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通過上一篇筆記的梳理，對工作臺開發(fā)的整體概念和必要的文件已經(jīng)有了大概的了解，接下來需要深入了解一下各個模塊的具體作用及其使用方法。

本節(jié)學(xué)習(xí)目標

了解 FreeCAD 里的基本功能模塊；
實現(xiàn)點擊功能按鈕，創(chuàng)建一個帶有屬性的基本三維對象；
調(diào)整屬性，觀察三維對象是否發(fā)生變化；
保存文檔并重新打開，確認所有屬性保存完整。

一、工作臺可使用的主要模塊

在 FreeCAD 里有很多模塊，他們在 工作臺 和 宏腳本 里都可以使用，最常使用的有兩個：

FreeCAD
- FreeCAD 又可以簡寫為 App ，主要用來調(diào)用和操作與界面（UI）無關(guān)的功能，它有以下幾種引用方式：
```
# 方式一
from freecad import app

# 方式二
import FreeCAD as App
```
- 常用的方法和屬性
  - app.ActiveDocument: 獲取當前活動的文檔；
  - app.newDocument(): 創(chuàng)建一個新的文檔；
  - app.Console.PrintMessage(): 在 FreeCAD 的報告瀏覽器中輸出字符，如:
```
app.Console.PrintMessage("測試內(nèi)容")
```
  - app.ActiveDocument.recompute(): 重新計算當前文檔，即重新繪制三維對象。
FreeCADGui
- FreeCADGui 是用來調(diào)用和界面（UI）相關(guān)的功能，它有以下幾種引用方式：
```
# 方式一
from freecad import gui

# 方式二
import FreeCADGui as Gui
```
- 常用的方法和屬性
  - gui.addCommand(): 向 FreeCAD 注冊一個命令，如：
```
gui.addCommand('createThing', createThing())
```
  - gui.addWorkbench(): 向 FreeCAD 注冊一個工作臺，如：
```
gui.addWorkbench(MazeWorkbench())
```
  - gui.Selection.getSelection(): 獲取當前選中的對象，返回是一個數(shù)組

二、調(diào)用其他工作臺的功能

有時候需要在代碼中調(diào)用系統(tǒng)其他工作臺里的功能，比如 Part 工作臺里的功能，那就需要先將其導(dǎo)入，如：
```
import Part
```

導(dǎo)入后就可以正常使用了，如：

# 創(chuàng)建一個 10x10x10 的立方體
Part.makeBox(10,10,10)

三、命令（按鈕）基本定義

在上一次的筆記中使用過一個基本的命令（按鈕）：

class CreateMaze():
  def GetResources(self):
      return {"Pixmap"  : APPICON,  
              "MenuText": "創(chuàng)建迷宮",
              "ToolTip" : "創(chuàng)建一個3D迷宮"}

  def Activated(self):
      app.Console.PrintMessage("迷宮已創(chuàng)建完成\n")
      return

  def IsActive(self):
      '''
      判斷當前命令是否可用
      '''
      return True

GetResources(): 用于獲取命令（按鈕）的圖標、名稱、提示等基本屬性，該方法必需定義；
Activated(): 用于命令被調(diào)用時執(zhí)行的功能，該方法必需定義；
IsActive(): 判斷當前命令是否可用，該方法可選，默認命令為可用；

一個命令通常為一個 python 的類，通過以上規(guī)則進行定義；

在一個工作臺里通常會有多個命令，所以為了方便擴展，可以定義一個基類，如：

class BaseCommand(object):
  def GetResources(self):
      return {'Pixmap': self.Pixmap,
              'MenuText': self.MenuText,
              'ToolTip': self.ToolTip}

  def Activated(self):
      return

  def IsActive(self):
      if app.ActiveDocument is None:
          return False
      else:
          return True

然后其他命令通過這個基類來繼承，如：

class CreateMazeA(BaseCommand):
  Pixmap = APPICON
  MenuText = "創(chuàng)建迷宮A"
  ToolTip = "創(chuàng)建一個3D迷宮A"

  def Activated(self):
      app.Console.PrintMessage("迷宮A已創(chuàng)建完成\n")
      return

class CreateMazeB(BaseCommand):
  Pixmap = APPICON
  MenuText = "創(chuàng)建迷宮B"
  ToolTip = "創(chuàng)建一個3D迷宮B"

  def Activated(self):
      app.Console.PrintMessage("迷宮B已創(chuàng)建完成\n")
      return

這樣就可以方便的進行多個命令的創(chuàng)建了。

四、繪制自定義的三維對象

上面只學(xué)習(xí)了基本命令的創(chuàng)建和調(diào)用，但在 FreeCAD 里主要目的還是要創(chuàng)建三維對象，比如常規(guī)的立方體、圓柱體等，他們可以通過不同的工作臺去創(chuàng)建；
這些三維對象都有自己的屬性，比如：高度、寬度、直徑等等；
那創(chuàng)建一個迷宮對象，也會有自己的屬性，比如：墻高度、墻厚度等等；
這里就需要引入 FreeCAD 里的一個概念：腳本對象；
- 通俗點可以理解為通過腳本創(chuàng)建的對象，它需要可被序列化后保存到 FreeCAD 文件中，以便重新打開時進行反序列化；
- 它在 FreeCAD 內(nèi)部被稱為 FeaturePython ，用 App::FeaturePython 類型來表示；
通過以上概念的了解，再回來和上面的 命令 結(jié)合，生成一個真正的帶屬性的三維對象；

首先來定義一個三維對象，如（示例在官網(wǎng)的基礎(chǔ)上稍作調(diào)整）：

class Box:
  def __init__(self, obj):
      '''對象實始化，可以添加一些屬性'''
      obj.addProperty("App::PropertyLength", "Length", "Box", "Length of the box").Length = 1.0
      obj.addProperty("App::PropertyLength", "Width", "Box", "Width of the box").Width = 1.0
      obj.addProperty("App::PropertyLength", "Height", "Box", "Height of the box").Height = 1.0
      obj.Proxy = self

  def onChanged(self, fp, prop):
      '''Do something when a property has changed'''
      FreeCAD.Console.PrintMessage("Change property: " + str(prop) + "\n")

  def execute(self, fp):
      '''在調(diào)用重新計算時會執(zhí)行該方法'''
      FreeCAD.Console.PrintMessage("Recompute Python Box feature\n")

__init__():
- 初始化方法，它接收一個 obj 對象，通常為 App::FeaturePython 對象；
- 可通過 FreeCAD.ActiveDocument.addObject() 方法來添加，如：
```
box = FreeCAD.ActiveDocument.addObject("App::FeaturePython", "Box")
Box(box)
```
- obj.Proxy: 這個必需要指定 self ，它會在 FreeCAD 內(nèi)部被調(diào)用
onChanged(): 當屬性變更時被調(diào)用，需要注意的點：
- 在初始化時，類似這樣 obj.addProperty("App::PropertyLength", "Length", "Box", "").Length = 1.0 的語句也會觸發(fā) onChanged 方法，所以如果檢測或?qū)ζ渌麑傩赃M行計算時要小心，可能指定的屬性還不存在。
execute(): 當執(zhí)行 重新計算 時，該方法會被調(diào)用

通過上面的代碼，已經(jīng)定義了一個基本的三維對象————立方體，他包含三個屬性：Length，Width，Height；
這些屬性是通過一個 addProperty 方法來添加的，該方法有 7 個參數(shù)：
- 原型定義：addProperty(self,typ,name='',group='',doc='',attr=0,readonly=False,hidden=False)
- typ: 屬性類型，如：整型、浮點等，在 FreeCAD 內(nèi)部定義了很多類型；
  - 比如上面使用的 App::PropertyLength 他用來表示長度，是浮點類型的擴展，默認帶有單位；
  - 更多類型可參考：https://wiki.freecad.org/Property
- name: 屬性的名稱，用英文表示，他會在代碼里用到；
- group: 屬性的分組，可用中文，相同的分組會在 FreeCAD 的屬性頁中顯示到一起；
- doc: 屬性的詳細描述，可用中文，當鼠標在對應(yīng)的屬性上停留時顯示；
- attr: 這是屬性的附加屬性，默認為 0 ，表示沒有特殊的限制，可用值為：
  - 0 -- Prop_None, 無特殊限制
  - 1 -- Prop_ReadOnly, 在屬性編輯器里只讀
  - 2 -- Prop_Transient, 表示屬性值不會在文件里保存，但屬性名稱和類型這些會保存
  - 4 -- Prop_Hidden, 在屬性編輯器里隱藏
  - 8 -- Prop_Output, 作用暫不明，原文描述為：Modified property doesn't touch its parent container
  - 16 -- Prop_NoRecompute, 修改屬性時，不會觸發(fā)重新計算
  - 32 -- Prop_NoPersist, 表示屬性值不會在文件里保存，屬性名稱和類型也都不會保存
- readonly: 是否只讀，默認為 False
- hidden: 是否隱藏，默認為 False

五、代碼實現(xiàn)

在概念了解清楚后，進入實際操作

在 init_gui.py 同目錄下，創(chuàng)建一個 maze.py 文件，內(nèi)容如下：

import Part

class Maze:
    def __init__(self, obj):
        '''對象實始化，可以添加一些屬性'''
        obj.addProperty("App::PropertyLength", "Length",
                        "Maze", "長").Length = 10.0
        obj.addProperty("App::PropertyLength", "Width",
                        "Maze", "寬").Width = 10.0
        obj.addProperty("App::PropertyLength", "Height",
                        "Maze", "高").Height = 10.0
        obj.Proxy = self

    def execute(self, fp):
        '''在調(diào)用重新計算時會執(zhí)行該方法'''
        # 創(chuàng)建一個立方體
        box = Part.makeBox(fp.Length, fp.Width, fp.Height)
        # 返回給 Shape 對象，用于 FreeCAD 界面顯示
        fp.Shape = box

修改 init_gui.py 文件，添加創(chuàng)建迷宮的代碼，找到以下代碼：

class CreateMaze():
...
    def Activated(self):
      app.Console.PrintMessage("迷宮已創(chuàng)建完成\n")
      return
...

修改為：

class CreateMaze():
...
    def Activated(self):
      from .maze import Maze
      maze = app.ActiveDocument.addObject("Part::FeaturePython", "Maze")
      Maze(maze)
      maze.ViewObject.Proxy = 0
      app.ActiveDocument.recompute()

      app.Console.PrintMessage("迷宮已創(chuàng)建完成\n")
      return
...

保存并重新啟動 FreeCAD ，新建一個文檔，然后切換到 迷宮 工作臺；

FreeCAD_2024-08-29_21-02-21.png
點擊 創(chuàng)建迷宮 按鈕，如果執(zhí)行正確，將會在 FreeCAD 里看到一個 10x10x10 的立方體；
因為還沒有寫真正的迷宮算法，所以僅用一個立方體來做演示；

FreeCAD_2024-08-29_21-07-05.png

小結(jié)

通過兩篇內(nèi)容的學(xué)習(xí)，已將工作臺創(chuàng)建、功能按鈕創(chuàng)建、自定義三維模型創(chuàng)建等功能基本掌握，后面繼續(xù)深入了解通過三維模型的組合完成一個真正三維迷宮的創(chuàng)建。

完整代碼參考：https://github.com/ronggang/study-freecad

參考內(nèi)容

腳本對象: https://wiki.freecad.org/Scripted_objects
保存腳本對象: https://wiki.freecad.org/Scripted_objects_saving_attributes
FeaturePython: https://wiki.freecad.org/App_FeaturePython

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FreeCAD 工作臺（Workbench）開發(fā)筆記『二』

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本節(jié)學(xué)習(xí)目標

一、工作臺可使用的主要模塊

二、調(diào)用其他工作臺的功能

三、命令（按鈕）基本定義

四、繪制自定義的三維對象

五、代碼實現(xiàn)

小結(jié)

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