Python scripting tutorial/it

Introduzione
Python è un linguaggio di programmazione relativamente facile da imparare e comprendere. È open-source e multipiattaforma e può essere utilizzato per molti scopi: da semplici script di shell a programmi molto complessi. Ma il suo utilizzo più diffuso è come linguaggio di scripting incorporato in altre applicazioni. È in questa modalità che viene utilizzato all'interno di FreeCAD. Dalla console Python, o con script personalizzati, puoi controllare FreeCAD e fargli eseguire operazioni molto complesse.

Ad esempio, tramite uno script Python, è possibile:
 * Creare nuovi oggetti
 * Modificare gli oggetti esistenti
 * Modificare la rappresentazione 3D degli oggetti
 * Modificare l'interfaccia di FreeCAD

Esistono diversi modi per utilizzare Python in FreeCAD:
 * Dall'Interprete Python di FreeCAD, dove puoi inviare comandi in un'interfaccia in stile "riga di comando".
 * Con le macro, che sono un modo conveniente per aggiungere rapidamente uno strumento mancante all'interfaccia di FreeCAD.
 * Da script esterni, che possono essere utilizzati per creare soluzioni abbastanza complesse, anche interi Ambienti di Lavoro.

In questo tutorial, lavoreremo su un paio di esempi di base per consentire a tutti di iniziare, ma in questo wiki è disponibile anche molta altra documentazione sugli script Python. Per chi non conosce ancora Python, ma è interessato a capire come funziona, c'è anche una Introduzione a Python per una formazione di base.

Prima di procedere con lo scripting Python, vai su e seleziona due caselle: Quindi vai su e seleziona:

Scrivere codice Python
Ci sono due modi per scrivere codice Python in FreeCAD. Nella console Python (selezionare dal menu) o nell'editor delle Macro (selezionare  dal menu). Nella console si scrivono i comandi Python uno per uno, e li si eseguono premendo, mentre le macro possono contenere codice più complesso formato da più righe, eseguito solo quando la macro viene eseguita.



In questo tutorial puoi usare entrambi i metodi. Puoi copiare e incollare ogni riga nella console Python e quindi premere, oppure copiare e incollare l'intero codice in una nuova finestra Macro.

Esplorare FreeCAD
Iniziamo creando un nuovo documento vuoto:

Se lo si digita nella console Python di FreeCAD, noterai che non appena digiti si apre una finestra, che consente di completare automaticamente il resto della riga. Ancora meglio, ogni voce nell'elenco di completamento automatico ha un suggerimento che spiega cosa fa. Ciò semplifica l'esplorazione delle funzionalità disponibili. Prima di scegliere, dai un'occhiata alle altre opzioni.



Ora verrà creato il nostro nuovo documento. Questo equivale alla pressione del pulsante sulla barra degli strumenti. In effetti, la maggior parte dei pulsanti in FreeCAD non fa altro che eseguire una o più righe di codice Python. Ancora meglio, puoi impostare un'opzione in su. Questo visualizzerà nella console tutto il codice Python che viene eseguito quando si premono i vari pulsanti. Ciò è molto utile per imparare a riprodurre azioni in Python.

Ora torniamo al nostro documento e vediamo cosa ci puoi fare:

Esploriamo le opzioni disponibili.

Di solito i nomi che iniziano con la lettera maiuscola sono attributi e contengono un valore, mentre i nomi che iniziano con la lettera minuscola sono funzioni (chiamate anche metodi) e "fanno qualcosa".

I nomi che iniziano con un carattere di sottolineatura di solito sono lì per il funzionamento interno del modulo e non dobbiamo preoccuparci di loro.

Usiamo ora uno dei metodi per aggiungere un nuovo oggetto al nostro documento:

Non succede nulla. Perché? Perché FreeCAD è pensato per realizzare lavori molto complessi. In futuro, lavorerà con centinaia di oggetti complessi, tutti dipendenti l'uno dall'altro. Apportare una piccola modifica da qualche parte potrebbe avere un grande impatto; potrebbe essere necessario ricalcolare l'intero documento, operazione che potrebbe richiedere molto tempo. Per questo motivo, quasi nessun comando aggiorna la scena automaticamente. È necessario farlo manualmente:

Ora il box è apparso. Molti dei pulsanti che aggiungono oggetti in FreeCAD in realtà fanno due cose: aggiungere l'oggetto, e ricalcolare. Se l'opzione di cui sopra è attivata, provate ad aggiungere una sfera con il pulsante della GUI e vedrete le due righe di codice Python che vengono eseguite una dopo l'altra.

Ora esploriamo le caratteristiche del nostro box:

Si possono vedere subito un paio di cose molto interessanti quali:

Questo comando stampa l'altezza corrente del nostro box. Ora proviamo a cambiarla:

Se selezioni la tua casella con il mouse, vedrai che nel pannello delle proprietà, nella scheda, appare la nostra proprietà. Tutte le proprietà di un oggetto FreeCAD che appaiono lì (e anche nella scheda, di cui parleremo più avanti), sono direttamente accessibili anche in Python, con i loro nomi, come abbiamo fatto con proprietà. Prova a cambiare le altre dimensioni della scatola.

Vettori e posizionamenti
I vettori sono un concetto fondamentale in qualsiasi applicazione 3D. Si tratta di un elenco di 3 numeri (x, y, z) che descrivono un punto o una posizione nello spazio 3D. Con i vettori si possono eseguire diverse operazioni, ad esempio, sommarli, sottrarli, proiettarli e molto altro. In FreeCAD, con i vettori si lavora in questo modo:

Un'altra caratteristica comune degli oggetti FreeCAD è il loro posizionamento. Ogni oggetto ha una proprietà, che contiene (posizione) e  (asse) dell'oggetto. È facile da manipolare, ad esempio per spostare il nostro oggetto:

Prima di continuare, si devono vedere un paio di concetti importanti.

App e Gui
FreeCAD è stato progettato in modo da poter essere utilizzato anche senza la sua interfaccia utente, come applicazione a riga di comando. Quasi tutti gli oggetti in FreeCAD sono quindi costituiti da due parti: un, il suo componente "geometrico", e un , il suo componente "visivo". Quando si lavora in modalità riga di comando, la parte geometrica è presente, ma la parte visiva è disabilitata.

Per illustrare il concetto diamo un'occhiata al nostro oggetto cubo. Le proprietà geometriche del cubo, come le sue dimensioni, posizione, ecc. sono memorizzate in. Mentre le sue proprietà visive, come il colore, lo spessore della linea, ecc. sono archiviate in. Ciò corrisponde alle schede Dati e Vista nel pannello Proprietà. L'oggetto di visualizzazione di un oggetto è accessibile in questo modo:

Ora puoi anche modificare le proprietà nella scheda Visualizza:

Quando si avvia FreeCAD, la console Python carica da subito due moduli di base: e  (a cui è possibile accedere anche tramite le loro scorciatoie  e ). Queste contengono tutti i tipi di funzionalità generiche per lavorare con i documenti e i loro oggetti. Per illustrare questo concetto, si noti che sia che  contengono un attributo, che è il documento attualmente aperto. e non sono tuttavia lo stesso oggetto. Sono i due componenti di un documento FreeCAD e contengono attributi e metodi diversi. Ad esempio, contiene, che è la vista 3D attualmente aperta.

Moduli
Il vero potere di FreeCAD risiede nei suoi moduli, con i rispettivi ambienti di lavoro. L'applicazione di base di FreeCAD è più o meno un contenitore vuoto. Senza i suoi moduli può fare poco più che creare nuovi documenti vuoti. Ogni modulo non solo aggiunge nuovi ambienti di lavoro all'interfaccia, ma anche nuovi comandi Python e nuovi tipi di oggetti. Di conseguenza, nello stesso documento possono coesistere diversi tipi di oggetti, anche totalmente incompatibili. I moduli più importanti di FreeCAD che esamineremo in questo tutorial sono: Part, Mesh, Sketcher e Draft.

Sketcher e Draft utilizzano entrambi il modulo Part per creare e gestire la loro geometria. Mentre Mesh è totalmente indipendente e gestisce i propri oggetti. Maggiori informazioni di seguito.

È possibile sapere quali tipi di oggetti di base sono disponibili per il documento corrente in questo modo:

I diversi moduli di FreeCAD non vengono caricati automaticamente nella console Python. Questo per evitare un avvio molto lento. I moduli vengono caricati solo quando ne hai bisogno. Quindi, ad esempio, per esplorare cosa c'è all'interno del modulo Parte:

Ma parleremo più avanti del modulo Parte.

Modulo Mesh
I Mesh sono un tipo molto semplice di oggetti 3D, utilizzati ad esempio da Sketchup, Blender o 3D studio Max. Essi sono composti da 3 elementi: i punti (chiamati anche vertici), le linee (chiamate anche bordi) e le facce. In molte applicazioni, inclusa FreeCAD, le facce possono avere solo tre vertici. Naturalmente nulla impedisce di avere una faccia piana più grande composta da diverse facce triangolari complanari.

Gli oggetti mesh (grigliati) sono semplici, ma poiché sono semplici si può facilmente averne a milioni in un unico documento. In FreeCAD sono poco usati, e lo sono per lo più per importare oggetti in formato mesh (.Stl, .Obj) da altre applicazioni. Comunque sono stati ampiamente utilizzati come principale modulo di test nel primo mese di vita di FreeCAD.

Gli oggetti mesh e gli oggetti FreeCAD sono cose diverse. Si può pensare l'oggetto FreeCAD come un contenitore per un oggetto Mesh (e, come vedremo più avanti, anche per gli oggetti Parte). Quindi, per aggiungere un oggetto mesh in FreeCAD, dobbiamo prima creare un oggetto FreeCAD e un oggetto Mesh, poi aggiungere l'oggetto Mesh all'oggetto FreeCAD:

Questo è un esempio standard, che utilizza il metodo createSphere per creare automaticamente una sfera, ma si può benissimo creare propri oggetti mesh da uno schizzo, definendo i loro vertici e facce.

Per ulteriori informazioni leggere Script per Mesh...

Parte
Il Modulo Parte è il modulo più potente di tutto FreeCAD. Permette di creare e manipolare oggetti BRep. Gli oggetti di questo tipo, a differenza dei mesh, possono avere un'ampia varietà di componenti.

In breve, BRep significa Boundary Representation. Questo significa che essi sono definiti dalle loro superfici, che racchiudono e definiscono un volume interno. Queste superfici possono essere varie cose, come facce piane o superfici NURBS molto complesse. Essi inoltre incorporano il concetto di volume.

The Part module is the most powerful module in the whole of FreeCAD. It allows you to create and manipulate BRep objects. BREP stands for "Boundary Representation". A BREP object is defined by surfaces that enclose and define an inner volume. Unlike meshes, BREP objects can have a wide variety of components from planar faces to very complex NURBS surfaces.

Il modulo Parte si basa sulla potente libreria OpenCasCade, che permette di eseguire facilmente sugli oggetti una vasta gamma di operazioni complesse, come le operazioni booleane, gli arrotondamenti, loft, ecc ..

Il modulo Parte funziona allo stesso modo del modulo Mesh: Si crea un oggetto FreeCAD, un oggetto Parte, quindi si aggiunge l'oggetto Parte all'oggetto FreeCAD:

Il modulo Parte (come il modulo Mesh) ha anche un comando veloce che crea automaticamente un oggetto FreeCAD e gli attribuisce una forma, in questo modo è possibile accorciare le 3 ultime righe dell'esempio precedente con:

Esplorando il contenuto di myShape, noterete che sono disponibili vari sotto-componenti interessanti quali Facce, Bordi, Vertici, Solidi e Superfici, e una vasta gamma di operazioni geometriche come taglio (sottrazione), comune (intersezione) o fusione (unione). La pagina Script di dati topologici spiega tutto questo in modo dettagliato.

Approfondimento sugli script in Parte...

Draft
FreeCAD offre altri moduli, quali Schizzo o Draft, che creano anche loro degli oggetti Parte, ma vi aggiungono dei parametri, o usano un modo diverso per gestire la geometria della Parte.

Il box del nostro precedente esempio è un esempio di perfetto oggetto parametrico.

Per definire il box, basta specificare solo pochi parametri, quali altezza, larghezza e lunghezza. Sulla base di questi dati, l'oggetto calcolerà automaticamente la sua forma Parte. FreeCAD consente di creare questi oggetti con Python.

FreeCAD features many more modules, such as Sketcher and Draft, that also create Part objects. These modules add additional parameters to the objects created, or even implement a whole new way to handle the Part geometry in them. Our box example above is a perfect example of a parametric object. All you need to define the box is to specify the parameters height, width and length. Based on those, the object will automatically calculate its Part shape. FreeCAD allows you to create such objects in Python.

Il Modulo Draft aggiunge un paio di tipi di oggetti 2D parametrici (che sono tutti oggetti di Parte) quali linee e cerchi, e fornisce anche alcune funzioni generiche che funzionano non solo sugli oggetti creati con Draft, ma su qualsiasi oggetto Parte. Per esplorare ciò che è disponibile, fare semplicemente:

Interfaccia
L'interfaccia utente di FreeCAD è realizzata con Qt, un potente sistema di interfaccia grafica, responsabile del disegno e della gestione di tutti i comandi, dei menu, delle barre degli strumenti e dei pulsanti per la vista 3D.

Qt offre un modulo, chiamato PySide, che consente a Python di accedere e modificare le interfacce Qt, come quella di FreeCAD.

Proviamo a giocherellare con l'interfaccia Qt e produrre una semplice finestra di dialogo:

The FreeCAD user interface is made with Qt, a powerful graphical interface system, responsible for drawing and handling all the controls, menus, toolbars and buttons around the 3D view. Qt provides a module, PySide, which allows Python to access and modify Qt interfaces such as FreeCAD's. Let's try to fiddle with the Qt interface and produce a simple dialog:

Notare che la finestra di dialogo che appare contiene l'icona di FreeCAD nella sua barra degli strumenti, questo significa che Qt sa che l'ordine è stato emesso all'interno dell'applicazione FreeCAD. Quindi si può con facilità e manipolare direttamente qualsiasi parte dell'interfaccia di FreeCAD.

Qt è un sistema di interfaccia molto potente, che permette di fare cose molto complesse, inoltre dispone anche di vari strumenti molto facili da usare, come il Qt Designer con il quale è possibile progettare graficamente le finestre di dialogo e poi aggiungerle all'interfaccia di FreeCAD con poche righe di codice Python.

Quì si trovano altre informazioni su PySide...

Macro
Ora che avete una buona conoscenza delle nozioni di base, dove conserviamo i nostri script Python, e come facciamo per eseguirli facilmente in FreeCAD? Per questo vi è un sistema semplice, chiamato Macro.

Una macro è semplicemente uno script Python, che può essere aggiunto a una barra degli strumenti e poi essere lanciato con un semplice clic del mouse.

FreeCAD fornisce un semplice editor di testo (Macro → Macro → Crea) in cui è possibile scrivere o incollare degli script. Terminata la scrittura, il menu Strumenti → Personalizza → Macro permette di definire un pulsante per questo script che può anche essere aggiunto alle barre degli strumenti.

Now that you have a good understanding of the basics, where are we going to keep our Python scripts, and how are we going to launch them inside FreeCAD? There is an easy mechanism for that, called Macros. A macro is a Python script that can be added to a toolbar and launched via a mouse click. FreeCAD provides you with a simple text editor where you can write or paste scripts. Once the script is done, use to define a button for it that can be added to toolbars.

Ora siete pronti per approfondire le conoscenze sull'uso degli script in FreeCAD.

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