几何脚本创建快速入门：CAESES操作指南

录制/创建几何建模的脚本是件很酷的事！它能够让你创建出高度定制的几何部件——这些部件通常不能很方便的在普通图形界面中创建出来。市场上大部分的CAD工具都至少会提供一些基本的小程序或者脚本，使用户能够自动的重新生成几何或者使用调用宏运行重复的任务。通常，这些脚本是可以录制的，或者可以由用户在某种专有的编译环境中手动创建。这类有录制脚本功能的软件工具有SpaceClaim、FreeCAD、在线CAD平台Onshape等。

对于我们的CAD建模和优化平台CAESES来说，这种自动化的理念10年之前就有了。CAESES是一个完全基于命令和面向对象的结构，一直致力于脚本编写及几何自动创建的工作。在这个面向对象的结构之上，我们创建了一个直观的图形用户界面。

这篇快速指南概述了CAESES中的建模理念和编程功能。

对象类型和命令

首先，我们来快速浏览一下CAESES的基础：基本上所有东西都是一个特定类型的对象。譬如，你创建了一个名为“P1”的3D点，它会出现在对象树并且它的类型是F3DPoint（所有的类型都以“F”打头）。选中这个点之后，你可以设置它的X、Y、Z坐标。

然而，如果你点击了编辑域旁边的“帮助”按钮，你就能看到在后台实际触发了哪个命令。在我们这个案例中，它采用了“setX()”这个命令。换句话说，一旦你为“X”设定了一个值，后台就执行了“p1.setX(0.5)”（为P1点的X坐标赋值0.5）这个命令。

为一个点设置X坐标：在后台显示触发的命令

参考手册

在软件的参考手册Documentation中有每个几何类型的命令和类型层次结构的说明文档。只需单击对象编辑器中的类型图标，即可在主窗口中显示文档。它包含了类似于设置X坐标这种类型的命令以及一些其他功能的命令。

层次结构

正如前面提到的，CAESES是一个面向对象的平台——类似于其他一些包含类结构的编程语言。子类型可以从父类型派生属性和命令。譬如，圆（FCircle）是一种特殊类型的曲线（FCurve）。其他类型的曲线，如贝塞尔曲线或者插值曲线，所有这些专用曲线都可以使用从父曲线类型派生的命令。

譬如：你可以使用“getLength()”这些命令来计算任意曲线的长度，计算曲率，抓取曲线的位置，或者寻求曲线的起点和终点。所有这些命令都来自父类型“FCurve”，并且它们适用于所有派生的曲线类型。另一方面，“getRadius()”命令则只适用于圆。

在GUI中使用命令

目前为止，我们知道了去哪儿找到这些命令。那么怎么使用它们呢？首先，在GUI中我们可以在任何编辑器中直接定义公式，这里就可以使用这些类型的命令。

另外也可以通过CAESES的控制台来启动命令。选中对象，输入”.”及相关命令，譬如，“设置半径为0.5”（“.setRadius(0.5)”）命令就可以设置所选中圆的半径。或者，如果没有选择任何对象，就需要使用全名加命令，譬如，“circle.setRadius(0.5)”.这种模式也适用于CAESES批处理模式编写的脚本，即非GUI模式下的操作。

特征定义编辑器

CAESES提供了一个创建脚本的环境，提供全面的调试功能。在编辑器内可以使用平台的整个命令集定义相关的功能。请参阅下面的屏幕截图，其中创建了名称为“inlet”的简单圆弧。

在编辑器的“Arguments”选项卡中预先定义变量“R”，它由用户自己输入。此代码片段的结果在下一个屏幕截图中给出，其中此功能定义的实例显示在对象树中：

对象“test”是特征定义“myComponent”的一个实例，而且唯一的输入是半径“R”。这个特征定义可以显示在对象树里，在节点“Feature Definitions”的正下方，并可以导出为文件，在其他工程文件中调用。它可以随时进行修改，所有已创建的实例都将自动更新。

控制语句

与对象树中的交互式几何设置相比，在这里你可以使用各种控制语句，实现更丰富的功能。它会带来更高的灵活性，并允许你创建任何类型的复杂几何图形。CAESES提供以下语句：

●  If/else

●  While

●  Loop

●  For each

●  Switch

数学函数：

在CAESES的参考手册中，有一栏“Global Commands”，这里边包含一些数学函数。这些函数也可以在你创建自定义功能时使用。典型的有：

●  sin(), cos(), tan(), atan()

●  ln(), log()

●  crossproduct(), dotproduct()

●  floor(), ceil()

●  min(), max(), modulo()

●  pow(), sqrt()

●  rand()

I/O文件处理

使用CAESES的特征编辑器，你不但可以脚本化几何体生成过程，还可以利用文件I/O方法来写出或读入文件。这是实现定制化导入和导出格式的一种简便方法。

外部过程

类似于典型的编程语言，在这里也可以启动外部进程。等待该进程终止，可以继续进行下一步的操作，例如收集结果数据等。以下是触发外部进程的示例：

批处理模式

除此之外，脚本和自动化的功能还可以应用在CAESES的批处理模式中。这种模式不需要启动GUI，它允许用户将强大的几何引擎插入到现有设计流程中，可以通过简单的脚本调用生成新的几何模型。

一个CAESES工程文件中的设计参数可以通过set()命令来更改。下面是一个典型的批处理模式下CAESES的控制脚本：

运行批处理模式调用脚本的语句是“CAESES_crt.exe turbocharger.fsc”.

1.  打开工程文件（例如一个参数化的涡轮增压器模型）

2.  根据给定的值来更改参数（比如由一个第三方优化软件来给定）

3.  输出新的几何到现有工程目录

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