CuraEngine开源程序配置

Date:30 March 2018 | Number of words:2587 | Approximately reading time:8 minutes

3D打印行业近些年在国内发展迅猛，很多新的3D打印公司在国家政策的支持下纷纷建立起来。然而虽然3d打印机型号外形众多，绝大多数公司打印程序仍然采用的是Ultimaker公司提供在github上的一个开源项目——CuraEngine作为内核，理解学习CuraEngine对于3D打印行业内部程序开发来说还是必不可少的一步。

Cura

Ultimaker公司将Cura的源码提供在github上，Cura15.04版本之后Cura有着较大的改动，15.04版本的Cura同样也提供在了github之上。

Cura是一个采用C++引擎的利用python搭建起来的开源程序，上述链接中的程序实际上是一个pyhon GUI，内部模型的旋转切片gcode生成等都是由CuraEngine这个纯C++程序所提供的。

本身图形GUI不是我们研究的重点，所以将重点放在CuraEngine的解读之上。

CuraEngine

CuraEngine是一个用于生成3D打印gcode的C++控制台程序。相较于Skeinforge引擎，CuraEngine速度上要更为快速。在对其中切片所得到的二维图形进行处理时，CuraEngine采用了Clipper这个开源的免费库，该库基于Vatti的裁剪算法，对线和多边形进行裁剪，包括求交，合并，偏移等。除此之外，Cura与其后端和类似代码之间的通信，Ultimaker公司同样将开源代码libArcus提供在了github上。libArcus是基于Ptotocol Buffers库来进行通信的，所以配置libArcus的时候需要配置Protocol Buffers库，即protobuf。

许可协议

CuraEngine根据AGPLv3许可证发布。许可证的条款可以在CuraEngine的LICENSE文件中找到,或者访问GNU AFFERO通用公共许可证。如果使用CuraEngine来创建应用程序，需要分享你的源码。

安装配置

程序解读首先需要能够运行这个程序并且知道程序可以做到什么，按照官方所提供的安装配置方法来进行配置，这里采用Ubuntu16.04.3系统来进行编译。

安装可以分为三部分：编译protobuf，编译libArcus和编译CuraEngine

编译protobuf

1.确保自己配置了libtool，若未安装，可以利用apt进行安装。

sudo apt install libtool

2.从protobuf的发行版上下载protobuf(>3.0.0)。
3.在protobuf的文件夹中运行autogen.sh文件

cd protobuf-×
./autogen.sh

如果安装过程中出现autoreconf:not found的错误提示，是由于系统中没有安装autoreconf工具，可以利用apt进行安装

sudo apt install autoreconf

4.运行configure：./configure
5.make
6.sudo make install

编译libArcus库

1.需要安装CMake，python3-dev(3.4+)和python3-sip-dev(4.16+)。
2.git clone libArcus的仓库或者直接下载zip包。
3.利用CMake对libArcus进行编译

mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

编译CuraEngine库

1.git clone CuraEngine的仓库或者直接下载zip包。
2.利用CMake对CuraEngine进行编译

mkdir build
cd build
cmake ..
make
cmake . -G "CodeBlocks - Unix Makefiles"

运行CuraEngine

与Cura软件所不同的是，CuraEngine需要通过命令行的方式进行运行。运行CuraEngine需要一个JSON的配置文件，在Cura的repository中可以找到。自Cura2.1版本后，json文件结构发生了变化。 CuraEngine切片的用法在CuraEngine Help中提供如下：

CuraEngine slice [-v] [-p] [-j <settings.json>] [-s <settingkey>=<value>] [-g] [-e<extruder_nr>] [-o <output.gcode>] [-l <model.stl>] [--next]

-v：增加详细级别（这里可以输出log消息）
-m<thread_count>:设置所需要的线程数
-p：记录log信息
-j：加载settings.def.json文件以注册所有设置及其默认值
-s <setting>=<value>：将最后提供的对象的某个setting值更改为value
-l <model_file>：加载STL文件
-g：将设置焦点切换到当前网格组，适用于单次打印
-e<extruder_nr>：根据给定值转移设置焦点
–next：为先前提供的网格组生成gcode，并将其附加到其他模型的gcode中
-o <output_file>：选择gcode写入的文件

由于文件一直在更新，官方文件所提供的例子无法直接运行，这里提供一个例子：
进入CuraEngine所在文件夹

./build/CuraEngine slice -v -j ../Cura/resources/definitions/zone3d_printer.def.json -o "./output/test.gcode" -e0 -s infill_line_distance=1 -e0 -l "./build/testcub1.STL"

运行结果如图所示：
example

利用Cura打开生成的gcode文件如图：
gcode

Reference

[1]https://github.com/Ultimaker/CuraEngine
[2]https://github.com/Ultimaker/Cura
[3]https://github.com/Ultimaker/Uranium
[4]https://github.com/Ultimaker/libArcus
[5]CuraEngine Help

Conceptclear

概念清楚吧