获取曲面的可见面 · VisibleFacesExtractor
获取模型在指定视图方向上的可见面，支持异步并行计算
📖 功能概述
这是 LK 工具集中的可见面提取组件，用于获取多重曲面在指定视图方向上的可见面集合。它的核心逻辑类似于三维软件的"消隐"算法：给定一个视图平面，判断哪些面朝向观察者且未被其他面遮挡。
- 输入多重曲面和视图平面，输出朝向观察者的可见面
- 同时输出可见面在原多重曲面中的序号，便于追踪
- 继承自
GH_TaskCapableComponent，复杂运算异步执行，Grasshopper 界面不卡顿 - 使用
Parallel.ForEach进行多核并行计算，高速处理大面积模型 - 同时进行法向量朝向检测和面-面遮挡检测，双重保障结果准确
📥 输入参数
| 名称 | 类型 | 必填 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 多重曲面 (B) | Brep | 必需 | 需要提取可见面的多重曲面模型（单个 Brep） |
| 视图平面 (P) | Plane | 可选 | 视图平面，默认值为世界 XY 平面。视图方向为平面的 Z 轴方向（即法向量方向） |
📤 输出参数
| 名称 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| 可见面 (F) | Brep | 提取出的可见面（列表）。每个可见面从原 Brep 中复制为单独的 Brep 对象 |
| 可见面序号 (I) | Integer | 可见面在原多重曲面中的面索引序号（列表），与可见面列表一一对应 |
🧠 核心流程
1
输入模型 + 视图
→
2
并行面分析
→
3
提取可见面
→
4
输出结果
🔍 可见性判断算法（两阶段检测）
每个面经过两次筛选才能被判定为可见：
阶段一：法向量朝向检测
计算面的中心法向量，检测其与视图方向（平面 Z 轴）的点积。当点积大于 0.01 时，说明该面朝向观察者，通过第一轮筛选。
阶段二：遮挡检测
从面中心沿视图方向发射射线，检查是否与其他面相交。如果射线碰到其他面且距离大于容差，则判定该面被遮挡，排除出可见面列表。
✅ 两种检测同步进行：每个面的可见性判断在
Parallel.ForEach 中独立并行执行。遮挡检测也使用并行循环快速判断，一旦检测到遮挡立即停止。
⚡ 异步任务支持
该组件继承自 GH_TaskCapableComponent，在 Grasshopper 的数据驱动运算场景下自动启用异步执行：
- 预求解阶段（
InPreSolve）：将输入的 Brep 和平面数据封装为后台 Task - 求解阶段（
SolveInstance）：通过GetSolveResults获取计算结果 - 复杂模型（大量细碎面片）运算时 Grasshopper 界面依然流畅
🧪 典型使用场景
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 建筑立面可见面提取 | 给定建筑模型的平面图，仅提取正立面/侧立面上的可见面，用于立面图制作或日照分析。 |
| 展平单侧曲面 | 配合展平工具，仅将某个朝向的可见面提取出来进行处理。 |
| 模型简化 | 在特定视角下，只保留可见面的几何信息，剔除隐藏面以简化模型。 |
| 视觉分析 | 判断模型中哪些区域从某个方向可见，辅助视线分析或景观评估。 |
🔬 技术细节
法向量计算方式
组件不依赖面反转标志（OrientationIsReversed），而是直接通过曲面参数域中点计算实际法向量，因此对于各种面朝向的模型均适用：
- 获取面的 UV 参数域范围
- 计算 UV 域中点
(uMid, vMid) - 通过
PointAt(u, v)获取中心点坐标 - 通过
NormalAt(u, v)获取该点的法向量并单位化
遮挡检测的射线法
使用 Rhino 的 Intersection.RayShoot 方法，从面中心沿视图方向发射射线。如果射线命中其他面（距离 > 容差 0.01），则认为该面被遮挡。默认容差为 0.01 个单位。
⚠️ 局限性说明：基于射线法的遮挡检测是近似判断。对于完全包围内部腔体的凹曲面，中心点射线可能无法穿透整个外部壳来判断遮挡，这在简单模型中影响不大。
📋 组件信息
| 名称 | 获取曲面的可见面 |
| 英文名 | VisibleFacesExtractor (VisFaces) |
| 分类 | LK → Brep |
| 基类 | GH_TaskCapableComponent<Solution> |
| GUID | 5C8E2276-3468-4AAF-A44E-F03F24B9122A |