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name: ara3d-sdk

- description: "Use when processing AEC/BIM 3D data in .NET 8 -- ?mesh generation and transformation, SIMD-accelerated math, IFC/STEP/PLY to glTF/GLB/VIM conversion, plugin development. Ara3D-SDK: high-performance .NET 3D geometry and BIM library suite."

+ description: "Use when processing AEC/BIM 3D data in .NET 8 — mesh generation and transformation, SIMD-accelerated math, IFC/STEP/PLY to glTF/GLB/VIM conversion, plugin development. Ara3D-SDK: high-performance .NET 3D geometry and BIM library suite."

tags:

- 3d

- bim

- aec

- dotnet

- csharp

- geometry

- simd

- ifc

- mesh

- gltf

- studio-plugin

---

- > **项目地址 -- ?* <https://github.com/ara3d/ara3d-sdk>

+ > **项目地址：** <https://github.com/ara3d/ara3d-sdk>

- > **NuGet 元包 -- ?* [`Ara3D.SDK`](https://www.nuget.org/packages/Ara3D.SDK) -- ?**Ara 3D 官网 -- ?* <https://ara3d.com>

+ > **NuGet 元包：** [`Ara3D.SDK`](https://www.nuget.org/packages/Ara3D.SDK) ｜ **Ara 3D 官网：** <https://ara3d.com>

- > **许可证：** MIT -- ?**最新版本：** `1.6.1`（由仓库 `Directory.Build.props` -- ?`Ara3DVersion` 统一管理，所有包共享同一版本号） -- ?**默认分支 -- ?* `main` -- ?**目标框架 -- ?* `net8.0` / `net8.0-windows`

+ > **许可证：** MIT ｜ **最新版本：** `1.6.1`（由仓库 `Directory.Build.props` 的 `Ara3DVersion` 统一管理，所有包共享同一版本号）｜ **默认分支：** `main` ｜ **目标框架：** `net8.0` / `net8.0-windows`

## 概述

- **Ara3D-SDK** 是面 -- ?**AEC / BIM / 数字孪生 / 三维 GIS** 场景的高性能 .NET 三维数据处理引擎 -- ?Studio 插件框架。它有两大定位：

+ **Ara3D-SDK** 是面向 **AEC / BIM / 数字孪生 / 三维 GIS** 场景的高性能 .NET 三维数据处理引擎与 Studio 插件框架。它有两大定位：

- 1. **独立的高性能三维/BIM 工具 -- ?*：加载、生成、变换、导出海量三维几何与 BIM 数据 -- ?

- 2. **Ara 3D Studio 桌面应用的扩展底 -- ?*：通过 `Ara3D.Studio.API` 编写生成器、修改器、命令与工具，把自研算法接入 Studio 的可视化流程图（Flow Graph） -- ?

+ 1. **独立的高性能三维/BIM 工具库**：加载、生成、变换、导出海量三维几何与 BIM 数据；

+ 2. **Ara 3D Studio 桌面应用的扩展底座**：通过 `Ara3D.Studio.API` 编写生成器、修改器、命令与工具，把自研算法接入 Studio 的可视化流程图（Flow Graph）。

- 核心工程亮点 -- ?

+ 核心工程亮点：

| 能力 | 说明 |

|------|------|

| **统一高性能内存模型** | `Ara3D.Memory` 提供 64 字节对齐的非托管缓冲区、`ByteSlice`、内存映射文件视图，服务 SIMD 与超大数据集 |

- | **SIMD 加速数 -- ?* | `Ara3D.F8`（AVX 8 -- ?`float` -- ? **Plato DSL** 生成 -- ?`Vector3`/`Matrix4x4`/`Quaternion`/`Number`/`Angle` 等数学类 -- ?|

- | **不可变几何内 -- ?* | `TriangleMesh3D`/`QuadGrid3D` 的所有变换均返回新对象，天然适合函数式管线与并行 |

- | **BIM 开放模式（BOS -- ?* | -- ?IFC/Revit 数据规约为列 -- ?EAV 结构，可落地 -- ?Parquet / DuckDB / Excel |

- | **可插 -- ?Studio 框架** | 几十行代码写出参数化生成器或网格修改器，实时预览 |

- | ** -- ?少外部依 -- ?* | 大多数库零外 -- ?NuGet 依赖，便于审计与集成 |

+ | **SIMD 加速数学** | `Ara3D.F8`（AVX 8 宽 `float`）+ **Plato DSL** 生成的 `Vector3`/`Matrix4x4`/`Quaternion`/`Number`/`Angle` 等数学类型 |

+ | **不可变几何内核** | `TriangleMesh3D`/`QuadGrid3D` 的所有变换均返回新对象，天然适合函数式管线与并行 |

+ | **BIM 开放模式（BOS）** | 把 IFC/Revit 数据规约为列式 EAV 结构，可落地为 Parquet / DuckDB / Excel |

+ | **可插拔 Studio 框架** | 几十行代码写出参数化生成器或网格修改器，实时预览 |

+ | **零/少外部依赖** | 大多数库零外部 NuGet 依赖，便于审计与集成 |

- > 一句话定位：Ara3D-SDK 是「面 -- ?AEC 的高性能 .NET 三维数据处理引擎 + Studio 插件框架」，代码结构清晰、几乎零外部依赖，也是学习现代高性能 .NET 图形/BIM 工程的范本 -- ?

+ > 一句话定位：Ara3D-SDK 是「面向 AEC 的高性能 .NET 三维数据处理引擎 + Studio 插件框架」，代码结构清晰、几乎零外部依赖，也是学习现代高性能 .NET 图形/BIM 工程的范本。

- > **版本提示 -- ?* Ara3D-SDK 处于活跃开发中，具体类名与方法签名可能随版本演进。请以你实际引用 -- ?NuGet 包版本与源码为准，并让所 -- ?Ara3D 包保 -- ?*同一版本 -- ?* -- ?

+ > **版本提示：** Ara3D-SDK 处于活跃开发中，具体类名与方法签名可能随版本演进。请以你实际引用的 NuGet 包版本与源码为准，并让所有 Ara3D 包保持**同一版本号**。

---

- ## 仓库结构（monorepo -- ?

+ ## 仓库结构（monorepo）

| 目录 | 职责 |

| --- | --- |

- | `src/` | **受支持的 SDK -- ?* -- ?NuGet 元包（跨平台基础、几何、I/O、BIM、Studio API -- ?|

- | `ext/` | Windows 专属扩展：`Ara3D.IfcLoader`（原 -- ?IFC 加载）、`Ara3D.Utils.Wpf`（WPF 辅助 -- ?|

- | `apps/` | 独立桌面应用（如 BOS Browser -- ?|

- | `examples/` | 示例与用法演示（Workshop 课程、Studio 脚本示例、Tools 工具 -- ?|

+ | `src/` | **受支持的 SDK 库**与 NuGet 元包（跨平台基础、几何、I/O、BIM、Studio API） |

+ | `ext/` | Windows 专属扩展：`Ara3D.IfcLoader`（原生 IFC 加载）、`Ara3D.Utils.Wpf`（WPF 辅助） |

+ | `apps/` | 独立桌面应用（如 BOS Browser） |

+ | `examples/` | 示例与用法演示（Workshop 课程、Studio 脚本示例、Tools 工具） |

| `plugins/` | 宿主插件（Bowerbird 实时脚本、Revit 加载项） |

- | `integrations/` | 可选第三方适配器（ -- ?Assimp -- ?|

- | `tests/` | NUnit 单元测试、回归测试、开发者测 -- ?|

- | `vendor/` | 必需的第三方原生库（ -- ?`web-ifc-library.dll` -- ?|

- | `toolchain/` | 开发工具（ -- ?IfcTypeGen），`IsPackable=false`，不打包 |

- | `deprecated/` | 已不再维护的旧项 -- ?|

- | `build/` | 打包清单 `packages.txt` -- ?`PackAll.proj` |

+ | `integrations/` | 可选第三方适配器（如 Assimp） |

+ | `tests/` | NUnit 单元测试、回归测试、开发者测试 |

+ | `vendor/` | 必需的第三方原生库（如 `web-ifc-library.dll`） |

+ | `toolchain/` | 开发工具（如 IfcTypeGen），`IsPackable=false`，不打包 |

+ | `deprecated/` | 已不再维护的旧项目 |

+ | `build/` | 打包清单 `packages.txt` 与 `PackAll.proj` |

| `docs/` | 工作流、包依赖图、发布流程等文档 |

- **关键原则**：只 -- ?`src/` -- ?`ext/` 下的库会被打包成 NuGet（见 `build/packages.txt`）；`toolchain/`、`tests/`、`apps/`、`examples/` 等永不进入发布产物 -- ?

+ **关键原则**：只有 `src/` 与 `ext/` 下的库会被打包成 NuGet（见 `build/packages.txt`）；`toolchain/`、`tests/`、`apps/`、`examples/` 等永不进入发布产物。

---

- ## 四个元包与分层架 -- ?

+ ## 四个元包与分层架构

- Ara3D-SDK 提供四个**元包（meta-package -- ?*——它们不含源码，只捆绑依赖，方便按需选择最小可用集合：

+ Ara3D-SDK 提供四个**元包（meta-package）**——它们不含源码，只捆绑依赖，方便按需选择最小可用集合：

```

- Ara3D.SDK (net8.0-windows -- ?完整 Windows 技术栈)

- ├── Ara3D.SDK.Core net8.0 -- ?跨平台基础（Utils/Logging/Memory/Collections/... -- ?

- ├── Ara3D.SDK.Geometry net8.0 -- ?网格、模型、SIMD 数学

- ├── Ara3D.SDK.IO net8.0-windows -- ?文件格式、BOS、IFC

- ├── Ara3D.Studio.API -- ?Studio 插件 API

- └── Ara3D.Utils.Wpf -- ?WPF 辅助（ext/ -- ?

+ Ara3D.SDK (net8.0-windows — 完整 Windows 技术栈)

+ ├── Ara3D.SDK.Core net8.0 — 跨平台基础（Utils/Logging/Memory/Collections/...）

+ ├── Ara3D.SDK.Geometry net8.0 — 网格、模型、SIMD 数学

+ ├── Ara3D.SDK.IO net8.0-windows — 文件格式、BOS、IFC

+ ├── Ara3D.Studio.API — Studio 插件 API

+ └── Ara3D.Utils.Wpf — WPF 辅助（ext/）

```

- **选择建议 -- ?*

+ **选择建议：**

- - 只需**跨平 -- ?*基础工具或几何计 -- ? -- ?`Ara3D.SDK.Core` -- ?`Ara3D.SDK.Geometry`（Linux/macOS 亦可）；

- - 需要在 **Windows** 上读写各种三 -- ?BIM 文件 -- ?`Ara3D.SDK.IO` -- ?

- - 想「一包搞定几乎所有事情」（ -- ?WPF、IFC、Studio API）→ `Ara3D.SDK` -- ?

+ - 只需**跨平台**基础工具或几何计算 → `Ara3D.SDK.Core` 或 `Ara3D.SDK.Geometry`（Linux/macOS 亦可）；

+ - 需要在 **Windows** 上读写各种三维/BIM 文件 → `Ara3D.SDK.IO`；

+ - 想「一包搞定几乎所有事情」（含 WPF、IFC、Studio API）→ `Ara3D.SDK`。

- **依赖层次（自底向上五层） -- ?*

+ **依赖层次（自底向上五层）：**

- 1. **基础层（零内部依赖）**：`Collections`、`Events`、`F8`、`Memory`、`Utils`、`WorkItems` -- ?

- 2. **核心 -- ?*：`Logging→Utils`、`Utils.Roslyn→Logging`、`Geometry→Collections+Memory+Utils`、`PropKit→Geometry+Utils` -- ?

- 3. **数据 -- ?*：`DataTable→Collections+PropKit`、`Models→Collections+F8+Memory+Geometry` -- ?

- 4. **I/O -- ?*：`IO.BFAST→Memory+Utils`、`IO.G3D→Collections+BFAST`、`IO.StepParser→Memory+Logging+Utils` 等；

- 5. **BIM -- ?*：`BimOpenSchema→DataTable+Geometry+Models`、`IfcLoader→BimOpenSchema+StepParser+Models`、`BimOpenSchema.IO→BimOpenSchema+IfcLoader` -- ?

+ 1. **基础层（零内部依赖）**：`Collections`、`Events`、`F8`、`Memory`、`Utils`、`WorkItems`；

+ 2. **核心层**：`Logging→Utils`、`Utils.Roslyn→Logging`、`Geometry→Collections+Memory+Utils`、`PropKit→Geometry+Utils`；

+ 3. **数据层**：`DataTable→Collections+PropKit`、`Models→Collections+F8+Memory+Geometry`；

+ 4. **I/O 层**：`IO.BFAST→Memory+Utils`、`IO.G3D→Collections+BFAST`、`IO.StepParser→Memory+Logging+Utils` 等；

+ 5. **BIM 层**：`BimOpenSchema→DataTable+Geometry+Models`、`IfcLoader→BimOpenSchema+StepParser+Models`、`BimOpenSchema.IO→BimOpenSchema+IfcLoader`。

- > 大多数库**零外 -- ?NuGet 依赖**。少数例外：`Utils.Roslyn`（Roslyn 编译器）、`IO.GltfExporter`（Newtonsoft.Json）、`BimOpenSchema.IO`（ClosedXML/DuckDB.NET/Parquet.Net），以及 `IfcLoader` 携带的原 -- ?`web-ifc-library.dll` -- ?

+ > 大多数库**零外部 NuGet 依赖**。少数例外：`Utils.Roslyn`（Roslyn 编译器）、`IO.GltfExporter`（Newtonsoft.Json）、`BimOpenSchema.IO`（ClosedXML/DuckDB.NET/Parquet.Net），以及 `IfcLoader` 携带的原生 `web-ifc-library.dll`。

- ### 核心库一 -- ?

+ ### 核心库一览

- | 元包 | 主要 -- ?| 说明 |

+ | 元包 | 主要库 | 说明 |

|------|--------|------|

| **Core** (`net8.0`) | `Ara3D.Collections` | 只读列表视图、稀疏矩阵、LINQ 辅助 |

- | | `Ara3D.DataTable` | 列式内存数据接口（struct-of-arrays -- ?|

+ | | `Ara3D.DataTable` | 列式内存数据接口（struct-of-arrays） |

| | `Ara3D.Events` | 线程安全事件总线 |

- | | `Ara3D.F8` | SIMD（AVX -- ? -- ?`float` 数学 |

+ | | `Ara3D.F8` | SIMD（AVX）8 宽 `float` 数学 |

| | `Ara3D.Logging` | 日志、进度与任务管理 |

- | | `Ara3D.Memory` | 对齐缓冲区、切片、内存映射文件视 -- ?|

- | | `Ara3D.PropKit` | 运行时属性描述符（UI 绑定 -- ?|

+ | | `Ara3D.Memory` | 对齐缓冲区、切片、内存映射文件视图 |

+ | | `Ara3D.PropKit` | 运行时属性描述符（UI 绑定） |

| | `Ara3D.Utils` / `Ara3D.Utils.Roslyn` | 通用工具 / Roslyn 编译辅助 |

- | | `Ara3D.WorkItems` | 后台工作项队 -- ?|

- | **Geometry** (`net8.0`) | `Ara3D.Geometry` | 网格、拓扑、空间查询、程序化建模、导 -- ?|

+ | | `Ara3D.WorkItems` | 后台工作项队列 |

+ | **Geometry** (`net8.0`) | `Ara3D.Geometry` | 网格、拓扑、空间查询、程序化建模、导出 |

| | `Ara3D.Models` | 场景模型、实例、渲染缓冲区 |

- | | `Ara3D.F8` + Plato 生成数学 | `Vector3`/`Matrix4x4`/`Quaternion`/`Number`/`Angle`（`src/Plato.Generated`、`src/Plato.Intrinsics` -- ?|

+ | | `Ara3D.F8` + Plato 生成数学 | `Vector3`/`Matrix4x4`/`Quaternion`/`Number`/`Angle`（`src/Plato.Generated`、`src/Plato.Intrinsics`） |

| **IO** (`net8.0-windows`) | `Ara3D.IO.BFAST` | 数组序列化二进制容器格式 |

- | | `Ara3D.IO.G3D` | G3D 几何交换格式（基 -- ?BFAST -- ?|

+ | | `Ara3D.IO.G3D` | G3D 几何交换格式（基于 BFAST） |

| | `Ara3D.IO.PLY` | PLY 网格导入/导出 |

| | `Ara3D.IO.GltfExporter` / `Ara3D.IO.SharpGLTF` | glTF/GLB 导出 / 导入操作 |

- | | `Ara3D.IO.VIM` | VIM BIM 二进制格 -- ?|

- | | `Ara3D.IO.StepParser` | ISO STEP 分词与解 -- ?|

- | | `Ara3D.IO.GeoJson` | GeoJSON -- ?IMDF 室内地图 |

- | **BIM** | `Ara3D.BimOpenSchema` | BIM 开放模式（BOS）对象模 -- ?|

+ | | `Ara3D.IO.VIM` | VIM BIM 二进制格式 |

+ | | `Ara3D.IO.StepParser` | ISO STEP 分词与解析 |

+ | | `Ara3D.IO.GeoJson` | GeoJSON 与 IMDF 室内地图 |

+ | **BIM** | `Ara3D.BimOpenSchema` | BIM 开放模式（BOS）对象模型 |

| | `Ara3D.BimOpenSchema.IO` | Parquet/DuckDB/Excel 序列化与 IFC 导入 |

- | | `Ara3D.IfcLoader`（ext/ -- ?| IFC -- ?BOS 转换（原 -- ?web-ifc -- ?|

- | **Studio** | `Ara3D.Studio.API` | 流程图、资产与修改器管线类 -- ?|

+ | | `Ara3D.IfcLoader`（ext/） | IFC → BOS 转换（原生 web-ifc） |

+ | **Studio** | `Ara3D.Studio.API` | 流程图、资产与修改器管线类型 |

---

- ## 环境准备与安 -- ?

+ ## 环境准备与安装

### 环境要求

- **.NET 8 SDK**（`dotnet --version` 输出 `8.x`）；

- - IDE -- ?*Visual Studio 2022** -- ?7.8+） -- ?*JetBrains Rider** -- ?**VS Code + C# Dev Kit** -- ?

- - **文件 I/O、IFC、WPF** 等功能需 **Windows x64**（目标框 -- ?`net8.0-windows`，`Ara3D.IfcLoader` 依赖原生 64 -- ?DLL）；

- - 仅做**跨平 -- ?*基础工具与几何计算（Core / Geometry）时，Linux / macOS 亦可 -- ?

+ - IDE：**Visual Studio 2022**（17.8+）、**JetBrains Rider** 或 **VS Code + C# Dev Kit**；

+ - **文件 I/O、IFC、WPF** 等功能需 **Windows x64**（目标框架 `net8.0-windows`，`Ara3D.IfcLoader` 依赖原生 64 位 DLL）；

+ - 仅做**跨平台**基础工具与几何计算（Core / Geometry）时，Linux / macOS 亦可。

- > **CPU 提示 -- ?* `Ara3D.F8` 使用 **AVX** -- ?56 位）指令，`Ara3D.Memory` -- ?64 字节对齐以适配 AVX-512。现 -- ?x64 CPU 均支 -- ?AVX，SDK 在不支持时有回退路径，但要获得最佳性能建议使用较新 -- ?x64 处理器 -- ?

+ > **CPU 提示：** `Ara3D.F8` 使用 **AVX**（256 位）指令，`Ara3D.Memory` 按 64 字节对齐以适配 AVX-512。现代 x64 CPU 均支持 AVX，SDK 在不支持时有回退路径，但要获得最佳性能建议使用较新的 x64 处理器。

- ### 目标框架（TFM）分 -- ?

+ ### 目标框架（TFM）分工

- | -- ?| TFM | 原因 |

+ | 包 | TFM | 原因 |

| --- | --- | --- |

- | `Ara3D.SDK.Core` / `Ara3D.SDK.Geometry` | `net8.0` | 跨平 -- ?|

+ | `Ara3D.SDK.Core` / `Ara3D.SDK.Geometry` | `net8.0` | 跨平台 |

| `Ara3D.SDK.IO` / `Ara3D.SDK` | `net8.0-windows` | I/O、BOS、IfcLoader、WPF 需 Windows |

- | `Ara3D.Utils.Wpf` / `Ara3D.IfcLoader`（ext/ -- ?| `net8.0-windows` | WPF / 原生 x64 DLL |

+ | `Ara3D.Utils.Wpf` / `Ara3D.IfcLoader`（ext/） | `net8.0-windows` | WPF / 原生 x64 DLL |

### 通过 NuGet 引用（推荐）

```bash

dotnet new console -n MyAra3DApp

cd MyAra3DApp

dotnet add package Ara3D.SDK.Core # 跨平台基础

dotnet add package Ara3D.SDK.Geometry # 或几何栈

- dotnet add package Ara3D.SDK # 或完 -- ?Windows 栈（TFM 需改为 net8.0-windows -- ?

+ dotnet add package Ara3D.SDK # 或完整 Windows 栈（TFM 需改为 net8.0-windows）

```

- 对应 `.csproj` -- ?

+ 对应 `.csproj`：

```xml

-

+

<TargetFramework>net8.0-windows</TargetFramework>

<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>

<Nullable>enable</Nullable>

-

+

</PropertyGroup>

</ItemGroup>

</Project>

```

- 也可只引用单个库以缩小依赖面（请保持版本一致） -- ?

+ 也可只引用单个库以缩小依赖面（请保持版本一致）：

```xml

```

- > `Ara3D.IfcLoader` 需 `web-ifc-library.dll`（来自仓 -- ?`vendor/`）出现在输出目录，通过 NuGet 引用时会随包携带；平台须 -- ?**x64 Windows** -- ?

+ > `Ara3D.IfcLoader` 需 `web-ifc-library.dll`（来自仓库 `vendor/`）出现在输出目录，通过 NuGet 引用时会随包携带；平台须为 **x64 Windows**。

### 从源码构建（二次开发）

- 仓库提供一 -- ?Windows 批处理脚本（底层 -- ?`dotnet build`/`test`/`msbuild`）：

+ 仓库提供一组 Windows 批处理脚本（底层即 `dotnet build`/`test`/`msbuild`）：

```bat

- build.bat :: 构建整个解决方案（Debug -- ?

+ build.bat :: 构建整个解决方案（Debug）

build.bat Release :: Release 构建

- test.bat :: 运行完整测试套件（含 Slow -- ?

- test.bat fast :: 全部区域，跳 -- ?Slow 的文 -- ?I/O 测试

- pack.bat :: -- ?build/packages.txt 打包所 -- ?NuGet（Release -- ?

+ test.bat :: 运行完整测试套件（含 Slow）

+ test.bat fast :: 全部区域，跳过 Slow 的文件 I/O 测试

+ pack.bat :: 从 build/packages.txt 打包所有 NuGet（Release）

```

- 打出 -- ?`.nupkg` 写入 -- ?gitignore -- ?`artifacts/` 目录。在自己的项目引用本地构建包 -- ?

+ 打出的 `.nupkg` 写入被 gitignore 的 `artifacts/` 目录。在自己的项目引用本地构建包：

```bash

dotnet nuget add source /path/to/ara3d-sdk/artifacts --name ara3d-local

dotnet add package Ara3D.SDK --version 1.6.1 --source ara3d-local

```

---

- ## 快速上 -- ?

+ ## 快速上手

### Hello Ara3D（验证环境）

```csharp

using System;

using System.Linq;

- // Vector3 定义 -- ?Ara3D.Geometry 命名空间

+ // Vector3 定义在 Ara3D.Geometry 命名空间

var asm = typeof(Ara3D.Geometry.Vector3).Assembly;

var types = asm.GetTypes().Where(t => t.IsPublic).OrderBy(t => t.Name).ToList();

Console.WriteLine($"Found {types.Count} types in Ara3D.Geometry");

```

- ### 生成并导出网格（Windows / `net8.0-windows` -- ?

+ ### 生成并导出网格（Windows / `net8.0-windows`）

```csharp

using Ara3D.Geometry; // 几何类型

using Ara3D.IO.PLY; // PLY 导入/导出

- // PlatonicSolids 提供常见基本体（已三角化的立方体 -- ?

+ // PlatonicSolids 提供常见基本体（已三角化的立方体）

TriangleMesh3D cube = PlatonicSolids.TriangulatedCube;

- // 所有变换都是不可变的：返回新网格，可链式组 -- ?

+ // 所有变换都是不可变的：返回新网格，可链式组合

var transformed = cube

.Scale(new Vector3(2, 1, 1)) // 非均匀缩放

.Rotate(Quaternion.CreateFromAxisAngle(Vector3.UnitY, Angle.Degrees(30)))

.Translate(new Vector3(0, 0, 5));

- Console.WriteLine($"顶点 -- ? {transformed.Points.Count}, 面数: {transformed.Triangles.Count}");

- Console.WriteLine($"包围 -- ? {transformed.Bounds.Min} .. {transformed.Bounds.Max}");

+ Console.WriteLine($"顶点数: {transformed.Points.Count}, 面数: {transformed.Triangles.Count}");

+ Console.WriteLine($"包围盒: {transformed.Bounds.Min} .. {transformed.Bounds.Max}");

- transformed.WritePly("cube.ply"); // WritePly -- ?TriangleMesh3D 的扩展方法（Ara3D.IO.PLY -- ?

+ transformed.WritePly("cube.ply"); // WritePly 是 TriangleMesh3D 的扩展方法（Ara3D.IO.PLY）

```

### 全局 using（提升体验）

```csharp

// GlobalUsings.cs

global using Ara3D.Collections;

global using Ara3D.DataTable;

global using Ara3D.Geometry;

global using Ara3D.Logging;

global using Ara3D.Memory;

global using Ara3D.Models;

global using Ara3D.PropKit;

global using Ara3D.Studio.API;

global using Ara3D.Utils;

```

---

- ## 几何与网格建模（Ara3D.Geometry -- ?

+ ## 几何与网格建模（Ara3D.Geometry）

- ### 不可变链式管 -- ?

+ ### 不可变链式管线

```csharp

var mesh = PlatonicSolids.TriangulatedCube

.Scale(new Vector3(2, 1, 1))

.RotateY(Angle.Degrees(45))

.Translate(new Vector3(0, 0, 5));

```

- `Scale`/`Rotate`/`RotateY`/`Translate` 均返 -- ?*新对 -- ?*（不可变），便于链式与并行 -- ?

+ `Scale`/`Rotate`/`RotateY`/`Translate` 均返回**新对象**（不可变），便于链式与并行。

- ### 自定义变形与程序化几 -- ?

+ ### 自定义变形与程序化几何

```csharp

- // -- ?Deform 做自定义逐点变形（如扭转 -- ?

+ // 用 Deform 做自定义逐点变形（如扭转）

var twisted = mesh.Deform(p => /* 依据 p 归一化位置返回新位置 */);

- // 基本体、曲线、扫掠（Sweep）、旋转成型（Revolve -- ?

+ // 基本体、曲线、扫掠（Sweep）、旋转成型（Revolve）

var profile = Curves.Circle.RotateX(0.25f.Turns());

var path = Curves.Helix(height: 3, revolutions: 3);

QuadGrid3D tube = profile.Sample(16).Sweep(path.GetTransforms(16), connectU: true, connectV: false);

TriangleMesh3D cylinder = Primitives.Cylinder(sides: 32, radius: 1, height: 3, segments: 1).Triangulate();

```

- 常用高层辅助：`PlatonicSolids`（`TriangulatedCube`/`Icosahedron`…）、`Primitives.Cylinder(...)`、`Curves.Circle`/`Curves.Helix(...)`（`.Sample(n)` 采样、`.GetTransforms(n)` 生成沿路径坐标系） -- ?

+ 常用高层辅助：`PlatonicSolids`（`TriangulatedCube`/`Icosahedron`…）、`Primitives.Cylinder(...)`、`Curves.Circle`/`Curves.Helix(...)`（`.Sample(n)` 采样、`.GetTransforms(n)` 生成沿路径坐标系）。

### 空间查询

- - `Bounds3D`（包围体）：`mesh.Bounds` 提供 `Min`/`Max` -- ?

- - **AABB -- ?*：对 `model.Meshes.Select(m => m.Bounds)` 构建，实 -- ?`IAabbTreeQuery` -- ?`struct` 后用 `tree.Traverse(ref query)` 做高性能碰撞/拾取查询 -- ?

+ - `Bounds3D`（包围体）：`mesh.Bounds` 提供 `Min`/`Max`；

+ - **AABB 树**：对 `model.Meshes.Select(m => m.Bounds)` 构建，实现 `IAabbTreeQuery` 的 `struct` 后用 `tree.Traverse(ref query)` 做高性能碰撞/拾取查询。

---

- ## 文件 I/O 与三维格式（Ara3D.SDK.IO，Windows -- ?

+ ## 文件 I/O 与三维格式（Ara3D.SDK.IO，Windows）

| 场景 | API 示例 |

|------|----------|

| 读取 PLY 网格 | `PlyImporter.LoadMesh(path)` |

| 写出 PLY | `mesh.WritePly(path)` |

- | 导出 glTF/GLB | `model.WriteGlb(path)`（`GltfExporter` -- ?|

- | 导入 glTF | `ModelRoot.Load(path)`（`Ara3D.IO.SharpGLTF` -- ?|

+ | 导出 glTF/GLB | `model.WriteGlb(path)`（`GltfExporter`） |

+ | 导入 glTF | `ModelRoot.Load(path)`（`Ara3D.IO.SharpGLTF`） |

| BFAST/G3D | `Ara3D.IO.BFAST` / `Ara3D.IO.G3D`（数组序列化与几何交换） |

- | STEP 解析 | `Ara3D.IO.StepParser`（ISO STEP 分词/解析 -- ?|

- | VIM / GeoJSON | `Ara3D.IO.VIM` / `Ara3D.IO.GeoJson`（含 IMDF 室内地图 -- ?|

+ | STEP 解析 | `Ara3D.IO.StepParser`（ISO STEP 分词/解析） |

+ | VIM / GeoJSON | `Ara3D.IO.VIM` / `Ara3D.IO.GeoJson`（含 IMDF 室内地图） |

- 典型「格式转换器」流程： -- ?IFC/STEP/PLY -- ?变换/轻量 -- ? -- ? -- ?glTF/GLB -- ?

+ 典型「格式转换器」流程：读 IFC/STEP/PLY → 变换/轻量化 → 写 glTF/GLB。

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- ## BIM -- ?IFC 数据处理（BimOpenSchema -- ?

+ ## BIM 与 IFC 数据处理（BimOpenSchema）

- **BIM 开放模式（BOS -- ?* -- ?IFC/Revit 数据规约为列 -- ?**EAV**（Entity-Attribute-Value）结构，便于查询与分析：

+ **BIM 开放模式（BOS）** 把 IFC/Revit 数据规约为列式 **EAV**（Entity-Attribute-Value）结构，便于查询与分析：

- - **对象模型**：`IBimData` 聚合 `entities`（`EntityIndex`）、`geometry`（`BimGeometry`）、参数（`Parameters`）、关系（`EntityRelation` + `RelationType`：`ContainedIn`/`Contains`/`HostedBy`/`Hosts`/`BoundedBy`/`AssignedTo`/`GroupedBy`/`AggregatedInto`/`ConnectedTo`/`FillsVoid`/`VoidsElement`/`TypeOf`/`HasType` 等） -- ?

- - **IFC 导入**：`IfcToBosConverter.Convert()`（底层经 `Ara3D.IfcLoader` + 原生 web-ifc）把 IFC 转为 BOS -- ?

- - **落地导出**：`ParquetUtils`（Parquet）、`DuckDbUtils`（DuckDB）、`ExcelUtils`（`.xlsx`）、`DataTableExportUtils`，可直接进数据湖/分析引擎 -- ?

+ - **对象模型**：`IBimData` 聚合 `entities`（`EntityIndex`）、`geometry`（`BimGeometry`）、参数（`Parameters`）、关系（`EntityRelation` + `RelationType`：`ContainedIn`/`Contains`/`HostedBy`/`Hosts`/`BoundedBy`/`AssignedTo`/`GroupedBy`/`AggregatedInto`/`ConnectedTo`/`FillsVoid`/`VoidsElement`/`TypeOf`/`HasType` 等）；

+ - **IFC 导入**：`IfcToBosConverter.Convert()`（底层经 `Ara3D.IfcLoader` + 原生 web-ifc）把 IFC 转为 BOS；

+ - **落地导出**：`ParquetUtils`（Parquet）、`DuckDbUtils`（DuckDB）、`ExcelUtils`（`.xlsx`）、`DataTableExportUtils`，可直接进数据湖/分析引擎。

- > 用途： -- ?Revit/IFC 模型导出 -- ?BOS（Parquet）进 DuckDB/数据湖做批量分析与质检 -- ?

+ > 用途：把 Revit/IFC 模型导出为 BOS（Parquet）进 DuckDB/数据湖做批量分析与质检。

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- ## Ara3D Studio 插件开发（Ara3D.Studio.API -- ?

+ ## Ara3D Studio 插件开发（Ara3D.Studio.API）

- -- ?C# 脚本扩展 Studio：写一个实现特定接口的类，Studio 就把它变成可交互节点/命令，参数自动生 -- ?UI -- ?

+ 用 C# 脚本扩展 Studio：写一个实现特定接口的类，Studio 就把它变成可交互节点/命令，参数自动生成 UI。

### 接口体系

```csharp

public interface IScriptedComponent { FlowObject Eval(EvalContext context, FlowObject input); }

- public interface IGenerator : IScriptedComponent { } // 无输入，纯生 -- ?

+ public interface IGenerator : IScriptedComponent { } // 无输入，纯生成

public interface IModifier : IScriptedComponent { } // 修改上游输入

public interface IExporter { void Export(FlowObject obj, string path); }

```

- 三种语义：`IGenerator`（凭空造）、`IModifier`（改造上游）、`ILoader`（从外部读），都归约 -- ?`IScriptedComponent.Eval` -- ?

+ 三种语义：`IGenerator`（凭空造）、`IModifier`（改造上游）、`ILoader`（从外部读），都归约到 `IScriptedComponent.Eval`。

### FlowObject（不可变数据流对象）

- 节点之间传 -- ?`FlowObject`——把**内容、表现、属性、附 -- ?*打包在一起：

+ 节点之间传递 `FlowObject`——把**内容、表现、属性、附件**打包在一起：

```csharp

public class FlowObject

{

public FlowObject WithContent(object content);

public FlowObject WithPresentation(PresentationData p);

public FlowObject WithAttributes(IReadOnlyList<FlowAttribute> a);

public FlowObject WithAttachment(FlowAttachment a);

}

```

- ### 最小生成器示例（参数由特性自动生 -- ?UI -- ?

+ ### 最小生成器示例（参数由特性自动生成 UI）

```csharp

public class TorusGenerator : IGenerator

{

- // 用属性特性声明可调参数，Studio 自动生成滑块/输入 -- ?

+ // 用属性特性声明可调参数，Studio 自动生成滑块/输入框

public FlowObject Eval(EvalContext ctx, FlowObject input)

{

- TriangleMesh3D mesh = /* -- ?Primitives/Curves 生成参数化网 -- ?*/;

+ TriangleMesh3D mesh = /* 用 Primitives/Curves 生成参数化网格 */;

return input.WithContent((IModel3D)mesh);

}

```

- 常见范式：纯生成器（Generator）、修改器（Modifier）、加载器（Loader）、导出器（Exporter）、命 -- ?工具（Command/Tool） -- ?

+ 常见范式：纯生成器（Generator）、修改器（Modifier）、加载器（Loader）、导出器（Exporter）、命令/工具（Command/Tool）。

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## 典型应用场景

- - **三维格式转换 -- ?*：读 IFC/STEP/PLY，写 glTF/GLB，批量转换与轻量化；

- - **参数化建模工 -- ?*：用 `IGenerator`/`IModifier` -- ?Studio 中生成楼梯、幕墙、屋架、管道等 -- ?

- - **BIM 数据平台**：把 Revit/IFC 导出 -- ?BOS（Parquet）进 DuckDB / 数据湖分析；

- - **自定义查看器/编辑 -- ?*：基 -- ?`RenderModelData` -- ?GPU 就绪缓冲区接入自研渲染器 -- ?

- - **Revit 加载 -- ?*：借助 Bowerbird 实时脚本 -- ?BOS 导出插件扩展 Revit -- ?

+ - **三维格式转换器**：读 IFC/STEP/PLY，写 glTF/GLB，批量转换与轻量化；

+ - **参数化建模工具**：用 `IGenerator`/`IModifier` 在 Studio 中生成楼梯、幕墙、屋架、管道等；

+ - **BIM 数据平台**：把 Revit/IFC 导出为 BOS（Parquet）进 DuckDB / 数据湖分析；

+ - **自定义查看器/编辑器**：基于 `RenderModelData` 的 GPU 就绪缓冲区接入自研渲染器；

+ - **Revit 加载项**：借助 Bowerbird 实时脚本或 BOS 导出插件扩展 Revit。

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## AI 使用建议

- - **推荐场景**：用户需 -- ?**.NET/C# 处理三维网格、BIM/IFC 数据、格式转换（IFC/STEP/PLY↔glTF/GLB/VIM）、或开 -- ?Ara 3D Studio 插件**时加载本技能； -- ?Web 3DGS 编辑请改 -- ?[supersplat](../supersplat/SKILL.md) -- ?

- - **TFM 选择**：只做几 -- ?跨平 -- ? -- ?`Ara3D.SDK.Geometry`（`net8.0`）；需要文 -- ?I/O、IFC、WPF -- ?`Ara3D.SDK`/`Ara3D.SDK.IO`（`net8.0-windows`，仅 Windows x64） -- ?

- - **必开 `AllowUnsafeBlocks`**：`F8`/`Memory`/`StepParser` 使用 `unsafe` 指针，`.csproj` 须设 `<AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>` -- ?

- - **版本一 -- ?*：所 -- ?Ara3D 包共享同一版本号（当前 `1.6.1`），生成代码时不要混用不同版本 -- ?

- - **不可变几 -- ?*：`Scale`/`Rotate`/`Translate`/`Deform` 都返回新对象，务必接收返回值（`var m2 = m.Scale(...)`），不要期望原地修改 -- ?

- - **谨慎编 -- ?API**：SDK 活跃迭代，若不确定签名，建议先反射或查源 -- ?NuGet 包，避免臆造类名与方法 -- ?

+ - **推荐场景**：用户需要 **.NET/C# 处理三维网格、BIM/IFC 数据、格式转换（IFC/STEP/PLY↔glTF/GLB/VIM）、或开发 Ara 3D Studio 插件**时加载本技能；纯 Web 3DGS 编辑请改用 [supersplat](../supersplat/SKILL.md)。

+ - **TFM 选择**：只做几何/跨平台 → `Ara3D.SDK.Geometry`（`net8.0`）；需要文件 I/O、IFC、WPF → `Ara3D.SDK`/`Ara3D.SDK.IO`（`net8.0-windows`，仅 Windows x64）。

+ - **必开 `AllowUnsafeBlocks`**：`F8`/`Memory`/`StepParser` 使用 `unsafe` 指针，`.csproj` 须设 `<AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>`。

+ - **版本一致**：所有 Ara3D 包共享同一版本号（当前 `1.6.1`），生成代码时不要混用不同版本。

+ - **不可变几何**：`Scale`/`Rotate`/`Translate`/`Deform` 都返回新对象，务必接收返回值（`var m2 = m.Scale(...)`），不要期望原地修改。

+ - **谨慎编造 API**：SDK 活跃迭代，若不确定签名，建议先反射或查源码/NuGet 包，避免臆造类名与方法。

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- ## 常见问题（FAQ -- ?

+ ## 常见问题（FAQ）

| 问题 | 解答 |

|------|------|

- | `AllowUnsafeBlocks` 报错 | `F8`/`Memory`/`StepParser` 使用 `unsafe` 指针，须 -- ?`.csproj` 打开 `<AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>` |

- | 找不 -- ?`web-ifc-library.dll` | 使用 `Ara3D.IfcLoader` 时确保原 -- ?DLL 复制到输出目录，且平台为 **x64 Windows**（勿 -- ?AnyCPU 32 位） |

- | `net8.0` 引用 -- ?Windows 专属包报 TFM 不兼 -- ?| -- ?`TargetFramework` 改为 `net8.0-windows` |

- | 版本冲突 / API 不匹 -- ?| 确保所 -- ?Ara3D 包版本一致（同为 `1.6.1` -- ?|

- | Linux/macOS 想用 IFC/PLY | 这些 -- ?`net8.0-windows` 目标，无法在 -- ?Windows 直接运行；可仅用 `Ara3D.SDK.Geometry` 的跨平台能力 |

- | -- ?Xbim / OCCT 有何区别 | Xbim 专注 .NET BIM/IFC；OCCT -- ?C++ 几何内核。Ara3D-SDK 强调**高性能海量三维数据处理 + SIMD + BOS + Studio 插件**的一体化 .NET 方案 |

+ | `AllowUnsafeBlocks` 报错 | `F8`/`Memory`/`StepParser` 使用 `unsafe` 指针，须在 `.csproj` 打开 `<AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>` |

+ | 找不到 `web-ifc-library.dll` | 使用 `Ara3D.IfcLoader` 时确保原生 DLL 复制到输出目录，且平台为 **x64 Windows**（勿用 AnyCPU 32 位） |

+ | `net8.0` 引用了 Windows 专属包报 TFM 不兼容 | 把 `TargetFramework` 改为 `net8.0-windows` |

+ | 版本冲突 / API 不匹配 | 确保所有 Ara3D 包版本一致（同为 `1.6.1`） |

+ | Linux/macOS 想用 IFC/PLY | 这些是 `net8.0-windows` 目标，无法在非 Windows 直接运行；可仅用 `Ara3D.SDK.Geometry` 的跨平台能力 |

+ | 与 Xbim / OCCT 有何区别 | Xbim 专注 .NET BIM/IFC；OCCT 是 C++ 几何内核。Ara3D-SDK 强调**高性能海量三维数据处理 + SIMD + BOS + Studio 插件**的一体化 .NET 方案 |

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- ## 参考资 -- ?

+ ## 参考资源

- - **GitHub 仓库 -- ?* <https://github.com/ara3d/ara3d-sdk>（`docs/` 含工作流、包依赖图、发布流程；`examples/Workshop` 为入门课程）

- - **NuGet -- ?* <https://www.nuget.org/packages/Ara3D.SDK>

- - **Ara 3D 官网 -- ?* <https://ara3d.com>

- - **上游中文教程 -- ?* <https://znlgis.github.io/3d/ara3d-sdk/> -- ?0 章系统教程）

- - **相关技能：** [supersplat](../supersplat/SKILL.md)（Web 3DGS 编辑）、[xbim](../../cad/xbim/SKILL.md) -- ?NET BIM/IFC）、[occt](../../cad/occt/SKILL.md)（几何内核）、[cadquery](../../cad/cadquery/SKILL.md)（参数化建模 -- ?

+ - **GitHub 仓库：** <https://github.com/ara3d/ara3d-sdk>（`docs/` 含工作流、包依赖图、发布流程；`examples/Workshop` 为入门课程）

+ - **NuGet：** <https://www.nuget.org/packages/Ara3D.SDK>

+ - **Ara 3D 官网：** <https://ara3d.com>

+ - **上游中文教程：** <https://znlgis.github.io/3d/ara3d-sdk/>（10 章系统教程）

+ - **相关技能：** [supersplat](../supersplat/SKILL.md)（Web 3DGS 编辑）、[xbim](../../cad/xbim/SKILL.md)（.NET BIM/IFC）、[occt](../../cad/occt/SKILL.md)（几何内核）、[cadquery](../../cad/cadquery/SKILL.md)（参数化建模）