Compile FreeCAD on Windows
eryar@163.com
1.Introduction
FreeCAD是一個(gè)參數(shù)化的三維造型軟件，主要用于任意大小的實(shí)際模型的設(shè)計(jì)。參數(shù)化的建模方式可以通過修改相關(guān)參數(shù)從而方便地修改你的設(shè)計(jì)。FreeCAD是開源軟件，并提供了便利地自定義方式，也提供了腳本，從而根據(jù)自己的需要去擴(kuò)展功能。FreeCAD是跨平臺(tái)（Windows, Mac和Linux），可以讀寫許多開放的模型文件，如STEP，IGES，STL，SVG，DXF，OBJ，IFC，DAE等。
如果說學(xué)習(xí)OpenCASCADE可以了解一些幾何內(nèi)核底層的算法，那么學(xué)習(xí)FreeCAD則可以用來實(shí)現(xiàn)一些具體的功能，從而將三維的技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的生活中去，創(chuàng)造出有意義的功能。
本文詳細(xì)說明如何在Windows平臺(tái)上編譯FreeCAD源碼。如果你已經(jīng)可以正常編譯OpenCASCADE這種開源庫的源碼，那么編譯FreeCAD還是很簡(jiǎn)單的。
2.Preparation
編譯FreeCAD源碼之前，需要做些準(zhǔn)備工作：下載源碼及所需的第三方庫。其中源碼可以從github上下載，地址為：https://github.com/FreeCAD
為了方便其源碼的編譯，F(xiàn)reeCAD將所需要的第三方庫打包在一起取名LibPack，方便開發(fā)者自己編譯。LibPack可以從sourceforge上下載：
https://sourceforge.net/projects/free-cad/files/FreeCAD%20LibPack/
Figure 2.1 Download LibPack of FreeCAD
找到與自己編譯器版本一致的LibPack下載。如果想在Visual Studio2008中編譯，則下載FreeCADLibs_11.1_x86_VC9.7z。下載好源碼和LibPack就萬事具備了，我們先來粗略地看下LibPack中都有哪些庫：
Figure 2.2 3rd party libraries used in FreeCAD
從include可以看出，幾何內(nèi)核主要使用了oce（OpenCASCADE社區(qū)版），腳本使用了Python，顯示使用了Inventor，網(wǎng)格庫還使用了SMESH，逆向工程的功能使用了pcl，還用到了boost及eigen矩陣計(jì)算庫，程序界面使用了Qt等。由此可見，F(xiàn)reeCAD中的第三方庫的數(shù)量比OpenCASCADE中的要多，所以編譯成功的關(guān)鍵就是要將這些第三方庫配置正確。
還好FreeCAD的開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供了這些第三方庫，如果自己去準(zhǔn)備這些庫也要花不少時(shí)間和精力。
3.Compiling
FreeCAD在Windows中編譯主要使用CMake，通過CMake生成Visual Studio工程文件。如果直接Configure源碼文件夾中的CMakeLists.txt會(huì)有如下圖所示的錯(cuò)誤：
Figure 3.1 Could not find libpack error
根據(jù)錯(cuò)誤信息，說是沒有在指定目錄找到libpack，所以自己將FREECAD_LIBPACK_DIR設(shè)置到下載的libpack中去之后，就可以Configure成功了，如下圖所示：
Figure 3.2 CMake success
Configure成功后，即可使用Generate來生成FreeCAD_trunk.sln工程文件，從而用Visual Studio來打開和編譯了。
Figure 3.3 FreeCAD projects in Visual Studio
看著自己編譯一個(gè)模塊，在FreeCAD的功能選擇中就多出一個(gè)模塊，還是很有感覺的。自己動(dòng)手編譯下，經(jīng)過漫長(zhǎng)的等待后得到可以運(yùn)行的程序也是有些收獲。
4.Play
編譯成功后，就迫不及待地想測(cè)試下很有亮點(diǎn)的功能，如網(wǎng)格設(shè)計(jì)、逆向工程、機(jī)器人等模塊。
Figure 4.1 Shape in Wireframe mode
Figure 4.2 Shape Mesh
Figure 4.3 Assembly in FreeCAD
看到Assembly中只有那一個(gè)按鈕，裝配功能基本上不能用。如果有了裝配功能，那么FreeCAD的功能就和常見的那些三維軟件功能類似了。裝配功能中需要用到了三維的約束，像什么面對(duì)齊，同軸等，商用軟件會(huì)用到西門子的約束求解庫DCM，DCM相關(guān)信息可參考simens官方網(wǎng)站：
https://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/open/d-cubed/
有需要DCM的可直接與他們聯(lián)系，不過價(jià)格也是不便宜的。
Figure 4.4 DCM of SIEMENS
沒有了google找點(diǎn)東西還是很費(fèi)勁，用baidu和bing中文版的都沒找到什么有用的東西。用了Bing英語版的，才找到，如下圖同樣輸入關(guān)鍵字dcm3d，百度中出來的東西完全無用：
Figure 4.5 Search result of DCM3d
FreeCAD中機(jī)器人功能的視頻：http://www.tudou.com/listplay/5zDaAoucSXQ/
Figure 4.6 Robot in FreeCAD