1. 项目概述
去年帮实验室改造毕业设计项目时，我调研了一圈开源CAD工具，发现要么功能过于单一，要么依赖库庞大得吓人。最终决定基于OpenCASCADE 7.4、OSG 3.6.3和Qt 5.12.7搭建一个轻量级多文档CAD/CAE平台。经过两个月的开发，现已实现基础功能，包括多格式文件支持、视角切换、模型操作等核心功能。
这个平台主要面向需要轻量级CAD解决方案的开发者或小型团队，特别适合教育场景和快速原型开发。相比商业CAD软件，它更轻量、更灵活；相比其他开源方案，它提供了更完整的CAD功能集。
2. 技术栈选择与架构设计
2.1 核心组件选型
选择Qt作为UI框架主要考虑其成熟的MDI（多文档接口）支持。Qt的MDI框架可以直接处理多文档窗口的创建、切换和管理，大大减少了界面开发的工作量。在实际使用中，我们通过继承QMdiSubWindow类实现了自定义的文档窗口，每个窗口对应一个独立的3D视图。
OpenCASCADE（OCC）作为几何内核，负责处理CAD文件的解析和几何操作。它是开源CAD领域的标杆，提供了完整的STEP/IGES文件解析、布尔运算、特征建模等核心功能。在我们的平台中，所有CAD文件的导入导出、几何计算都依赖OCC实现。
OSG（OpenSceneGraph）替代了OCC原生的3D视图组件。虽然OCC自带Viewer，但OSG在渲染灵活性、性能和多视图同步方面优势明显。特别是在需要自定义着色器、后期处理等高级渲染功能时，OSG的渲染管线设计更加友好。
2.2 整体架构设计
平台采用典型的三层架构：
- 表现层：基于Qt的MDI界面，处理用户交互和窗口管理
- 逻辑层：封装OCC的几何操作和OSG的渲染逻辑
- 数据层：维护文档数据和场景图结构
关键的设计决策包括：
- 使用单例模式管理全局状态（如命令注册表）
- 采用观察者模式同步模型数据和视图显示
- 通过适配器模式桥接OCC和OSG的数据结构
3. 核心功能实现
3.1 文件导入导出
3.1.1 STEP文件导入
STEP文件导入是平台的核心功能之一。OCC提供了XSControl_Reader类来处理STEP文件，但实际使用中需要注意几个关键点：
cpp复制Handle(TDocStd_Document) doc;
Handle(XSControl_Reader) reader = new XSControl_Reader;
IFSelect_ReturnStatus status = reader->ReadFile(filename);
if (status == IFSelect_RetDone) {
// 设置转换参数
reader->SetTransferAll(Standard_True);
// 执行转换
Standard_Integer nbRoots = reader->NbRootsForTransfer();
for (Standard_Inte