Scenegraph/it

Introduzione
Le geometrie che appaiono nelle viste 3D di FreeCAD sono visualizzate (renderizzate) dalla libreria Coin3d. Coin3D è un'implementazione delle funzionalità standard di OpenInventor. Anche il software openCascade fornisce queste funzionalità, ma fin dagli inizi dello sviluppo di FreeCAD, è stato deciso di non utilizzare il visualizzatore di OpenCascade e di sostituirlo con il software Coin3D in quanto più performante. Un buon modo per conoscere questa libreria è quello di consultare il manuale Open Inventor Mentor.

Descrizione
OpenInventor è in realtà un linguaggio di descrizione della scena 3D. La scena descritta in Open Inventor viene renderizzata (visualizzata) sul vostro schermo con OpenGL. Coin3D si occupa di questo processo, quindi non è necessario che il programmatore tratti complesse chiamate a OpenGL, ma deve solo fornire un codice Open Inventor valido. Il principale vantaggio è che Open Inventor è uno standard molto conosciuto e ben documentato.

Sostanzialmente, uno dei lavori più importanti che FreeCAD esegue per noi consiste nel tradurre le informazioni sulla geometria OpenCascade in linguaggio Open Inventor.

Open Inventor descrive una scena 3D in forma di grafo della scena (Scenegraph), come indicato qui sotto:



Un grafo della scena di Open Inventor è una struttura di tipo "grafico ad albero" e descrive tutto ciò che fa parte di una scena 3D, come ad esempio la geometria, i colori, i materiali, le luci, ecc, e organizza tutti i dati in una struttura gerarchica, pratica e chiara. Tutto può essere raggruppato in sotto-strutture (nodi-figlio), il che consente di organizzare i contenuti della scena più o meno nel modo desiderato. Ecco un esempio di un file di Open Inventor:

Come si vede, la struttura è molto semplice. Si utilizzano i nodi (separator) per organizzare i dati in blocchi, un po' come si fa per organizzare i file in cartelle e sottocartelle. Ogni dichiarazione riguarda ciò che viene in seguito, per esempio, i primi due elementi del nostro nodo radice (root separator) sono una rotazione e una traslazione e agiscono entrambi sull'elemento successivo, che è un nodo (separator). In tale nodo sono definiti un materiale e una ulteriore trasformazione. Pertanto, il nostro cilindro sarà influenzato da entrambe le trasformazioni, da quella che è stata applicata direttamente ad esso e da quella che è stata applicata al suo nodo (separator) genitore.

Per organizzare la una scena, sono disponibili molti altri tipi di elementi, come gruppi, commutatori o annotazioni. Per gli oggetti si possono definire dei materiali molto complessi, con colori, texture, modalità di ombreggiatura e trasparenza. Si possono anche definire luci, punti di vista (camera) e perfino il movimento. È anche possibile incorporare parti di script nei file di Open Inventor, per definire comportamenti più complessi.

Se siete interessati a saperne di più su Open Inventor, consultate direttamente il suo manuale più famoso, il libro: Inventor mentor.

Normalmente, in FreeCAD, non è necessario interagire direttamente con il grafo della scena di Open Inventor. Ogni oggetto in un documento di FreeCAD, sia che si tratti di un Mesh, di una forma Parte o di qualsiasi altra cosa, viene automaticamente convertito in codice Open Inventor e inserito nel grafo della scena principale che appare in una vista 3D. Questo grafo della scena viene costantemente aggiornato quando si apportano delle modifiche, oppure si aggiungono o si rimuovono degli oggetti nel documento. In realtà, ogni oggetto (nell'ambito App) ha un fornitore di vista (un corrispondente oggetto nell'ambito Gui), responsabile del rilascio del codice Open Inventor.

Poter accedere al direttamente al grafo della scena presenta comunque molti vantaggi. Ad esempio, si può modificare temporaneamente la visualizzazione di un oggetto, oppure si possono aggiungere alla scena oggetti che nel documento di FreeCAD non hanno esistenza reale, come la geometria di costruzione, i riferimenti, i suggerimenti grafici oppure strumenti quali i manipolatori oppure informazioni sullo schermo.

FreeCAD dispone di diversi strumenti per visualizzare o modificare il codice Open Inventor. Ad esempio, il seguente codice Python mostra la rappresentazione Open Inventor di un oggetto selezionato:

Inoltre, c'è anche un modulo Python che consente l'accesso completo a tutto quello che è gestito da Coin3D, come il grafo della scena di FreeCAD. Continuate quindi la lettura in Pivy.

Esempi di codifica
Si veda Coin3d snippets per gentile concessione della ricerca di MariwanJ per Design456 Workbench. Il repository di codice può essere trovato su https://github.com/MariwanJ/COIN3D_Snippet.