http://www.sohu.com/a/236241465_100000368

Cura是Ultimaker公司开发的3D打印开源软件,在所有的3D打印开源软件中应属上乘之作,很有研究的价值。国内不少高校对其有深入研究,研究成果体现在其毕业论文之中。国内互联网上也有很多文章对其代码进行了剖析。

最近一段时间,读了几篇论文,分析了Cura的部分代码,打算写上若干篇分析文章。这里的视角与他人不一样,并不具体讲代码,不拘泥于具体的切片算法,而是通过使用软件与阅读代码后总结描述其软件的设计与架构。

所分析的代码是Cura最新的代码,分析过程中直接同步GitHub上的代码库,发现软件开发目前很活跃的,代码提交比较频繁,开发库中的版本已经合并到3.4了。

本篇主要描述:

  1. Cura软件使用的开发语言以及使用的第三方开源库;
  2. 切片引擎CuraEngine程序的四种命令行参数调用接口;
  3. Cura软件代码总体评价。

Cura软件简介

Cura软件实际上包含两个软件:Cura与CuraEngine。前者是图形界面程序,后者是专用于切片的后台程序,前者依赖于后者,在切片时将调用后者。

两个软件使用的编程语言与第三方库

 

Cura

CuraEngine

开源库网址 https://github.com/Ultimaker/Cura https://github.com/Ultimaker/CuraEngine

开发语言

Python,细致点说还有Qt的QML语言

C++

第三方库

PyQt,QtQuick,Protobuf,Arcus

Protobuf,Arcus,clipper,rapidjson

图形界面

使用的是QtQuick而不是传统的QtWidgets,图形界面很新潮

控制台程序,无图形界面

第三方库的功用

开源库

说明

Protobuf

Google的开源库,用于Cura与CuraEngine之间的结构数据序列化,简单说就是保证两个软件之间可以互相传递结构化的数据。目前支持多种语言,这里就使用了C++,Python

Arcus

包含C++代码与Python3的绑定,基于Protobuf库在一个线程中创建一个socket,然后发送与接受结构化的消息数据

PyQt,QtQuick

Python语言下Qt库的包装,也就是可以使用Python语言访问Qt相关库了,Cura使用了QtQuick图形界面库

rapidjson

C++库,用于解读JSON格式的文件,CuraEngine使用它解读打印机配置参数的JSON文件

clipper

C++库,一个用于二维图形裁剪与偏移等功能的算法库,CuraEngine对模型上切出来的所有切片调用此库进行二维图形操作

在编译CuraEngine软件时也可不启用Arcus与protobuf库,这样编译出来的软件将导致Cura无法调用它,而只能单独使用。 CuraEngine软件命令行接口

CuraEngine是一个控制台程序,在cmd中运行CuraEngine help后,将打印其用法信息:

usage:

CuraEngine help

Show thishelp message

CuraEngine connect<host>[:<port>] [-j <settings.def.json>]

--connect<host>[:<port>]

Connect to<host> via a command socket,

instead ofpassing information via the command line

-j<settings.def.json>

Loadsettings.json file to register all settings and their defaults

-v

Increasethe verbose level (show log messages).

-m<thread_count>

Set thedesired number of threads. Supports only a single digit.

CuraEngine slice[-v] [-p] [-j <settings.json>] [-s<settingkey>=<value>] [-g] [-e<extruder_nr>] [-o<output.gcode>] [-l <model.stl>] [--next]

-v

Increasethe verbose level (show log messages).

-m<thread_count>

Set the desired number of threads.

-p

Logprogress information.

-j

Loadsettings.def.json file to register all settings and their defaults.

-s<setting>=<value>

Set asetting to a value for the last supplied object,

extruder train, or general settings.

-l<model_file>

Load an STLmodel.

-g

Switchsetting focus to the current mesh group only.

Used forone-at-a-time printing.

-e<extruder_nr>

Switchsetting focus to the extruder train with the given number.

--next

Generategcode for the previously supplied mesh group and append that to

the gcodeof further models for one-at-a-time printing.

-o<output_file>

Specify afile to which to write the generated gcode.

The settings are appended to the last supplied object:

CuraEngine slice [general settings]

-g [currentgroup settings]

-e0[extruder train 0 settings]

-lobj_inheriting_from_last_extruder_train.stl [object settings]

--next[next group settings]

... etc.

In order to load machine definitions from customlocations, you need to create the environment variable CURA_ENGINE_SEARCH_PATH,which should contain all search paths delimited by a (semi-)colon.

上面打印了三种命令行接口,实际上读其源代码发现有四种接口的,只是第四种适合于开发者使用。

下面罗列CuraEngine的四种命令行调用接口:

参数

说明

help

第一种接口用法。打印上面的帮助信息。

connect

第二种接口用法。在Cura中执行切片功能时就是这种用法。典型的调用方式是:CuraEngine.exe connect 127.0.0.1:49674 -j “d:Program FilesUltimaker Cura 3.3resourcesdefinitionsfdmprinter.def.json” “”

注意上面并没有传递stl文件之类的参数,模型数据是通过socket传递的,也即上面提到的Arcus与Protobuf库提供的功能。-j指定打印机的json文件。

slice

第三种用法。不是通过Cura调用,直接传递stl模型文件等参数,进行切片操作。

CuraEngine slice[-v] [-p] [-j <settings.json>] [-s<settingkey>=<value>] [-g] [-e<extruder_nr>] [-o<output.gcode>] [-l <model.stl>] [--next]

这种方式的命令行参数比较多,具体的例子以后提供。这里再提供一个通过阅读代码发现的一个用法:-v 可以打印出日志信息,但不会打印调试信息,当你要更多的输出日志信息时,可以连写两个-v参数。

analyse

第四种用法,不看源代码是不知道这个用法的,主要给开发者用。可以输出打印机设置json文件中的信息。调用方法:CuraEngineanalyse[json][output.gv][engine_settings]-[p|i|e|w]

p=showparent-childrelations

i=show inheritance function

e=show error functions

w=show warning functions

示例:CuraEngine analyse /home/cubetan/code/fdmprinter.def.json /home/cubetan/code/output.gv -p -i -e -w

生成的output.gv文件可通过dot程序创建一个图片文件,如dot output.gv > abc.png

Cura软件代码总体评价

Cura软件新版本根据 https://github.com/Ultimaker/Cura 中的描述:

This is the new, shiny frontend for Cura. Check daid/LegacyCurafor the legacy Cura that everyone knows and loves/hates. We re-worked the whole GUI code at Ultimaker, because the old code started to become unmaintainable.

Cura代码做了全部重写,以前用的是Python下的wxWidgets实现图形界面,实在维护不下去了,只好重写。现在用的是PyQt+QUICK实现,Cura的代码可读性不错,注释量偏少。阅读此代码如果不深究三维渲染,则需要对Python,Qt,QML,QUICK有一定基础,否则还需要深入研究Uranium(https://github.com/Ultimaker/Uranium)。

CuraEngine为了追求切片效率,代码是全部使用C++编写,代码可读性很好,注释较多,也能发现一些设计缺陷,以后会提到。在Windows下使用VC编译器编译不了,需要修改代码,我是在Ubuntu系统下编译的。CuraEngine是一个控制台程序,代码的主线逻辑非常简单,从main函数入手,顺着slice命令行调用模式的流程往下看,可很快了解代码顶层的设计实现。

3D打印开源软件Cura分析(1) 【转】的更多相关文章

  1. 3D打印切片软件Cura及CuraEngine原理分析

    引言 年初开始进入3D打印行业,受命以Cura为基础,研发一款自主的3D打印切片软件. 自主研发要取其长处,补其不足,首先自然是要搞清楚Cura到底做了什么,读Cura的代码是必需的.我一向都觉得比起 ...

  2. RAMPS1.4 3D打印控制板:软件下载\连接\安装\测试

    RAMPS1.4 3D打印控制板:软件下载\连接\安装\测试 特别说明: 电源接反,电机驱动板接反将有可能烧毁芯片和电路,请再三确认后再进行通电. 如何使用: 1.需要用到的模块或器件: Arduin ...

  3. 3D打印切片软件介绍

    熟悉3D打印的流程的人都知道,在建立了3D模型以后要就进行切片,但是什么是切片呢?切片实际上就是讲3D模型转化为3D打印机本身可以执行的代码,G代码,M代码. 3D打印流程 今天我们简要的介绍3款切片 ...

  4. RAMPS1.4 3d打印控制板接线与测试

    “工欲善其事,必先利其器”,在开始工作之前,你应该准备下面所说的工具(包括软件和硬件). 1.需要下载的软件 1.1 固件上传工具——Arduino IDE 这是上传固件的必备工具,有了这个软件让上传 ...

  5. RAMPS1.4 3d打印控制板接线与测试1

    1.需要下载的软件 1.1 固件上传工具--Arduino IDE 这是上传固件的必备工具,有了这个软件让上传固件变的容易很多,插上USB,就可以轻松上传. 下载地址:windows版本:http:/ ...

  6. 金山卫士开源软件之旅(十) KSafeMainproject的分析 1

    上一次看金山开源到如今已有一两个月了.期间看到QQ群里大家对它非常是热情. 近期有时间想看看金山的主界面projectKSafeMain,自己水平有限,总结的东西浅显.但还是愿意拿来与大家分享.希望对 ...

  7. 3D打印:三维智能数字化创造(全彩)

    3D打印:三维智能数字化创造(全彩)(全球第一本系统阐述3D打印与3D智能数字化的专业著作) 吴怀宇 编   ISBN 978-7-121-22063-0 2014年1月出版 定价:99.00元 42 ...

  8. 《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》

    <3D打印:三维智能数字化创造(全彩)> 基本信息 作者: 吴怀宇 出版社:电子工业出版社 ISBN:9787121220630 上架时间:2014-1-13 出版日期:2014 年1月 ...

  9. GIS开源软件大全

    3 - F 3map:行星地球项目由3map驱动,这是一个自由软件,由Telstra宽带基金会创建并支持,提供客户端与服务器的能力以在线再现虚拟地球. Amein!:其界面介于ArcMap和UMN M ...

随机推荐

  1. sentinel-dashboard安装、运行(ubuntu)

    下载页面https://github.com/alibaba/Sentinel/releases wget -P /opt/downloads https://github.com/alibaba/S ...

  2. Hive| ETL清洗& 查询练习

    ETL清洗数据 导Jar包 <dependencies> <dependency> <groupId>log4j</groupId> <artif ...

  3. 2018-03-11 20165235祁瑛《Java程序设计》第二周学习总结

    2018-03-11 20165235祁瑛<Java程序设计>第二周学习总结 教材学习内容总结 第二章要点: 在这一章中我学到了很多东西: (1)布尔类型boolean,布尔类型的赋值只能 ...

  4. 9、Qt Project之简单的数据库接口

    简单的数据库接口  Step1:首先完成整个UI界面的额设计: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> < ...

  5. 爬虫1 socket方式下载一张图片

    import socket import re client = socket.socket() # 图片url img_url = 'https://img03.sogoucdn.com/app/a ...

  6. anaconda源配置

    1. 生成配置文件 第一次运行 conda config命令时,将会在用户的home目录创建该文件..condarc配置文件,是一种可选的(optional)运行期配置文件,其默认情况下是不存在的. ...

  7. Django之Models(二)

    Django之Models(二) 创建一对多的关系 一个出版商可以有多本出版的书 一本书只有一个出版商 创建一对多的语法: 字段名= models.ForeignKey(关联表(类名),on_dele ...

  8. Python 合并两个列表的多种方式,合并两个字典的多种方式

    一.合并列表 1.最简单的,使用+连接符: >>> a = [1,2,3] >>> b = [7,8,9] >>> a + b [1, 2, 3, ...

  9. Java网络编程案例---聊天室

    网络编程是指编写运行在多个设备(计算机)的程序,这些设备都通过网络连接起来. java.net包中JavaSE的API包含有类和接口,它们提供低层次的通信细节.你可以直接使用这些类和接口,来专注于解决 ...

  10. linux 学习笔记 软件包管理

    >查询文件所属软件包 #rpm -qf /usr/share/pixmaps/xplns.png 查询某个文件所属软件包 >查询软件包所包含文件列表 #rpm -ql xplus-3.3. ...