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BambuStudio学习笔记：Model

news 来源：原创 2025/5/16 5:53:31

# Model.hpp 核心模型结构说明

## 文件概述
该头文件定义了3D打印数据处理的核心数据结构，包含模型对象、体积、实例、材料等关键类。主要功能包括：
- 三维模型数据存储与管理
- 模型变换操作（平移/旋转/缩放）
- 打印参数配置
- 多材料支持
- 支撑结构处理

## 核心类结构

### Model (顶层模型容器)
```cpp
class Model : public ObjectBase {
    ModelMaterialMap materials;     // 材料集合
    ModelObjectPtrs objects;       // 模型对象集合
    ModelWipeTower wipe_tower;     // 擦料塔配置
    // ... 其他成员
};

ModelObject (可打印对象)

class ModelObject : public ObjectBase {
    std::string name;              // 对象名称
    ModelVolumePtrs volumes;       // 体积组件集合
    ModelInstancePtrs instances;   // 实例集合
    ModelConfigObject config;      // 对象级配置
    // ... 变换操作方法
};

ModelVolume (体积组件)

class ModelVolume : public ObjectBase {
    enum class ModelVolumeType {
        MODEL_PART,         // 主体模型
        NEGATIVE_VOLUME,    // 负空间
        SUPPORT_ENFORCER,    // 强制支撑
        SUPPORT_BLOCKER     // 支撑阻挡
    };
    
    TriangleMesh mesh;        // 三角网格数据
    ModelVolumeType type;     // 体积类型
    // ... 几何变换方法
};

ModelInstance (对象实例)

class ModelInstance : public ObjectBase {
    Geometry::Transformation transform;  // 几何变换
    ModelObject* object;                 // 所属对象
    // ... 实例操作方法
};

关键功能详解

几何变换系统

// 通用变换参数结构
struct Transformation {
    Vec3d offset;       // 位移 (mm)
    Vec3d rotation;     // 旋转角度 (弧度)
    Vec3d scaling;      // 缩放系数
    Vec3d mirror;       // 镜像轴
};

// 应用变换矩阵示例
void ModelVolume::transform_mesh(TriangleMesh* mesh) {
    // 应用当前变换到指定网格
}

支撑结构处理

// 支撑点数据结构
struct SupportPoint {
    Vec3f position;     // 坐标位置
    float head_diameter; // 支撑头直径
};

// 支撑点处理流程
void ModelObject::process_supports() {
    // 生成支撑结构网格
    // 应用支撑参数配置
}

打印参数配置

// 分层配置结构
class LayerConfig {
    double layer_height;    // 层高 (mm)
    int extruder_id;        // 使用喷头编号
    double temperature;     // 打印温度
};

// 对象级配置继承关系
ModelConfigObject -> ModelConfig -> DynamicPrintConfig

重要枚举类型

体积类型

enum ModelVolumeType {
    MODEL_PART,         // 主体模型部分
    NEGATIVE_VOLUME,    // 负空间体积
    PARAMETER_MODIFIER, // 参数修改器
    SUPPORT_ENFORCER,   // 强制支撑区域
    SUPPORT_BLOCKER     // 支撑阻挡区域
};

实例打印状态

enum ModelInstanceEPrintVolumeState {
    INSIDE,         // 完全在打印床内
    PARTLY_OUTSIDE, // 部分超出
    FULLY_OUTSIDE   // 完全超出
};

核心方法速查

模型操作

方法	功能
`Model::add_object()`	创建新模型对象
`ModelObject::add_volume()`	添加体积组件
`ModelInstance::apply_transform()`	应用变换矩阵

几何计算

方法	描述
`bounding_box()`	计算对象包围盒
`convex_hull_2d()`	生成2D投影凸包
`mesh()`	获取三角网格数据

文件IO

// 3MF文件读写
Model Model::read_from_file(const std::string& filename) {
    // 解析3MF文件结构
    // 加载网格数据
    // 重建对象层次
}

数据结构关系

使用示例

创建简单模型

// 初始化模型容器
Model model;

// 创建新对象
ModelObject* obj = model.add_object();
obj->name = "Cube";

// 添加立方体体积
ModelVolume* vol = obj->add_volume(TriangleMesh::make_cube(10,10,10));
vol->set_type(ModelVolumeType::MODEL_PART);

// 添加实例并设置位置
ModelInstance* inst = obj->add_instance();
inst->set_offset(Vec3d(20, 20, 0));

执行模型切割

// 定义切割平面
std::array<Vec3d, 4> plane_points = {...};

// 执行切割操作
ModelObjectPtrs cut_objects = original_obj->cut(0, plane_points);
for (auto* obj : cut_objects) {
    model.add_object(obj);
}