Scripted objects/it

Introduzione
Oltre ai tipi di oggetti standard, come le Annotazioni, gli oggetti Mesh e gli oggetti Parte, FreeCAD offre anche la straordinaria possibilità di costruire al 100% oggetti parametrici in script di Python, chiamati Python Features (Caratteristiche Python). Questi oggetti si comportano esattamente come un qualsiasi altro oggetto di FreeCAD, e sono salvati e ripristinati automaticamente con salva/apri il file.

Una particolarità deve essere compresa: per motivi di sicurezza, i file di FreeCAD non contengono mai alcun codice incorporato. Il codice Python che scrivi per creare oggetti parametrici non viene mai salvato all'interno di un file. Ciò significa che se apri un file contenente tale oggetto su un'altra macchina, e quel codice Python non è disponibile su quella macchina, l'oggetto non verrà completamente ricreato. Se distribuisci tali oggetti ad altri, dovrai distribuire anche il tuo script Python, ad esempio come Macro.

Nota: è possibile impacchettare il codice Python all'interno di un file FreeCAD utilizzando la serializzazione json con un App::PropertyPythonObject, ma quel codice non può mai essere eseguito direttamente, e quindi ha poca utilità per il nostro scopo qui.

Le Python Features seguono le stesse regole di tutte le altre funzionalità di FreeCAD: sono divise in una parte App e una parte GUI. La parte App, cioè il Document Object (oggetto del documento), definisce la geometria dell'oggetto, mentre la sua parte grafica, cioè il View Provider Object (fornitore della vista dell'oggetto), definisce come l'oggetto viene disegnato sullo schermo. Il View Provider Object, come qualsiasi altro elemento di FreeCAD, è disponibile solo quando si esegue FreeCAD nella sua GUI (interfaccia grafica). Per costruire il proprio oggetto, sono disponibili diversi metodi e proprietà. La Proprietà deve essere una qualsiasi dei tipi di proprietà predefinite che FreeCAD mette a disposizione. Le proprietà disponibili sono quelle che appaiono nella finestra di visualizzazione delle proprietà per consentire all'utente di modificarle. Con questa procedura, gli oggetti FeaturePython sono realmente e totalmente parametrici. E' possibile definire separatamente le proprietà per l'oggetto e per la sua ViewObject (rappresentazione).

Esempio di base
L'esempio seguente si trova nel file src/Mod/TemplatePyMod/FeaturePython.py, con molti altri esempi:

Cose da notare
Se il tuo oggetto si basa sul ricalcolo non appena viene creato, devi farlo manualmente nella funzione poiché non viene chiamato automaticamente. Questo esempio non lo richiede, perché il metodo della classe  ha lo stesso effetto della funzione, ma gli esempi seguenti si basano sull'essere ricalcolati prima che qualsiasi cosa venga visualizzata nella vista 3D. Negli esempi, questo viene fatto manualmente con, ma in scenari più complessi devi decidere dove ricalcolare l'intero documento o l'oggetto FeaturePython.

Questo esempio produce una serie di analisi dello stack di eccezioni nella finestra di visualizzazione del report. Questo perché il metodo della classe  viene chiamato ogni volta che viene aggiunta una proprietà in. Quando viene aggiunta la prima, le proprietà Width e Height non esistono ancora e quindi il tentativo di accedervi fallisce.

Una spiegazione di e  è nel thread del forum obj.Proxy.Type è un dizionario, non una stringa.

Metodi disponibili
Vedi Metodi FeaturePython per i riferimenti completi.

Proprietà disponibili
Le proprietà sono i veri e propri mattoni per la costruzione degli oggetti FeaturePython. Attraverso di esse, l'utente è in grado di interagire e modificare l'oggetto. Dopo aver creato un nuovo oggetto FeaturePython nel documento (obj=FreeCAD.ActiveDocument.addObject("App::FeaturePython","Box")), è possibile ottenere un elenco delle proprietà disponibili digitando:

Si ottiene un elenco di proprietà disponibili, che sono descritte in modo più approfondito nella pagina FeaturePython Custom Properties:


 * App::PropertyAcceleration
 * App::PropertyAngle
 * App::PropertyArea
 * App::PropertyBool
 * App::PropertyBoolList
 * App::PropertyColor
 * App::PropertyColorList
 * App::PropertyDirection
 * App::PropertyDistance
 * App::PropertyEnumeration
 * App::PropertyExpressionEngine
 * App::PropertyFile
 * App::PropertyFileIncluded
 * App::PropertyFloat
 * App::PropertyFloatConstraint
 * App::PropertyFloatList
 * App::PropertyFont
 * App::PropertyForce
 * App::PropertyFrequency
 * App::PropertyInteger
 * App::PropertyIntegerConstraint
 * App::PropertyIntegerList
 * App::PropertyIntegerSet
 * App::PropertyLength
 * App::PropertyLink
 * App::PropertyLinkChild
 * App::PropertyLinkGlobal
 * App::PropertyLinkHidden
 * App::PropertyLinkList
 * App::PropertyLinkListChild
 * App::PropertyLinkListGlobal
 * App::PropertyLinkListHidden
 * App::PropertyLinkSub
 * App::PropertyLinkSubChild
 * App::PropertyLinkSubGlobal
 * App::PropertyLinkSubHidden
 * App::PropertyLinkSubList
 * App::PropertyLinkSubListChild
 * App::PropertyLinkSubListGlobal
 * App::PropertyLinkSubListHidden
 * App::PropertyMap
 * App::PropertyMaterial
 * App::PropertyMaterialList
 * App::PropertyMatrix
 * App::PropertyPath
 * App::PropertyPercent
 * App::PropertyPersistentObject
 * App::PropertyPlacement
 * App::PropertyPlacementLink
 * App::PropertyPlacementList
 * App::PropertyPosition
 * App::PropertyPrecision
 * App::PropertyPressure
 * App::PropertyPythonObject
 * App::PropertyQuantity
 * App::PropertyQuantityConstraint
 * App::PropertySpeed
 * App::PropertyString
 * App::PropertyStringList
 * App::PropertyUUID
 * App::PropertyVacuumPermittivity
 * App::PropertyVector
 * App::PropertyVectorDistance
 * App::PropertyVectorList
 * App::PropertyVolume
 * App::PropertyXLink
 * App::PropertyXLinkList
 * App::PropertyXLinkSub
 * App::PropertyXLinkSubList
 * Mesh::PropertyCurvatureList
 * Mesh::PropertyMeshKernel
 * Mesh::PropertyNormalList
 * Part::PropertyFilletEdges
 * Part::PropertyGeometryList
 * Part::PropertyPartShape
 * Part::PropertyShapeHistory
 * Path::PropertyPath
 * Path::PropertyTool
 * Path::PropertyTooltable
 * Sketcher::PropertyConstraintList
 * Spreadsheet::PropertyColumnWidths
 * Spreadsheet::PropertyRowHeights
 * Spreadsheet::PropertySheet
 * Spreadsheet::PropertySpreadsheetQuantity
 * TechDraw::PropertyCenterLineList
 * TechDraw::PropertyCosmeticEdgeList
 * TechDraw::PropertyCosmeticVertexList
 * TechDraw::PropertyGeomFormatList

Quando si aggiungono delle proprietà agli oggetti personalizzati, stare attenti a questo:
 * Non utilizzare i caratteri "<" o ">" nelle descrizioni delle proprietà (questo spezza le parti xml nel file .fcstd)
 * Le proprietà sono memorizzate in ordine alfabetico nel file .fcstd. Se si dispone di una forma (Shape) nelle proprietà, qualsiasi proprietà il cui nome, in ordine alfabetico, viene dopo "Shape", verrà caricato DOPO la forma (Shape), e questo può causare strani comportamenti.

Un elenco completo degli attributi delle proprietà può essere visualizzato nel file PropertyStandard C++ header. Ad esempio, se vuoi consentire all'utente di inserire solo un intervallo limitato di valori (ad es. Usando PropertyIntegerConstraint), in Python assegnerai una tupla contenente non solo il valore della proprietà, ma anche il limite inferiore e superiore, nonché la dimensione del passo, come sotto:

Tipi di proprietà
Di default, le proprietà possono essere aggiornate. È possibile creare delle proprietà di sola lettura, per esempio nel caso si vuole mostrare il risultato di un metodo. È anche possibile nascondere una proprietà. Il tipo di proprietà può essere impostata usando

dove mode è un indice che può essere impostato: 0 -- default mode, lettura e scrittura 1 -- solo lettura 2 -- nascosto

Gli EditorModes non sono fissati nel file reload di FreeCAD. Questo può essere fatto dalla funzione __setstate__. Vedere http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=13460&start=10#p108072. Usando setEditorMode le proprietà sono in sola lettura soltanto in PropertyEditor. Esse possono ancora essere modificate da un comando Python. Per renderle davvero in sola lettura le impostazioni devono essere passate direttamente all'interno della funzione addProperty. Per un esempio, vedere http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=13460&start=20#p109709.

Utilizzando l'impostazione diretta nella funzione addProperty, si hanno anche più possibilità. In particolare, è interessante contrassegnare una proprietà come proprietà di output. In questo modo FreeCAD non contrassegnerà l'elemento come variato durante la modifica (quindi non è necessario ricalcolare).

Esempio di proprietà di output (vedi anche https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=24928):

I tipi di proprietà che possono essere impostati all'ultimo parametro della funzione addProperty sono: 0 -- Prop_None, nessun tipo di proprietà speciale 1 -- Prop_ReadOnly, la proprietà è di sola lettura nell'editor 2 -- Prop_Transient, la proprietà non verrà salvata nel file 4 -- Prop_Hidden, la proprietà non apparirà nell'editor 8 -- Prop_Output, la proprietà modificata non tocca il suo contenitore principale 16 -- Prop_NoRecompute, la proprietà modificata non tocca il suo contenitore per il ricalcolo

È possibile trovare questi diversi tipi di proprietà definiti nell'intestazione del codice sorgente C++ per PropertyContainer.

Un altro esempio più complesso
In questo esempio si utilizza il Modulo Part per creare un ottaedro, quindi si crea la sua rappresentazione Coin con Pivy.

Prima si crea l'oggetto del documento:

In seguito si crea il fornitore della vista dell'oggetto (view provider object), responsabile di mostrare l'oggetto nella scena 3D:

Infine, dopo che l'oggetto e il suo visualizzatore sono definiti, basta solo chiamarli (La classe Octahedron e il codice della classe viewprovider possono essere copiati direttamente nella console Python di FreeCAD)::

Rendere gli oggetti selezionabili
Se volete rendere il vostro oggetto selezionabile, o almeno una parte di esso, facendo clic su di esso nella finestra, è necessario includere la sua geometria Coin all'interno di un nodo SoFCSelection. Se l'oggetto ha una rappresentazione complessa, con widget, annotazioni, etc, si potrebbe voler includere solo una parte di esso in un SoFCSelection. Tutto quello che compone un SoFCSelection viene costantemente analizzato da FreeCAD per rilevare selezioni/preselezioni, quindi non ha senso sovraccaricarlo con delle scansioni non necessarie.

Una volta che le parti dello scenegraph, che devono essere selezionabili, si trovano all'interno dei nodi SoFCSelection, è necessario fornire due metodi per gestire il percorso di selezione. Il percorso di selezione può assumere la forma di una stringa che fornisce i nomi di ciascun elemento nel percorso o di un array di oggetti scenegraph. I due metodi che fornisci sono, che converte da un percorso stringa in un array di oggetti scenegraph, e , che prende un elemento su cui è stato fatto clic nello scenegraph e restituisce il suo nome di stringa (nota, non il suo percorso di stringa).

Here is the molecule example above, adapted to make the elements of the molecule selectable:

Lavorare con le forme semplici
Se l'oggetto parametrico produce semplicemente una forma, non è necessario utilizzare un fornitore di vista dell'oggetto (view provider object). La forma viene visualizzata utilizzando la rappresentazione della forma standard di FreeCAD:

Lo stesso codice con l'uso di ViewProviderLine

Scenegraph Structure
You may have noticed that the examples above construct their scenegraphs in slightly different ways. Some use while others use.

Each feature in a FreeCAD document is based the following scenegraph structure:

The displays only one of its children, depending on which display mode is selection in FreeCAD.

The examples which use are constructing their scenegraphs solely out of coin3d scenegraph elements. Under the covers, adds a new child to the ; the name of that node will match the display mode it was passed.

The examples which use also construct part of their geometry using functions from the Part workbench, such as. This constructs the different display mode scenegraphs under the ; when we later come to add coin3d elements to the scenegraph, we need to add them to the existing display mode scenegraphs using rather than creating a new child of the.

When using to add geometry to the scenegraph, each display mode should have its own node which is passed to ; don't reuse the same node for this. Doing so will confuse the selection mechanism. It's okay if each display mode's node has the same geometry nodes added below it, just the root of each display mode needs to be distinct.

Here is the above molecule example, adapted to be drawn only with Coin3D scenegraph objects instead of using objects from the Part workbench:

Part Design scripted objects
When making scripted objects in Part Design the process is similar to the scripted objects discussed above, but with a few additional considerations. We must handle 2 shape properties, one for the shape we see in the 3D view and another for the shape used by the pattern tools, such as polar pattern features. The object shapes also needs to be fused to any existing material already in the Body (or cut from it in the case of Subtractive features). And we must account for the placement and attachment of our objects a little bit differently.

Part Design scripted solid object features should be based on either PartDesign::FeaturePython, PartDesign::FeatureAdditivePython, or PartDesign::FeatureSubtractivePython rather than Part::FeaturePython. Only the Additive and Subtractive variants can be used in pattern features, and if based on Part::FeaturePython when the user drops the object into a Part Design Body it becomes a BaseFeature rather than being treated by the Body as a native Part Design object. Note: all of these are expected to be solids, so if you are making a non-solid feature it should be based on Part::FeaturePython or else the next feature in the tree will attempt to fuse to as a solid and it will fail.

Here is a simple example of making a Tube primitive, similar to the Tube primitive in Part Workbench except this one will be a Part Design solid feature object. For this we will 2 separate files: pdtube.FCMacro and pdtube.py. The .FCMacro file will be executed by the user to create the object. The .py file will hold the class definitions, imported by the .FCMacro. The reason for doing it this way is to maintain the parametric nature of the object after restarting FreeCAD and opening a document containing one of our Tubes.

First, the class definition file:

And now the macro file to create the object:

Ulteriori informazioni
Ci sono alcune discussioni nel forum molto interessanti su script di oggetti:

Additional pages:
 * Scripted objects saving attributes
 * Scripted objects migration
 * Scripted objects with attachment
 * Viewproviders

Interesting forum threads about scripted objects:


 * Python object attributes lost at load
 * New FeaturePython is grey
 * Explanation on __getstate__ and __setstate__, official documentation
 * Eigenmode frequency always 0?
 * how to implement python feature's setEdit properly?

Oltre agli esempi presentati qui dare un'occhiata al codice sorgente di FreeCAD src/Mod/TemplatePyMod/FeaturePython.py per ulteriori esempi.