FreeCAD簡介
FreeCAD是基於OpenCASCADE的開源CAD/CAE軟件，徹底開源（GPL的LGPL許可證），官方源碼地址，詳情可參考維基百科，百度百科等等。python
若是要編譯FreeCAD，最好採用官方提供的LibPack，不然第三方庫難以找全。FreeCAD LibPack官方看起來使用VS2008以及VS2013，這二個版本最經常使用。github上能夠下載，但之前的sourceforge地址還能夠找到vs2010以及vs2012的，可能沒有那麼齊全或者新。git
<br> ## 準備開始 我之前的編譯刪除了，當初專門安裝了VS2013，不過也沒怎麼好好看，而如今已經卸載了；考慮到只有VS2012 x64版的FreeCAD LibPack，不想大動干戈安裝VS2013，因此仍是使用VS2012 x64版編譯。不知道官方何時可以出個 VS2015/VS2017 的LibPack，事實上只須要VS2015就夠了，由於vs2015/vs2017在二進制上能夠兼容。github
解壓FreeCAD-0.16.6712.zip至文件夾，再解壓FreeCADLibs_11.0_x64_VC11.7z至同級目錄，之前者爲cmake的source目錄，後者爲cmake的binary目錄。數組
FreeCADLibs_11.0_x64_VC11.7z 缺乏boost 1.55版的boost python庫，此爲必要庫，沒法忽略，下載boost 1.55版的x64預編譯包，拷貝出其中boost python的lib與dll文件分別放至解壓目錄之下的lib/dll目錄。沒有這一步操做，cmake會在src/Mod/Path/libarea裏的CMakeLists.txt查找boost_python失敗。框架
在FreeCAD-0.16.6712源碼裏，打開文件夾下的CMakeLists.txt，修改第125行處的 set(FREECAD_LIBPACK_DIR ${CMAKE_SOURCE_DIR} CACHE PATH "Directory of the FreeCAD LibPack")，其中的${CMAKE_SOURCE_DIR}替換成爲${CMAKE_BINARY_DIR}，調用CMake構建工程，默認不作別的修改，生成vs2012 x64的項目工程文件。ide
編譯時，在 src/App/Document.cpp 內會在 tie(edge, inserted) 處因爲 tie 的調用不明確致使失敗，能夠明確在添加調用 boost::tie(edge, inserted)，該文件內總計有二個位置須要修改。函數
爲何不使用最新的源碼以及LibPack，由於官方不提供vs2015,vs2017版本的，徹底本身補充全部第三方庫，會有很大的工做量。工具
第三方庫粗略記錄
FreeCADLibs_10.0_x64_VC11.7z 裏在include目錄是按第三方庫名稱各自放置的，比較明晰，可是發現後面版本的FreeCAD LibPack都再也不是這樣的了。ui
沒列舉齊全的第三方庫表格以下：spa
| Lib Name | version in LibPack_11.0_x64_VC11 | Link to get it |
|---|---|---|
| Python | Python 2.7.8 | http://www.python.org/ |
| PySide | 1.2.2 | http://wiki.qt.io/PySide |
| shiboken | 1.2.2 | http://shiboken.readthedocs.io/en/latest/ |
| Qt | Qt 4 | https://www.qt.io/ |
| Boost | 1.55.0 | http://www.boost.org/ |
| Coin3D | 4.0 | https://bitbucket.org/Coin3D/coin/wiki/Home |
| SoQt | 1.2 | https://bitbucket.org/Coin3D/soqt |
| OpenCASCADE | oce-16(對應6.7.1) | http://www.opencascade.com |
在以上第三方庫中，PySide是Python與Qt的融合，可使用Python語言構建Gui。建議是在Python2.7系列中使用，支持部分Python3，與PySide有相同功能的PyQt相對成熟一些，但商用須要付費，估計這是FreeCAD採用PySide的緣由，PySide是Qt官方出的，完成了對Qt4.8版本的完整實現，支持Qt5的PySide2也能夠在github中找到。shiboken做何用途，我還沒弄得很明白。
FreeCAD對Python是重度依賴，不能缺失。若是本身來搞第三方庫，就必須先搞定Python，PySide，Boost，shiboken，因此使用官方提供的LibPack是能夠節省很多麻煩的。
<br> ## 工程項目的構成 認爲在FreeCAD_trunk之下的項目能夠分爲三類：基礎工程項目框架(僅包括FreeCAD打頭的7個工程)；模塊項目(好比Start/StartGui、Part/PartGui等，位於src/Mod文件夾之下)；輔助依賴類(好比area等)。此分類或有遺漏，不過最重要的應該是前面二個分類的工程項目。
基礎框架工程項目
| 工程項目 | 產生文件 | 備註 |
|---|---|---|
| FreeCADMain | FreeCAD.exe | FreeCAD主執行啓動文件，main()函數所在地 |
| FreeCADMainPy | FreeCAD.pyd | 兼容Python的擴展dll，導出initFreeCAD() |
| FreeCADMainCmd | FreeCADCmd.exe | App::Application::Config()["RunMode"]有三種模式，Gui、Exit、Console，這裏對應的是Exit模式，執行(argc, argv)以後自動退出 |
| FreeCADGui | FreeCADGui.dll | 命名空間Gui，Command，Workbench，View3dInventor(視圖)，Gui層的Document |
| FreeCADGuiPy | FreeCADGui.pyd | 兼容Python的擴展dll |
| FreeCADBase | FreeCADBase.dll | 代碼基礎與上層，命名空間Base，Type類型體系，InterpreterSingleton腳本解釋器 |
| FreeCADApp | FreeCADApp.dll | 表徵exe執行所在的應用，命名空間App，App::GetApplication()能夠獲取惟一的那個pcSingleton指針，App層Document |
以上這些就建構了FreeCAD運行的基礎框架，它們實際上僅使用了Python, Boost, PySide, shiboken, xerces-c, zlib, coin3d等這些，其他的Mod都是模塊擴展，依賴諸如OCE，PCL，Eigen3，libqhull等等，每一個Mod工程項目分爲帶Gui的及不帶Gui的版本。帶Gui的項目定義了可用的Command，Workbench(工做臺)，顯示等這些。
當前FreeCAD所持有的模塊
- Start, StartGui
- Part, PartGui
- Points, PointsGui
- Sketcher, SketcherGui
- PartDesign, PartDesignGui
- ......
<br> ## FreeCAD啓動流程
啓動模式
FreeCAD 有三種啓動方式，Gui模式，Exit控制檯，Python腳本模式；分別對應的起始工程項目是 FreeCADMain, FreeCADMainCmd, FreeCADMainPy。
FreeCAD對Python的擴展
在 FreeCADApp 項目內的 App::Application 的構造函數裏，能夠看到 PyObject* pAppModule = Py_InitModule3("FreeCAD", Application::Methods, FreeCAD_doc); 語句，這應該是定義一個Python的擴展模塊，名稱爲FreeCAD，擴展的成員函數在靜態成員數據Mehods數組內。
在 FreeCADGui 項目內的 Gui::Application 的構造函數裏，能夠看到 PyObject* module = Py_InitModule3("FreeCADGui", Application::Methods, "The functions in the FreeCADGui module ....."); 語句，定義一個名稱爲 FreeCADGui 的Python擴展模塊。
而在 FreeCADBase 項目內有 Base::Interpreter() 函數返回 InterpreterSingleton::Instance() ; 它的init(int argc, char* argv[])成員函數，在初始化Python，嵌入解釋器。
在 FreeCADInit.py腳本里，會簡化設定 App = FreeCAD, Gui = FreeCADGui。
本質上FreeCAD是運行在Python解釋器上的，也就是說它是經過擴展Python，而後全部的命令(Command類，僅在Gui模式下會有)都是經過執行Python的語句來實現的。因此FreeCAD能夠沒有Gui界面執行，可是不能沒有python，自己內部嵌入了python的解釋器。
例舉一個Box的建立命令是這樣的：
C++
void CmdPartBox::activated(int iMsg)
{
QString cmd;
cmd = qApp->translate("CmdPartBox","Cube");
openCommand((const char*)cmd.toUtf8());
doCommand(Doc,"App.ActiveDocument.addObject(\"Part::Box\",\"Box\")");
cmd = QString::fromLatin1("App.ActiveDocument.ActiveObject.Label = \"%1\"")
.arg(qApp->translate("CmdPartBox","Cube"));
doCommand(Doc,(const char*)cmd.toUtf8());
commitCommand();
updateActive();
doCommand(Gui, "Gui.SendMsgToActiveView(\"ViewFit\")");
}
裏邊這些都是發送給解釋器的Python語句，執行後會在界面上的Python Console窗口播報Python執行語句，這樣錄製宏就簡單極了，此外也能夠所有采用Python來建模或者寫個功能實現，好比就有個SheetMetal就徹底是用Python來實現。
啓動代碼
須要注意的是 FreeCADApp 內有 App::Application, FreeCADGui 內有 Gui::Application。
啓動流程就是 App::Application::init(argc, argv); 若是是 Exit模式，則執行 App::Application::runApplication() 估計是處理了一下命令參數完畢以後就退出了。而若是是 Gui模式，則還要 Gui::Application::initApplication，再有 Gui::Application::runApplication。
與Qt的經典啓動模式相比，這些代碼都位於 Gui::Application::runApplication 內。GUISingleApplication mainApp; 對應 QApplication；而 Gui::MainWindow mv; 對應 QMainWindow。
由於能夠沒有Gui界面啓動，因此文檔也分爲 App::Document, Gui::Document，具體的內容存儲全在 App::Document 內。
Mod下的模塊啓動
- 在 App::Application::initApplication() 裏會執行名爲 FreeCADInit.py 的腳本；該腳本會遍歷 Mod 下全部目錄，執行 Init.py
- 在 Gui::Application::runApplication() 裏會執行名爲 FreeCADGuiInit.py 的腳本；此腳本會遍歷 Mod 下全部目錄，執行 InitGui.py
界面與命令描述
在 Gui 內有個 CommandManager，全部的命令Command都往這裏邊加。Command命令的目標是產生NewObject加入Document，特徵附有屬性，而後recompute()執行計算，這樣就能夠重生成，響應修改屬性的結果。
它的QAction的變灰動做是經過在 MainWindow 裏定義一個計時器，調用 updateActions() 函數，遍歷每個Command，調用testActivate(); 以設定QAction是否可用。
Workbench 設計得不錯，成員函數 activate() 會作setupToolBars(), setupDockWindows(), setupMenuBar()等設定菜單，工具欄，停靠窗口 (注意：此函數非虛函數，不能被重載)。以爲很差的地方是定義得太細了，得常常切換Workbench或者使用Complete Workbench來獲得全部的可用命令。
<br> ## 使用感受 以爲不習慣的地方，FreeCAD有點反操做，好比倒圓角，你必須首先選擇了一條邊緣，而後才能去倒圓角。(指的是PartDesign下面的Fillet(只接受一條邊緣)，Part下邊也有Fillet(估計能夠多選))。