OpenCascade拓扑对象之：TopoDS_Shape的三要素

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OpenCascade使用TopoDS_Shape类表示一个拓扑对象，这个类记录了拓扑对象的三个主要数据：位置、方向和共享对象，具体由如下三个数据成员表示：

Handle(TopoDS_TShape) myTShape;

TopLoc_Location myLocation;

TopAbs_Orientation myOrient;

可以说，这三个数据成员，充分考虑的共享数据的需求。

1、myTShape字段

首先说，myTShape这个数据成员，是一个句柄指针（共享指针），记录了一个基于引用计数计数共享的TopoDS_TShape派生的对象。该对象记录了拓扑对象的具体数据，包括：拓扑数据和几何数据。例如：这个可能是一个BRep_TEdge对象，记录了一条共边的数据，包括：一条3D曲线、曲线的参数范围等等数据，或者可能是BRep_TFace对象，记录了一个曲面对象及其相关数据。另外，TopoDS_TShape记录了子对象的链表，等等。

这里，使用句柄指针，就是为了方便共享，例如：对拓扑对象中的两个有向边，通常公用一个共边，这里myTShape中就记录了共边对象及其数据。

2、myOrient字段

myOrient记录了拓扑对象的方向。由于OCCT支持non-manifold模型，因此定义了四种类型：

TopAbs_FORWARD,

TopAbs_REVERSED,

TopAbs_INTERNAL,

TopAbs_EXTERNAL

对manifold模型中，通常一个共边对应两个有向边，两个有向边，方向一正一反，对应一个是TopAbs_FORWARD，一个是TopAbs_REVERSED。

对于一些被多个Face共享的曲面对象，一些face的方向和曲面同向，一些face的方向和曲面反向，通过该字段来进行区分。

其他两种对应non-manifold模型中的一些情况。

3、myLocation字段

myLocation记录了一个对象的位置信息。考虑，一个球被阵列了10次，显然这里球的Face对象除了位置发生了改变，其他都是相同的。基于共享的考虑，那么会生成10个TopoDS_Shape对象，每个对象记录相同的BRep_TFace对象，方向可能相同，可能相反，而myLocation记录了如何从原始Face对象经过变换变换到最终对象。

这样，通过共享曲面对象等数据，大大减少了拓扑对象占用内存的大小，减小了模型的大小。同时，由于共享了对象，一些后续的操作也得以可行，或者得到简化。

对一个TopoDS_Shape对象，通过在定时器中不断改变位置信息，可以实现简单的动画效果，当然，这个的效率是不高的。

这三个字段构成了OCCT众多拓扑对象处理的基础，也在很多方面决定了一些处理机制。

例如：OCCT的拓扑对象没有回指指针，就是没法从Edge快速的得到Face对象，通过类似：edge->face的操作。通常的途径，是遍历Face中的Edge对象，创建一个Edge和关联face的表格，得到所邻接的Face对象，这个在很多处理中会影响到效率，增加编码实现的复杂性。

另外，TopoDS_Shape对象也没有办法记录一些属性信息，例如：拓扑对象的颜色信息，缺乏Parasolid类似的attrib列表机制。这个也导致一些处理上的复杂性，例如：step导入时，要读取对象的颜色、图层等信息，就相对复杂了。