第09章：局部操作圆角 / 倒角 / 抽壳 / 偏置 / 扫掠 / 放样

布尔运算让我们能组合形体，但工业零件常常依赖“局部操作”塑造细节——圆角、倒角、抽壳、偏置、扫掠、放样、管道、特征。OCCT 把这些放在 BRepFilletAPI、BRepOffsetAPI、BRepFeat、BRepFill、ChFi3d、ChFi2d 等工具包中。本章介绍它们的常用 API、关键参数与失败排查。

1. 圆角 `BRepFilletAPI_MakeFillet`

BRepFilletAPI_MakeFillet f(shape);
f.SetFilletShape(ChFi3d_Rational); // 或 Polynomial
f.Add(2.0, edge);
f.Add(1.5, otherEdge);
f.Build();
TopoDS_Shape r = f.Shape();

特性：

可对多条边设置不同半径；
支持变半径：Add(law, edge)，传入 Law_Function；
自动处理交汇处的 setback，但复杂拓扑可能失败；
支持 ChFi3d_Rational（NURBS 圆角，更精确）与 Polynomial（兼容性更好）。

失败排查：

半径过大：相邻面无法承载圆角；
边相邻面非 G1：先 BRepLib::EncodeRegularity 标注；
退化或共线边：合并/重建；
f.Status(edge) 给出该边的处理状态码。

2. 倒角 `BRepFilletAPI_MakeChamfer`

BRepFilletAPI_MakeChamfer ch(shape);
ch.Add(1.0, 1.0, edge, face);   // 距离-距离倒角
ch.AddDA(2.0, M_PI/6, edge, face); // 距离-角度
ch.Build();

行为与圆角类似，参数区别在于使用直线截面替代圆弧。

3. 二维倒角与圆角 `ChFi2d`

ChFi2d_FilletAPI、ChFi2d_ChamferAPI 处理 2D 线框中的相邻边圆角/倒角，常用于薄壁/钣金的截面草图。

4. 抽壳 `BRepOffsetAPI_MakeThickSolid`

把实体掏空，保留厚度：

BRepOffsetAPI_MakeThickSolid mt;
TopTools_ListOfShape facesToRemove;
facesToRemove.Append(topFace);
mt.MakeThickSolidByJoin(shape, facesToRemove, /*offset=*/-2.0,
                        /*tolerance=*/1.e-3,
                        BRepOffset_Skin, false, false,
                        GeomAbs_Intersection, false);
TopoDS_Shape hollow = mt.Shape();

参数：

offset：负值向内偏置（产生壳腔），正值向外；
Skin/Pipe/RectoVerso：偏置模式；
Intersection/Arc/Tangent：相邻面交汇处理方式；
removeIntEdges：是否删除内部退化边。

5. 偏置 `BRepOffsetAPI_MakeOffsetShape`

更通用的体偏置：把整体外表面整体外推/内缩。

BRepOffsetAPI_MakeOffsetShape mo;
mo.PerformByJoin(shape, 1.0, 1.e-3, BRepOffset_Skin,
                 false, false, GeomAbs_Intersection, false);

BRepOffsetAPI_MakeOffset 则是 wire 偏置（2D / 3D 路径），用于钣金外轮廓、加工偏置：

BRepOffsetAPI_MakeOffset offsetW(wire, GeomAbs_Arc);
offsetW.Perform(2.0);

6. 拉伸与回转

虽属第 7 章基础体范畴，常与局部操作结合：

BRepPrimAPI_MakePrism(profile, vec)：直线拉伸；
BRepPrimAPI_MakeRevol(profile, axis, angle)：回转；
BRepFeat_MakePrism/MakeRevol/MakeDPrism/...：特征拉伸（与现有体合并）。

7. 扫掠 `BRepOffsetAPI_MakePipe(Shell)`

沿路径扫掠截面：

BRepOffsetAPI_MakePipe pipe(spineWire, profileShape);
TopoDS_Shape r = pipe.Shape();

更灵活的 BRepOffsetAPI_MakePipeShell：

BRepOffsetAPI_MakePipeShell mps(spineWire);
mps.Add(profile1, /*WithContact=*/false, /*WithCorrection=*/false);
mps.Add(profile2);
mps.SetMode(true);   // Frenet 框架
mps.SetTransitionMode(BRepBuilderAPI_RoundCorner);
mps.Build();
mps.MakeSolid();

支持多个截面、不同过渡模式（Transformed/RightCorner/RoundCorner）、参考方向、扭转控制。

8. 放样 `BRepOffsetAPI_ThruSections`

将一系列截面 wire 用一组曲面连接：

BRepOffsetAPI_ThruSections lofter(/*solid*/true, /*ruled*/false, 1e-6);
lofter.AddWire(w1);
lofter.AddWire(w2);
lofter.AddWire(w3);
lofter.Build();

参数：

solid：是否封口形成实体；
ruled：直纹放样（每段是直线）vs 平滑放样（B 样条）；
pres3d：精度。

放样要求各 wire 顺序、起点对齐。可用 BRepBuilderAPI_FindPlane 检查同面性，或在算法前重建顶点对齐。

9. 特征建模 `BRepFeat`

BRepFeat_* 提供基于现有体的特征：

BRepFeat_MakePrism：在现有面上做凸台/凹槽；
BRepFeat_MakeRevol：旋转特征；
BRepFeat_MakePipe：扫掠特征；
BRepFeat_MakeDPrism：草图凸台；
BRepFeat_Gluer：胶合两体；
BRepFeat_Builder：通用基础。

特征算法会自动找面/体并合并，比手动 Cut + Fuse 更精确（参数命名一致、保留面属性）。

10. 中轴与等距 `MAT`

BRepMAT2d 等用于钣金/抽壳的 2D 等距问题。复杂等距更适合用 OpenCASCADE 的 BRepOffset_MakeOffset 加上 MAT2d_Mat2d。

11. 局部操作的“三大坑”

几何精度：相邻面非 G1、退化边、容差膨胀 → 使用 BRepLib::EncodeRegularity、ShapeFix_Shape、ShapeUpgrade_UnifySameDomain 预处理。
拓扑歧义：抽壳/圆角依赖正确的“面对面”关系，自交、孤立面会导致失败；先 BRepCheck_Analyzer 检查。
历史信息：上层 UI 经常需要追踪“哪条边是哪个特征生成的”；及时调用 Modified/Generated，并保存到 OCAF 中。

12. 实战：圆角后再抽壳

TopoDS_Shape b = BRepPrimAPI_MakeBox(100, 80, 50).Shape();

BRepFilletAPI_MakeFillet f(b);
for (TopExp_Explorer ex(b, TopAbs_EDGE); ex.More(); ex.Next())
    f.Add(5.0, TopoDS::Edge(ex.Current()));
f.Build();
TopoDS_Shape rounded = f.Shape();

TopTools_ListOfShape rm;
for (TopExp_Explorer ex(rounded, TopAbs_FACE); ex.More(); ex.Next()) {
    Handle(Geom_Surface) s = BRep_Tool::Surface(TopoDS::Face(ex.Current()));
    if (Handle(Geom_Plane)::DownCast(s)) {
        // 仅去顶面：根据法向 z>0
        gp_Pln pln = Handle(Geom_Plane)::DownCast(s)->Pln();
        if (pln.Axis().Direction().Z() > 0.99) {
            rm.Append(ex.Current());
            break;
        }
    }
}

BRepOffsetAPI_MakeThickSolid mt;
mt.MakeThickSolidByJoin(rounded, rm, -2.0, 1e-3,
                        BRepOffset_Skin, false, false,
                        GeomAbs_Intersection, false);
TopoDS_Shape hollow = mt.Shape();

13. 调试与可视化

Draw：fillet f s 5 e1 e2 ...；chamfer ch s ...；tcopy、tcheck；
Qt 应用：用 AIS_InteractiveContext::Display 在不同步骤可视化；
性能：SetRunParallel（BRepFilletAPI_MakeFillet 也提供并行选项）；
失败时打印 Status(edge)。

完成局部操作之后，几何建模的主线已基本贯通。下一章我们将看 OCCT 如何把精确 B-Rep 转成可视化、可仿真、可打印的三角网格。

第09章：局部操作 圆角 / 倒角 / 抽壳 / 偏置 / 扫掠 / 放样

1. 圆角 BRepFilletAPI_MakeFillet

2. 倒角 BRepFilletAPI_MakeChamfer

3. 二维倒角与圆角 ChFi2d

4. 抽壳 BRepOffsetAPI_MakeThickSolid

5. 偏置 BRepOffsetAPI_MakeOffsetShape