PythonでCADオブジェクトをインポートし、配列として保存

Question

Autodesk Fusion 360を使用して3D部品をモデリングしています（下図参照）。これをエクスポートして.step、.iges、.sat、または.smtファイル。

私が達成しようとしているのは、この部分をPythonで3D numpy配列に変換することです。アレイの各要素は、その位置に固体物質があるか全く物質（空気）がないかを示すまたはとなります。

たとえば、私のオブジェクトが図の寸法を持つ場合、サイズ100x100x50の配列の各要素は、オブジェクトの1 のボリュームを表します。すべての明るい青色の小さな立方体は、の値を持ち、この位置にソリッドマテリアルがあることを示します。赤い立方体はの値を持ち、このスペースはソリッドマテリアルではないことを示します。

これはFreeCADのAPIを使用して行うことができますか？あるいは、.step/.iges/.sat/.smtファイルをPythonでインポートし、それを変換/解析して必要な配列を作成する他の方法はありますか？

Answer 1

小さな部分に分割することができます。次の例は、 /Mod/Part/BOPTools/SplitFeatures.pyです。しかし、あなたのニーズに応える準備ができておらず、採用する時間が必要です。

import FreeCAD 
import Part 
import numpy as np 

# Creating sample parts 
solid_ = Part.makeBox(10, 10, 10) 
shell_ = Part.makeShell(solid_.Shells) 
part_compound = [solid_, shell_] 

# Generate numpy array 
result = [] 
for part in part_compound: 
    result = [*result, [part.CenterOfMass.x, 
         part.CenterOfMass.y, 
         part.CenterOfMass.z, 
         isinstance(part, Part.Solid)]] 
print(np.array(result)) 

これは、配列を、なります： https://www.freecadweb.org/wiki/Part_Slice

は、その後、あなたがnumpyの配列を構築するために、このコードを使用することがあります。しかし、間違いなくそれはあなたが好きな任意の形状の多くの部分に一部を分割することが可能です各部分の重心はx、y、zによって示され、4番目の要素はその部分が中実であれば1、それ以外なら0である。 https://github.com/ZhukovGreen/docker-freecad-cli

Answer 2

は私が最終的に私のために動作し、実際に私が達成しようとしているものをよりよく説明するかもしれない方法を発見した：

コードは、Python 3.6でのみ、そのドッキングウィンドウの画像を使用する互換性があります。

FreeCADには、「ポイント」ワークベンチをアクティブにした後で、オブジェクトを「point cloud」に変換するオプションがあります。各ポイントには質量がなく、新しいポイントクラウド構造全体をスペースで区切られた '.asc'ファイルにエクスポートできます。

その後、Pythonのnumpy配列にこれをインポートするのは簡単です。私は個人的にvoxel-based表現を使用して、インポートされたオブジェクトをPythonで視覚化しました。これは最新のmatplotlibまたはmayavi（これらは私が少なくとも試した2つです）を使用して行うことができます。

Answer 3

ポイントは、固体の内側にある場合は、チェックすることができます。

solid_shape.isInside(point:App.Vector, tolerance:float, on_boundary_is_inside:bool) 

は例：

import numpy as np 
import FreeCAD as App 
import Part 

num_pts = 50 

shape = Part.makeSphere(1) # radius 
bb = shape.BoundBox 
x = np.linspace(bb.XMin, bb.XMax, num_pts) 
y = np.linspace(bb.YMin, bb.YMax, num_pts) 
z = np.linspace(bb.ZMin, bb.ZMax, num_pts) 

mesh_x = np.array([[x] * num_pts] * num_pts).transpose(0, 1, 2) 
mesh_y = np.array([[y] * num_pts] * num_pts).transpose(2, 0, 1) 
mesh_z = np.array([[z] * num_pts] * num_pts).transpose(1, 2, 0) 

mesh = np.array([mesh_x.flatten(), mesh_y.flatten(), mesh_z.flatten()]).T 
bool_array = np.array([shape.isInside(App.Vector(p), 0.000001, False) for p in mesh]) 

v_r = float(sum(bool_array))/float(len(bool_array)) 
v_r # estimation of Volumeratio