3D Studio - 专业级CAD可视化与转换系统

项目简介

3D Studio 是一个专业级的 CAD 模型可视化与格式转换系统，基于 Flask 和 PythonOCC 开发。该系统提供了直观的 Web 界面，支持多种 3D 模型格式的转换、可视化和分析。

功能特性

核心功能

• 多格式支持：支持 STEP、STP、IGES、IGS、STL、OBJ 等多种 3D 模型格式
• 格式转换：在不同 3D 格式之间进行转换，包括 STL、OBJ、STEP、IGES、GLTF 等
• 3D 可视化：使用 Three.js 实现高质量的 3D 模型渲染
• 模型分析：计算模型的三角面数、几何面、边、顶点等信息
• 批量转换：支持多个文件的批量转换，并打包为 ZIP 文件下载
• STEP 转 BIN：将 STEP 文件转换为 DGL 图格式，用于机器学习应用

界面特性

• 直观的 Web 界面：现代化的响应式设计
• 材质与光照控制：可调整模型颜色、金属感、粗糙度和环境光
• 视角控制：支持旋转、缩放、自动旋转等操作
• 场景背景：提供多种预设背景风格
• 截图功能：可将当前视图保存为 PNG 图片

技术栈

后端

• Python 3
• Flask - Web 框架
• PythonOCC - CAD 模型处理库
• NumPy - 数值计算
• DGL (Deep Graph Library) - 用于 STEP 转 BIN 功能

前端

• HTML5 / CSS3
• JavaScript
• Three.js - 3D 渲染库
• Font Awesome - 图标库

安装指南

系统要求

• Python 3.7 或更高版本
• Windows 操作系统

依赖安装

pip install flask numpy OCC dgl torch

快速开始

1. 启动 Flask 服务器：

python main.py

2. 打开浏览器访问：

http://localhost:5000

使用说明

基本操作

1. 上传模型：

   • 点击或拖拽文件到上传区域
   • 支持的格式：STEP、STP、IGES、IGS、STL、OBJ

2. 查看模型：

   • 上传后模型会自动显示在 3D 视图中
   • 可以使用鼠标进行旋转、缩放操作

3. 调整参数：

   • 材质设置：调整颜色、金属感、粗糙度
   • 光照设置：调整环境光强度
   • 背景设置：选择不同的背景风格

4. 分析模型：

   • 系统会自动计算并显示模型的几何信息
   • 包括三角面数、几何面、边、顶点数量
   • 显示模型的尺寸信息

5. 格式转换：

   • 点击顶部导航栏的"格式转换"按钮
   • 上传文件并选择目标格式
   • 点击"转换"按钮下载转换后的文件

批量转换

1. 点击"格式转换"页面
2. 选择"批量上传"选项
3. 选择多个文件（支持的格式）
4. 选择目标格式
5. 点击"批量转换"按钮
6. 系统会生成一个 ZIP 文件包含所有转换后的文件

STEP 转 BIN（用于机器学习）

1. 点击"格式转换"页面
2. 选择"STEP 转 BIN"选项
3. 上传 STEP 文件
4. 点击"转换"按钮
5. 系统会生成一个 BIN 文件，包含模型的图结构信息

API 文档

健康检查

GET /api/health

返回系统状态信息。

获取示例模型

GET /api/sample?type=<shape_type>

• shape_type：可选值为 box、sphere、cylinder、cone、torus、wedge、prism
• 返回：STL 格式的示例模型文件

上传并转换文件

POST /api/upload

• Form 数据：
  • file：要上传的文件
  • output_format：目标格式（stl、obj、step、gltf、igs）
  • linear_deflection：线性偏差（默认 0.1）
  • angular_deflection：角度偏差（默认 0.5）
• 返回：转换后的文件

批量上传并转换

POST /api/batch-upload

• Form 数据：
  • files：多个要上传的文件
  • output_format：目标格式
  • linear_deflection：线性偏差
  • angular_deflection：角度偏差
• 返回：包含所有转换后文件的 ZIP 文件

STEP 转 BIN

POST /api/step-to-bin

• Form 数据：
  • file：要上传的 STEP 文件
• 返回：DGL 图格式的 BIN 文件

获取模型信息

POST /api/model-info

• Form 数据：
  • file：要分析的文件
• 返回：包含模型几何信息的 JSON

注意事项

1. 文件大小限制：单个文件大小限制为 100MB

2. 格式支持：

   • 输入格式：STEP、STP、IGES、IGS、STL
   • 输出格式：STL、OBJ、STEP、IGES、GLTF、3MF

3. 3MF 格式：由于 3MF 格式的复杂性，系统会生成 STL 内容但使用 .3mf 扩展名，建议使用专业工具进行进一步转换

4. 性能考虑：

   • 大型模型可能需要较长的处理时间
   • 建议在性能较好的机器上运行

5. 错误处理：

   • 如果转换失败，系统会尝试回退到 STL 格式
   • 详细错误信息会记录在日志中

故障排除

常见问题

1. 后端未启动：

   • 确保已运行 python main.py
   • 检查端口 5000 是否被占用

2. 模型加载失败：

   • 检查文件格式是否受支持
   • 检查文件大小是否超过限制
   • 查看浏览器控制台的错误信息

3. 转换失败：

   • 检查模型是否有几何错误
   • 尝试调整线性偏差和角度偏差参数

4. STEP 转 BIN 失败：

   • 确保已安装 DGL 和 PyTorch
   • 检查 STEP 文件是否有效

许可证

本项目采用 MIT 许可证。

贡献

欢迎提交问题和改进建议！

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