型的层次关系
3. 支持通过复选框控制模型部件的可见性
4. 支持双击树节点高亮对应的3D模型
5. 支持鼠标选择3D模型并在树形结构中定位

2. 环境要求

1. Windows 10 或更高版本
2. Visual Studio 2022 或更高版本
3. .NET 4.x/6.0/8.0 SDK
4. AnyCAD .NET SDK (通过NuGet包管理器安装)

3. 创建过程

3.1 创建WPF项目

1. 打开Visual Studio，创建新的"WPF App (.NET Core)"项目
2. 将项目命名为"StepBrowser"
3. 设置目标框架为".NET 8.0"（推荐）

3.2 安装AnyCAD NuGet包

1. 在解决方案资源管理器中右键点击项目
2. 选择"管理NuGet程序包"
3. 在浏览选项卡中搜索"AnyCAD.Rapid.NET"
4. 安装最新版本的AnyCAD .NET SDK

或者通过包管理器控制台执行：

Install-Package AnyCAD.Rapid.NET

3.3 配置项目属性

在项目文件(.csproj)中添加以下属性：

<PropertyGroup>
  <OutputType>WinExe</OutputType>
  <TargetFramework>net8.0-windows</TargetFramework>
  <Nullable>enable</Nullable>
  <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
  <UseWPF>true</UseWPF>
  <ApplicationIcon>app.ico</ApplicationIcon>
</PropertyGroup>

3.4 初始化AnyCAD

在App.xaml.cs中初始化AnyCAD SDK：

public partial class App : Application
{
    private void Application_Startup(object sender, StartupEventArgs e)
    {
        AnyCAD.Foundation.GlobalInstance.Initialize();
    }

    private void Application_Exit(object sender, ExitEventArgs e)
    {
        AnyCAD.Foundation.GlobalInstance.Destroy();
    }
}

3.5 设计主界面

在MainWindow.xaml中创建左右布局的界面：

<Window x:Class="StepBrowser.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:anycad="clr-namespace:AnyCAD.WPF;assembly=AnyCAD.WPF.NET8"
        Title="STEP浏览器" Height="450" Width="800">
    <Window.Resources>
        <BooleanToVisibilityConverter x:Key="BoolToVis" />
    </Window.Resources>
    <Grid>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="250" MinWidth="100"/>
            <ColumnDefinition Width="Auto"/>
            <ColumnDefinition Width="*" MinWidth="200"/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        
        <!-- 左侧区域 -->
        <Grid Grid.Column="0">
            <Grid.RowDefinitions>
                <RowDefinition Height="Auto"/>
                <RowDefinition Height="*"/>
            </Grid.RowDefinitions>
            
            <!-- 工具栏 -->
            <ToolBar Grid.Row="0" Height="30">
                <Button Name="OpenFileButton" Content="打开" Click="OpenFileButton_Click"/>
                <Button Name="ZoomAl" Content="适合" Click="ZoomAl_Click"/>
            </ToolBar>
            
            <!-- 树形控件 -->
            <TreeView Grid.Row="1" Name="FileTree" ItemsSource="{Binding TreeNodes}">
                <TreeView.ItemContainerStyle>
                    <Style TargetType="{x:Type TreeViewItem}">
                        <Setter Property="IsExpanded" Value="{Binding IsExpanded, Mode=TwoWay}" />
                        <Setter Property="IsSelected" Value="{Binding IsSelected, Mode=TwoWay}" />
                        <Setter Property="Visibility" Value="{Binding IsVisible, Converter={StaticResource BoolToVis}}" />
                    </Style>
                </TreeView.ItemContainerStyle>
                <TreeView.ItemTemplate>
                    <HierarchicalDataTemplate ItemsSource="{Binding Children}">
                        <StackPanel Orientation="Horizontal">
                            <CheckBox IsChecked="{Binding IsChecked}" VerticalAlignment="Center" Margin="0,0,5,0" Checked="TreeNode_Checked" Unchecked="TreeNode_Checked"/>
                            <Image Source="{Binding Icon}" Width="16" Height="16" Margin="0,0,5,0"/>
                            <TextBlock Text="{Binding Name}" />
                        </StackPanel>
                    </HierarchicalDataTemplate>
                </TreeView.ItemTemplate>
            </TreeView>
        </Grid>
        
        <!-- 分割条 -->
        <GridSplitter Grid.Column="1" Width="5" HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Stretch" Background="LightGray"/>
        
        <!-- 右侧三维显示窗口 -->
        <anycad:RenderControl Grid.Column="2" x:Name="mViewer" Margin="0,0,0,0" ViewerReady="mViewer_ViewerReady">
        </anycad:RenderControl>
    </Grid>
</Window>

3.6 创建数据模型

创建TreeNodeViewModel类用于绑定TreeView的数据：

public class TreeNodeViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    private string _name = string.Empty;
    private bool _isVisible = true;
    private bool _isSelected;
    private bool _isExpanded;
    private bool _isChecked = true;
    private ObservableCollection<TreeNodeViewModel> _children = new();
    private ImageSource? _icon;
    private uint _tag;

    // 属性实现...
    public string Name { get; set; }
    public bool IsVisible { get; set; }
    public bool IsSelected { get; set; }
    public bool IsExpanded { get; set; }
    public bool IsChecked { get; set; }
    public ObservableCollection<TreeNodeViewModel> Children { get; set; }
    public ImageSource? Icon { get; set; }
    public uint Tag { get; set; }

    public event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;
    
    protected virtual void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string? propertyName = null)
    {
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
    }
}

3.7 实现主要功能

在MainWindow.xaml.cs中实现主要功能：

3.7.1 初始化和加载STEP文件

private void mViewer_ViewerReady(object sender, EventArgs e)
{
    // 初始化场景
    mViewer.Scene.Clear();
    mViewer.RequestDraw();
}

private void OpenFileButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    OpenFileDialog openFileDialog = new OpenFileDialog
    {
        Filter = "STEP Files (*.step;*.stp)|*.step;*.stp|All Files (*.*)|*.*"
    };

    if (openFileDialog.ShowDialog() == true)
    {
        LoadStepFile(openFileDialog.FileName);
    }
}

3.7.2 解析STEP文件并构建树形结构

private void LoadStepFile(string filePath)
{
    // 清空现有场景
    mViewer.Scene.Clear();
    _treeNodes.Clear();

    // 加载STEP文件
    var doc = new XdeDocumentI();
    if (!doc.Open(filePath))
    {
        MessageBox.Show("加载文件失败");
        return;
    }

    // 构建树形结构
    for (int ii = 0; ii < doc.GetShapeCount(); ii++)
    {
        var node = doc.GetShapeNode(ii);
        if (node == null)
            continue;

        var name = node.GetName();
        if (name.Length < 1)
            name = "<未知>";
            
        TreeNodeViewModel item = new TreeNodeViewModel(name);
        ParseChildren(doc, node, item);
        _treeNodes.Add(item);
    }

    // 显示模型
    mViewer.Scene.AddNode(doc.GetRootNode());
    mViewer.RequestDraw(EnumUpdateFlags.ZoomToFit);
}

4. XdeDocumentI详解

XdeDocumentI是AnyCAD SDK中用于处理STEP文件的核心类。它提供了读取和解析STEP文件的功能，可以访问文件中的几何数据和结构信息。

4.1 主要功能

1. 文件加载：

   XdeDocumentI doc = new XdeDocumentI();
   bool success = doc.Open("path/to/file.step");
   

2. 访问模型结构：

   • GetShapeCount(): 获取模型中形状的数量
   • GetShapeNode(index): 获取指定索引的形状节点
   • GetRootNode(): 获取模型的根节点

3. 节点信息获取：

   • GetName(): 获取节点名称
   • HasChild(): 检查节点是否有子节点
   • GetShapeType(): 获取节点的形状类型

4. 几何数据处理：

   • GetShape(node): 获取节点的几何形状
   • GetColor(node, defaultColor): 获取节点的颜色信息

4.2 使用示例

// 创建XdeDocumentI实例
XdeDocumentI doc = new XdeDocumentI();

// 打开STEP文件
if (doc.Open("sample.step"))
{
    // 遍历所有形状
    for (int i = 0; i < doc.GetShapeCount(); i++)
    {
        XdeNode node = doc.GetShapeNode(i);
        if (node != null)
        {
            // 获取节点名称
            string name = node.GetName();
            
            // 获取节点类型
            EnumXdeShapeType type = doc.GetShapeType(node);
            
            // 根据类型处理节点
            switch (type)
            {
                case EnumXdeShapeType.Assembly:
                    // 处理装配体
                    break;
                case EnumXdeShapeType.Simple:
                    // 处理简单形状
                    break;
            }
        }
    }
}

4.3 节点遍历

使用XdeNodeIterator遍历子节点：

void ParseChildren(XdeDocumentI doc, XdeNode parentNode)
{
    // 检查是否有子节点
    if (!parentNode.HasChild())
        return;

    // 遍历所有子节点
    for(var itr = new XdeNodeIterator(parentNode); itr.More(); itr.Next())
    {
        var childNode = itr.Value();
        // 处理子节点
        string childName = childNode.GetName();
        // 递归处理子节点的子节点
        ParseChildren(doc, childNode);
    }
}

4.4 与3D场景集成

将STEP文件数据转换为3D场景节点：

// 获取节点的几何形状
var shape = doc.GetShape(node);

// 创建场景节点
var sceneNode = BrepSceneNode.Create(shape, 0, true);

// 设置颜色
var color = doc.GetColor(node, DefaultColor);
sceneNode.SetColor(color);

// 添加到场景中
mViewer.Scene.AddNode(sceneNode);

5. 完整代码下载

码云： https://gitee.com/anycad/step-browser

或

直接Clone

git clone https://gitee.com/anycad/step-browser.git

6. 结语

通过本教程，您已经学会了如何使用AnyCAD .NET SDK创建一个功能完整的STEP浏览器程序。您可以基于此项目进一步扩展功能，开发更复杂的3D应用。