OpenCASCADE 6.6.0 がリリースされて数ヶ月経ちますが、ようやく自宅の環境でもビルドする暇が出来たので手順を書いておきたいと思います。
手順と言っても、ソースコードを落としてきて make するだけなので、すごく簡単です。

OpenCASCADE 6.6.0 のビルド

うちの環境は相変わらず Debian 7.0 の x86 環境ですので、その環境を前提として書いています。
まず、公式サイトのダウンロードページより、6.6.0 の樽玉を落としてきます。ここでは、/tmp/occ640 を作業ディレクトリにしますので、そこに落とします。ダウンロードの際は、公式サイトにユーザ登録する必要があります。

ダウンロード後、次のコマンドを実行します。

[bash]
cd /tmp/occ640
tar zxvf OpenCASCADE660.tgz
cd ros
./build_configure

configure が生成される

./configure –enable-data –enable-algo –enable-vis –enable-caf –enable-dxe –enable-draw \
–with-tbb-include=/usr/include/tbb –with-tbb-library=/usr/lib –with-freeimage=/usr/include \
–with-gl2ps=/usr/include
[/bash]

configure にビルドするコンポーネントと OpenCASCADE が利用しているライブラリのパスを指定しています。何も指定しなくても最低限の構成でビルドすることは出来ますが、最低限の構成だと IGES の読み書きすらまともにできないので、全ビルドするように指定しています。

./configure を実行する際、ログの最後のほうに出てくるレポートを参考にしてください。

[bash]

3rdparty mandatory products

freetype : yes
tcltk : yes

3rdparty optional products

gl2ps : yes
freeimage : yes
tbb includes : yes
tbb libraries : yes
qt : no (–with-qt=DIR option was not defined)

Component Build

---

FoundationClasses yes
ModelingData yes
ModelingAlgorithms yes
Visualization yes
ApplicationFramework yes
DataExchange yes
Draw yes
[/bash]

私の場合、サンプルとして付属する Qt プロジェクトでのみ利用されている「qt」の部分以外は、全て有効にしました。freetype、tcktk が欠落していると、Component の Visualization 以下のビルドができません。tbb は Intel の CPU で効率的にマルチスレッドを実現するためのライブラリです。

参考までに、私の Debian では次のパッケージをインストールしました。

[bash]
sudo aptitude install libxmu-dev libfreetype6-dev
sudo aptitude install tcl-dev tk-dev
sudo aptitude install libgl2ps-dev libfreeimage-dev libtbb-dev
[/bash]

それぞれの開発パッケージに含まれるヘッダファイル、ライブラリファイルは、sudo dpkg -L パッケージ名 で確認することができます。これを基に、configure オプションの –with-tbb-include= といったオプションを指定します。
どの Component が必要か取捨選択できるようになるまでは、とりあえず全部動くようにしておくのが無難でしょう。上の configure のレポートのようになったら、後は make するだけです。

[bash]
make
[/bash]

ちなみに、最後の make は非常に時間がかかります。私の環境(core i5/x86、SSD、シングルスレッドビルド)で、396分かかりました。

ビルド後のチェック

ビルドが完了したら、そのまま sudo make install してもいいのですが、コワイのでまずちゃんと使えるかチェックします。

正常にビルドができていれば、共有ライブラリは ros/adm/lin/amk//.libs/lib.so に生成されているはずです。また、ヘッダファイルは ros/inc に格納されているので、次のようにオプションを指定すれば、OpenCASCADE を利用したアプリケーションのビルドをすることが出来ます。

[bash]
cd ros
mkdir mysrc
cd mysrc
vim test.cpp
cat test.cpp

include <stdio.h>

include "Standard_Boolean.hxx"

// サンプルプログラム
int main()
{
Standard_Boolean n = Standard_True;
printf("%d\n", n);
return 0;
}
g++ -lTKernel -I/tmp/occ660/ros/inc -L/tmp/occ660/ros/adm/lin/amk//.libs test.cpp
LD_LIBRARY_PATH=/tmp/occ660/adm/lin/amk//.libs ./a.out
1
[/bash]

OpenCASCADE で利用される基本型 Standard_Boolean を用いたサンプルプログラムをビルドし、実行した模様です。最終行のように「1」が表示されれば、OpenCASCADE が利用できるようになっています。

インストール

正常に使えている事が確認できたら、次のコマンドでインストールします。

[bash]
make install
[/bash]

これでライブラリは /usr/local/lib、ヘッダファイルは /usr/local/inc に格納されます。また、DRAWEXE といった実行ファイルが /usr/local/bin に設置されます。

最後に、OpenCASCADE のサンプルプロジェクトなどで ros ディレクトリ以下のファイルを利用しますので、作業ディレクトリを

[bash]
mv /tmp/occ660 /opt/
[/bash]

しておき、$HOME/.profile に $CASROOT=/opt/occ660/ors を追記しておきます。

Windows でのビルド

Windows における OpenCASCADE は、標準ビルド環境が Microsoft Visual Studio のソリューションファイルとして提供されている為、前項のような開発者の環境に合わせた条件付きコンパイルがやりづらくなっています。基本的な手順は、6.5.4 の手順と変わりません。

OpenCASCADE では、標準のファイル形式として OpenCASCADE BRep ファイルというものを用いています。一般的に BREP というと、Boundary REPresentation (境界表現) 自体のことを差しますが、ここでは、「OpenCASCADE で表現できるトポロジー形状を保存するためのファイルフォーマット」とし区別して、BRepファイルと呼ぶことにします。

TopoDS_Shape 型になっているトポロジー形状のファイルへの保存、読み込みは、すごく簡単です。実際にコードを見てみましょう。

[cpp]

include <iostream>

include <TopoDS.hxx>

include <gp_Pnt.hxx>

include <TopoDS_Solid.hxx>

include <BRepPrimAPI_MakeBox.hxx>

include <BRepTools.hxx>

int main(int c, char** v)
{
// ソリッド作成
gp_Pnt opos(0.0, 0.0, 0.0);
BRepPrimAPI_MakeBox box(opos, 10.0, 10.0, 10.0);
TopoDS_Solid solid = box.Solid();

// ファイルへ出力
BRepTools::Write(solid, "test.brep");

// ファイルから入力
TopoDS_Shape shape;
BRep_Builder bb;
BRepTools::Read(shape, "test.brep", bb);

std::cout << "Readed shape type no is " << shape.ShapeType() << std::endl;
// TopAbs_SOLID を表す、「2」が表示される

return 0;

}
[/cpp]

今回のキモは、BRepTools.hxxを読み込み、BRepTools::Write() または Read() でファイルパスや TopoDS_Shape オブジェクトを指定している部分です。まあ、ほとんど説明する必要がないと思います。
Write()/Read() は、ファイルパス文字列の他、ストリームを渡すことも可能です。

[cpp]
// 文字列ストリームへ出力
std::ostringstream ost;
BRepTools::Write(solid, ost);
std::cout << ost.str() << std::endl;

// 文字列ストリームから入力
std::istringstream ist;
ist.str(ost.str());
BRepTools::Read(shape, ist, bb);
std::cout << "Readed shape type no is " << shape.ShapeType() << std::endl;
[/cpp]

BRep ファイルの中身は、プレーンテキストです。上の例で出力した内容は次のようになりました。

[cpp]
DBRep_DrawableShape

CASCADE Topology V1, (c) Matra-Datavision
Locations 0
Curve2ds 24
1 0 0 1 0
1 0 0 1 0
1 10 0 0 -1
1 0 0 0 1
1 0 -10 1 0
1 0 0 1 0
1 0 0 0 -1
1 0 0 0 1
1 0 0 1 0
1 0 10 1 0
1 10 0 0 -1
1 10 0 0 1
1 0 -10 1 0
1 0 10 1 0
1 0 0 0 -1
1 10 0 0 1
1 0 0 0 1
1 0 0 1 0
1 10 0 0 1
1 0 0 1 0
1 0 0 0 1
1 0 10 1 0
1 10 0 0 1
1 0 10 1 0
Curves 12
1 0 0 0 0 0 1
1 0 0 10 -0 1 0
1 0 10 0 0 0 1
1 0 0 0 -0 1 0
1 10 0 0 0 0 1
1 10 0 10 0 1 0
1 10 10 0 0 0 1
1 10 0 0 -0 1 0
1 0 0 0 1 0 -0
1 0 0 10 1 0 -0
1 0 10 0 1 0 -0
1 0 10 10 1 0 -0
Polygon3D 0
PolygonOnTriangulations 0
Surfaces 6
1 0 0 0 1 0 -0 0 0 1 0 -1 0
1 0 0 0 -0 1 0 0 0 1 1 0 -0
1 0 0 10 0 0 1 1 0 -0 -0 1 0
1 0 10 0 -0 1 0 0 0 1 1 0 -0
1 0 0 0 0 0 1 1 0 -0 -0 1 0
1 10 0 0 1 0 -0 0 0 1 0 -1 0
Triangulations 0

TShapes 34
Ve
1e-07
0 0 10
0 0

0101101
*
Ve
1e-07
0 0 0
0 0

0101101
*
Ed
1e-07 1 1 0
1 1 0 0 10
2 1 1 0 0 10
2 2 2 0 0 10
0

0101000
-34 0 +33 0 *
Ve
1e-07
0 10 10
0 0

0101101
*
Ed
1e-07 1 1 0
1 2 0 0 10
2 3 1 0 0 10
2 4 3 0 0 10
0

0101000
-31 0 +34 0 *
Ve
1e-07
0 10 0
0 0

0101101
*
Ed
1e-07 1 1 0
1 3 0 0 10
2 5 1 0 0 10
2 6 4 0 0 10
0

0101000
-31 0 +29 0 *
Ed
1e-07 1 1 0
1 4 0 0 10
2 7 1 0 0 10
2 8 5 0 0 10
0

0101000
-29 0 +33 0 *
Wi

0101000
-32 0 -30 0 +28 0 +27 0 *
Fa
0 1e-07 1 0

0111000
+26 0 *
Ve
1e-07
10 0 10
0 0

0101101
*
Ve
1e-07
10 0 0
0 0

0101101
*
Ed
1e-07 1 1 0
1 5 0 0 10
2 9 6 0 0 10
2 10 2 0 0 10
0

0101000
-24 0 +23 0 *
Ve
1e-07
10 10 10
0 0

0101101
*
Ed
1e-07 1 1 0
1 6 0 0 10
2 11 6 0 0 10
2 12 3 0 0 10
0

0101000
-21 0 +24 0 *
Ve
1e-07
10 10 0
0 0

0101101
*
Ed
1e-07 1 1 0
1 7 0 0 10
2 13 6 0 0 10
2 14 4 0 0 10
0

0101000
-21 0 +19 0 *
Ed
1e-07 1 1 0
1 8 0 0 10
2 15 6 0 0 10
2 16 5 0 0 10
0

0101000
-19 0 +23 0 *
Wi

0101000
-22 0 -20 0 +18 0 +17 0 *
Fa
0 1e-07 6 0

0111000
+16 0 *
Ed
1e-07 1 1 0
1 9 0 0 10
2 17 2 0 0 10
2 18 5 0 0 10
0

0101000
-23 0 +33 0 *
Ed
1e-07 1 1 0
1 10 0 0 10
2 19 2 0 0 10
2 20 3 0 0 10
0

0101000
-24 0 +34 0 *
Wi

0101000
-14 0 -22 0 +13 0 +32 0 *
Fa
0 1e-07 2 0

0111000
+12 0 *
Ed
1e-07 1 1 0
1 11 0 0 10
2 21 4 0 0 10
2 22 5 0 0 10
0

0101000
-19 0 +29 0 *
Ed
1e-07 1 1 0
1 12 0 0 10
2 23 4 0 0 10
2 24 3 0 0 10
0

0101000
-21 0 +31 0 *
Wi

0101000
-10 0 -18 0 +9 0 +28 0 *
Fa
0 1e-07 4 0

0111000
+8 0 *
Wi

0101000
-27 0 -10 0 +17 0 +14 0 *
Fa
0 1e-07 5 0

0111000
+6 0 *
Wi

0101000
-30 0 -9 0 +20 0 +13 0 *
Fa
0 1e-07 3 0

0111000
+4 0 *
Sh

0101100
-25 0 +15 0 -11 0 +7 0 -5 0 +3 0 *
So

1100000
+2 0 *

+1 0
[/cpp]

本日のまとめ

TopoDS_Shape 型のオブジェクトを保存、読み込むには BRepTools::Write() または Read() を用いる。

トポロジーオブジェクトの種類

OpenCASCADE には、次のようなトポロジカルな形状があります。※トポロジーとジオメトリーに関しては、別記事をご覧ください。

• Vertex バーテックス
  ジオメトリの Point に相当する0次元の形状。
• Edge エッジ
  始終点に Vertex を持つ曲線や直線。
• Wire ワイヤ
  連続した Edge の集合。曲線を含む複数のEdgeからなるポリラインや、閉じた輪形状などを表わす。単にEdge が複数連なっているだけではなく、どのEdgeがどのEdgeに連結しているか、という結びつけの情報や、「自身が Closed であるか」(輪形状か)という属性値を持つ。
   
  
• Face フェイス
  閉じたWireによって囲まれた曲面。平面も含む。
• Shell シェル
  Edgeにより連結されたFaceの集合。複数の面から構成されたものや、閉じた空間などを表す。Faceを並べただけではなく、あるFaceは別のFaceと、あるEdgeを共有して連結している、という結びつけの情報を持つ。
   
  
• Solid ソリッド
  閉じたシェルによって構成される空間を内と外に分けたもの。空間が分けられることにより、ボリューム(容積)を計算することが可能。シェルを空の箱に例えると、ソリッドは中身が積まった固体。
• CompSolid コンプ・ソリッド
  Faceにより連結された Solid の集合。
• Compound コンパウンド
  上記、7種類を全て含むことができる「複合体」。種類の違う一つ以上のオブジェクトをまとめる為に利用される形状なので、「形状のグループ」として考えても相違ない。Compound自身もCompoundの中に詰め込むことができる。

それぞれ、プログラムコード中では、TopoDS_Edge や TopoDS_Face というように、TopoDS_ 接頭辞が付きます。また、これらの形状をまとめて Shape (形状)と言い、TopoDS_Shape 型で表わされます。TopoDS_Shape 型は、これらの形状の型の親クラスとなっているので、ワイルドカード的な利用ができます。

TopoDS_Shape 型

OpenCASCADE では、幾何演算の結果をよく TopoDS_Shape 型でユーザに返却します。これは、前述のとおり、点だろうが面だろうが関係なく、漠然と「形状(Shape)」を表している型なので、ユーザが正しく形状を扱うには、Shape の実体として何が詰まっているかを知らなければなりません。そこで、TopoDS_Shape には、ShapeType() というメンバ関数が準備されており、このタイプを見ることによって、TopoDS_Edge や TopoDS_Face に安全にダウンキャストすることができます。

[cpp]
// 何らかの処理で Shape 型の S を受け取る
TopoDS_Shape S = …
if (S.ShapeType() == TopAbs_FACE) { // Face かな？
TopoDS_Face F = TopoDS::Face(S); // Shape を Face にダウンキャスト
…
}
else …
[/cpp]

ShapeType() の戻り値はTopAbs_ShapeEnum 列挙型で、この列挙型の内容は上で紹介した型と対応しています。また、TopoDS_Shape のそれぞれの派生クラスへのダウンキャストは、TopoDS::Face(S) のように行ないます。

トポロジー・エクスプローラ

上で紹介したとおり、ある形状は子要素となる形状によって構成されています。例えばFaceの場合、Faceを構成しているWireやEdge、Vertexといった子要素が含まれています。これらの親要素と子要素は、ともにトポロジカルな関係を持っていますので、例えば、Edgeの集合(つまりWire)からFaceを作成した後に、Edgeの一部を変更した場合、それに追従してFaceの形状も変化することになります。

ある形状を構成している子要素を取得するには、トポロジー・エクスプローラ TopExp_Explorer を用います。

[cpp]
// ソリッド作成
gp_Pnt opos(0.0, 0.0, 0.0);
BRepPrimAPI_MakeBox box(opos, 10.0, 10.0, 10.0);
TopoDS_Solid solid = box.Solid();

// ソリッドに対し、構成要素のFaceを取得するエクスプローラを作成
TopExp_Explorer ex(solid, TopAbs_FACE);

// Face を取得
for (; ex.More(); ex.Next()) {
TopoDS_Face face = TopoDS::Face(ex.Current());
std::cout << "Face: " << face.HashCode(0xFF) << std::endl;
}
[/cpp]

上記のように、対象物を solid とし、取得したい型の TopAbs_FACE を指定して TopExp_Explorer のインスタンスを作成してあげます。TopExp_Explorer はイテレータ型ではありませんが、イテレータのように振る舞うオブジェクトですので、::More() や ::Next()、::Current() メソッドを使って、構成している子要素を取得していきます。列挙される順番は保証されていないようです。

上記の例では、6 枚の Face を取得することができます。また、取得した子要素 Face に対して、さらに別のエクスプローラ(TopAbs_EDGE を指定)を作成して、Edge を取ってくることもできますし、直に TopAbs_VERTEX を指定すると子要素の Vertex を取得することも可能です。

[cpp]
TopExp_Explorer ex(solid, TopAbs_FACE);
for (; ex.More(); ex.Next()) {
TopoDS_Face face = TopoDS::Face(ex.Current());
// エクスプローラで取得したFaceに対して、今度はFaceを構成するEdgeを取得しに行く
TopExp_Explorer ex_edge(face, TopAbs_EDGE);
for (; ex_edge.More(); ex_edge.Next()) {
TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(ex_edge.Current());
…
}

}
[/cpp]

本日のまとめ

• OpenCASCADE のトポロジー形状には、Vertex、Edge、Wire、Face、Shell、Solid、CompSolid、Compaundがある。
• これらの型は、総じてShape(TopoDS_Shape)として扱われる。
• Shape オブジェクトの内容物は ShapeType() で判別できる。また、TopoDS::トポロジー形状の名前(TopoDS_Shapeオブジェクト)でダウンキャストができる。
• トポロジー形状を構成する子要素の取得は、トポロジーエクスプローラ(TopExp_Explorer)を用いる。