# 3D 瓷砖墙体建模应用程序

**Repository Path**: ericchenran/3D-builder

## Basic Information

- **Project Name**: 3D 瓷砖墙体建模应用程序
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2024-12-15
- **Last Updated**: 2024-12-15

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: Python

## README

### 一、脚本概述
本脚本使用 `Python` 语言编写，结合了 `vpython`、`tkinter` 等库，旨在创建一个 `3D` 瓷砖墙体设计器的图形界面应用程序。用户可以通过该应用程序输入墙体和瓷砖的相关尺寸参数、选择瓷砖颜色，实时查看 `3D` 场景中瓷砖墙体的预览效果，同时还能计算瓷砖的数量以及覆盖面积等信息，并可选择是否显示尺寸标注，方便对瓷砖墙体设计进行直观的可视化操作与分析。

### 二、代码结构与功能模块说明

#### （一）类的初始化（`__init__` 方法）
1. **创建主窗口**：使用 `tk.Tk()` 创建主窗口，并设置窗口标题为 “`3D` 瓷砖墙体设计器”。
2. **默认参数设定**：定义了墙体和瓷砖的各项尺寸参数（单位为厘米）以及瓷砖的默认颜色（灰色），同时设置了一个标注开关变量，用于控制是否显示尺寸标注，另外还初始化了与鼠标拖动操作相关的变量。
3. **界面与场景创建**：调用 `create_ui` 方法创建用户界面，调用 `create_3d_scene` 方法创建 `3D` 场景。

#### （二）用户界面创建（`create_ui` 方法）
1. **控制面板框架**：通过 `ttk.LabelFrame` 创建一个名为 “控制面板” 的框架，用于放置后续的各种控件，并将其放置在主窗口的合适位置。
2. **墙体尺寸输入部分**：使用 `ttk.Label` 和 `ttk.Entry` 组合，创建用于输入墙体宽度、高度、深度的文本框控件，并添加相应的提示标签，方便用户输入墙体尺寸参数（单位为厘米）。
3. **瓷砖尺寸输入部分**：与墙体尺寸输入类似，创建用于输入瓷砖宽度、高度、厚度的文本框控件，同样添加提示标签，供用户输入瓷砖尺寸参数（单位为厘米）。
4. **功能按钮部分**：
    - **颜色选择按钮**：点击 “选择瓷砖颜色” 按钮，触发 `choose_color` 方法，可弹出颜色选择对话框让用户选择瓷砖颜色。
    - **更新 `3D` 视图按钮**：点击 “更新 `3D` 视图” 按钮，调用 `update_3d_view` 方法，依据当前输入的参数更新 `3D` 场景中的墙体和瓷砖显示效果。
    - **计算瓷砖数量按钮**：点击 “计算瓷砖数量” 按钮，触发 `calculate_tiles` 方法，计算并在界面上显示瓷砖的横向、纵向数量以及总数量、覆盖面积等信息。
    - **标注开关按钮**：通过 `ttk.Checkbutton` 创建一个复选框，点击可切换是否显示尺寸标注，关联 `toggle_dimensions` 方法来实现功能。
5. **结果显示区域**：使用 `tk.Text` 创建一个文本框，用于显示计算瓷砖数量等操作后的结果信息，放置在控制面板的合适位置。

#### （三）`3D` 场景创建（`create_3d_scene` 方法）
1. **场景基本设置**：设置 `3D` 场景的宽度、高度、背景颜色以及标题等属性，同时为场景绑定鼠标按下（`mousedown`）、鼠标抬起（`mouseup`）、鼠标移动（`mousemove`）等事件，分别关联对应的事件处理方法（`on_mouse_down`、`on_mouse_up`、`on_mouse_move`），以便实现通过鼠标操作旋转和缩放场景视角的功能。
2. **初始视图更新**：调用 `update_3d_view` 方法，依据初始参数生成并显示 `3D` 场景中的墙体和瓷砖等对象。

#### （四）鼠标事件处理方法（`on_mouse_down`、`on_mouse_up`、`on_mouse_move` 方法）
1. **鼠标按下（`on_mouse_down`）**：当鼠标在 `3D` 场景中按下时，记录鼠标当前位置，并设置拖动状态为 `True`，表示开始拖动操作。
2. **鼠标抬起（`on_mouse_up`）**：当鼠标抬起时，结束拖动操作，将拖动状态设置为 `False`，并清空上次记录的鼠标位置。
3. **鼠标移动（`on_mouse_move`）**：在鼠标拖动（即 `dragging` 为 `True` 且有上次鼠标位置记录）的过程中，根据鼠标移动的水平和垂直距离，计算相应的旋转角度，对场景相机的位置进行旋转操作，从而实现通过鼠标拖动旋转 `3D` 场景视角的功能，同时让相机始终看向原点，保证视角效果，并更新上次鼠标位置记录。

#### （五）颜色选择功能（`choose_color` 方法）
通过 `colorchooser.askcolor` 弹出颜色选择对话框，获取用户选择的颜色（以 `RGB` 元组形式返回），将其转换为 `vpython` 中的向量表示形式并更新瓷砖颜色，然后调用 `update_3d_view` 方法更新 `3D` 场景，使瓷砖以新选择的颜色显示。

#### （六）标注开关功能（`toggle_dimensions` 方法）
通过切换 `show_dimensions` 变量的值来控制是否显示尺寸标注，然后调用 `update_3d_view` 方法，依据新的标注显示状态更新 `3D` 场景。

#### （七）`3D` 视图更新功能（`update_3d_view` 方法）
1. **对象清除**：首先将当前 `3D` 场景中的所有对象设置为不可见，以便重新根据最新参数绘制场景。
2. **参数获取与单位转换**：从界面上的文本框获取用户输入的墙体和瓷砖的尺寸参数，并将单位从厘米转换为米，方便后续在 `3D` 场景中的坐标计算与对象创建。
3. **墙体基础创建**：使用 `vpython` 的 `box` 函数创建一个代表墙体基础的长方体对象，设置其位置、大小、颜色和透明度等属性。
4. **瓷砖创建与标注添加**：
    - 根据墙体和瓷砖尺寸计算瓷砖在水平和垂直方向上的数量，然后通过嵌套循环在合适的位置创建一个个代表瓷砖的长方体对象，并设置其位置、大小和颜色等属性。
    - 如果标注开关处于打开状态（`show_dimensions` 为 `True`），针对每个瓷砖，在其下方添加尺寸标注文本（格式为长×宽×高，单位厘米），在其上方添加序号标注文本，同时对坐标轴也进行标注优化，创建坐标轴原点、箭头以及对应的标签文本，并通过动画效果让坐标轴标签文本渐显（从透明度 `0` 逐渐变为 `1`）。

#### （八）瓷砖数量计算功能（`calculate_tiles` 方法）
1. **参数获取**：从界面文本框获取墙体宽度、高度以及瓷砖宽度、高度等参数。
2. **数量计算**：计算瓷砖在横向和纵向的数量，进而得到瓷砖的总数量，同时计算瓷砖所覆盖的面积（单位转换为平方米）。
3. **结果显示**：将计算得到的墙体尺寸、瓷砖尺寸、瓷砖横向、纵向、总数量以及覆盖面积等信息整理成字符串格式，清空结果显示文本框中原有的内容后，将新的结果信息插入文本框进行显示。若获取参数时出现数值格式错误，则弹出错误提示框告知用户输入有效的数值。

#### （九）主循环启动（`run` 方法）
通过调用 `self.root.mainloop()` 启动 `Tkinter` 主事件循环，使应用程序能够持续响应用户的各种操作，保持界面的交互性与显示状态。

### 三、使用方法
在 `Python` 环境中运行该脚本（确保已安装 `vpython`、`tkinter` 等相关依赖库），将会弹出带有图形界面的 `3D` 瓷砖墙体设计器应用程序窗口。用户可以按照界面上的提示，在相应文本框中输入墙体和瓷砖的尺寸参数，点击 “选择瓷砖颜色” 按钮挑选瓷砖颜色，通过 “更新 `3D` 视图” 按钮查看设计效果，利用 “计算瓷砖数量” 按钮获取瓷砖数量和覆盖面积信息，还可通过标注开关按钮决定是否显示尺寸标注等，通过鼠标操作可旋转和缩放 `3D` 场景视角，以便从不同角度查看瓷砖墙体设计情况。

### 四、作者信息
**作者**：陈祖豪
**邮箱**：3469807212@qq.com

希望这份脚本说明能帮助你更好地理解和使用该代码创建的 `3D` 瓷砖墙体设计器应用程序。如有其他疑问，请随时联系作者。