Compile FreeCAD on Windows

eryar@163.com

1.Introduction

FreeCAD是一个参数化的三维造型软件，主要用于任意大小的实际模型的设计。参数化的建模方式可以通过修改相关参数从而方便地修改你的设计。FreeCAD是开源软件，并提供了便利地自定义方式，也提供了脚本，从而根据自己的需要去扩展功能。FreeCAD是跨平台（Windows, Mac和Linux），可以读写许多开放的模型文件，如STEP，IGES，STL，SVG，DXF，OBJ，IFC，DAE等。

如果说学习OpenCASCADE可以了解一些几何内核底层的算法，那么学习FreeCAD则可以用来实现一些具体的功能，从而将三维的技术应用到实际的生活中去，创造出有意义的功能。

本文详细说明如何在Windows平台上编译FreeCAD源码。如果你已经可以正常编译OpenCASCADE这种开源库的源码，那么编译FreeCAD还是很简单的。

2.Preparation

编译FreeCAD源码之前，需要做些准备工作：下载源码及所需的第三方库。其中源码可以从github上下载，地址为：https://github.com/FreeCAD

为了方便其源码的编译，FreeCAD将所需要的第三方库打包在一起取名LibPack，方便开发者自己编译。LibPack可以从sourceforge上下载：

https://sourceforge.net/projects/free-cad/files/FreeCAD%20LibPack/

Figure 2.1 Download LibPack of FreeCAD

找到与自己编译器版本一致的LibPack下载。如果想在Visual Studio2008中编译，则下载FreeCADLibs_11.1_x86_VC9.7z。下载好源码和LibPack就万事具备了，我们先来粗略地看下LibPack中都有哪些库：

Figure 2.2 3rd party libraries used in FreeCAD

从include可以看出，几何内核主要使用了oce（OpenCASCADE社区版），脚本使用了Python，显示使用了Inventor，网格库还使用了SMESH，逆向工程的功能使用了pcl，还用到了boost及eigen矩阵计算库，程序界面使用了Qt等。由此可见，FreeCAD中的第三方库的数量比OpenCASCADE中的要多，所以编译成功的关键就是要将这些第三方库配置正确。

还好FreeCAD的开发团队提供了这些第三方库，如果自己去准备这些库也要花不少时间和精力。

3.Compiling

FreeCAD在Windows中编译主要使用CMake，通过CMake生成Visual Studio工程文件。如果直接Configure源码文件夹中的CMakeLists.txt会有如下图所示的错误：

Figure 3.1 Could not find libpack error

根据错误信息，说是没有在指定目录找到libpack，所以自己将FREECAD_LIBPACK_DIR设置到下载的libpack中去之后，就可以Configure成功了，如下图所示：

Figure 3.2 CMake success

Configure成功后，即可使用Generate来生成FreeCAD_trunk.sln工程文件，从而用Visual Studio来打开和编译了。

Figure 3.3 FreeCAD projects in Visual Studio

看着自己编译一个模块，在FreeCAD的功能选择中就多出一个模块，还是很有感觉的。自己动手编译下，经过漫长的等待后得到可以运行的程序也是有些收获。

4.Play

编译成功后，就迫不及待地想测试下很有亮点的功能，如网格设计、逆向工程、机器人等模块。

Figure 4.1 Shape in Wireframe mode

Figure 4.2 Shape Mesh

Figure 4.3 Assembly in FreeCAD

看到Assembly中只有那一个按钮，装配功能基本上不能用。如果有了装配功能，那么FreeCAD的功能就和常见的那些三维软件功能类似了。装配功能中需要用到了三维的约束，像什么面对齐，同轴等，商用软件会用到西门子的约束求解库DCM，DCM相关信息可参考simens官方网站：

https://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/open/d-cubed/

有需要DCM的可直接与他们联系，不过价格也是不便宜的。

Figure 4.4 DCM of SIEMENS

没有了google找点东西还是很费劲，用baidu和bing中文版的都没找到什么有用的东西。用了Bing英语版的，才找到，如下图同样输入关键字dcm3d，百度中出来的东西完全无用：

Figure 4.5 Search result of DCM3d

FreeCAD中机器人功能的视频：http://www.tudou.com/listplay/5zDaAoucSXQ/

Figure 4.6 Robot in FreeCAD