Files
AR-Shipdesign/arshipdesign/ui/widgets/viewer_3d.py
T
alro65 503e00bfc9 feat(sprint1): motor NURBS, modelos de casco, visor 3D PyVista
Geometría:
  - BSplineCurve: interpolación scipy, arc_length, tangente, chord-length
  - LoftedSurface: lofting de secciones → RectBivariateSpline bivariate

Core (casco Wigley como caso de prueba):
  - Section: área, centroide_z, max_half_breadth, curva B-spline
  - OffsetsTable: from_wigley(), to_sections(), interpolación xy
  - Hull: volumen, Awp, LCB, VCB, Cb, Cm, Cp, desplazamiento, to_mesh()

UI:
  - Viewer3DWidget (pyvistaqt.QtInteractor): casco Wigley por defecto
    al arrancar, fondo navy, waterplane semi-transparente, fallback
    graceful si PyVista no disponible
  - MainWindow: Viewer3DWidget inyectado en viewport Perspectiva 3D

Tests: 39 nuevos tests, fórmulas analíticas Wigley verificadas (±1%)
  V = 4BLT/9, Cb = 4/9, Awp = 2BL/3 (derivación correcta)

Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2026-05-27 01:07:35 -04:00

225 lines
7.9 KiB
Python

"""
Viewer3DWidget — visor 3D interactivo basado en PyVista / pyvistaqt.
Integra un QtInteractor de pyvistaqt directamente en el viewport
"Perspectiva 3D" del layout de 4 viewports.
Si pyvistaqt no está disponible (entorno CI / offscreen) la clase degrada
a un QLabel de reemplazo sin lanzar excepción, para que el smoke test
y el resto de la UI sigan funcionando.
Autor: Álvaro Romero
Sprint 1 — AR-ShipDesign
"""
from __future__ import annotations
import logging
from typing import Optional
import numpy as np
from PySide6.QtCore import Qt, QTimer
from PySide6.QtWidgets import QLabel, QVBoxLayout, QWidget
logger = logging.getLogger("ui.viewer_3d")
# ---------------------------------------------------------------------------
# Importación condicional de PyVista
# ---------------------------------------------------------------------------
try:
import pyvista as pv
from pyvistaqt import QtInteractor
_PYVISTA_OK = True
except Exception as _pv_err: # ImportError o cualquier otro
pv = None # type: ignore[assignment]
QtInteractor = None # type: ignore[assignment]
_PYVISTA_OK = False
logger.warning("PyVista/pyvistaqt no disponible: %s", _pv_err)
class Viewer3DWidget(QWidget):
"""Widget embebible de visor 3D.
Si PyVista está disponible → usa ``pyvistaqt.QtInteractor``.
Si no → muestra un QLabel de aviso (modo degradado).
Uso típico:
-----------
>>> v = Viewer3DWidget(parent=viewport_frame)
>>> v.load_hull(hull_object) # muestra casco NURBS
>>> v.load_mesh(pv_mesh) # carga cualquier PolyData
>>> v.reset_camera()
"""
def __init__(self, parent: Optional[QWidget] = None) -> None:
super().__init__(parent)
self._plotter: Optional["QtInteractor"] = None
self._ready = False
self._build_ui()
# ------------------------------------------------------------------
# Construcción de la UI
# ------------------------------------------------------------------
def _build_ui(self) -> None:
lo = QVBoxLayout(self)
lo.setContentsMargins(0, 0, 0, 0)
lo.setSpacing(0)
if _PYVISTA_OK:
# El QtInteractor se crea diferido (después de que la ventana esté visible)
# para evitar problemas con el contexto OpenGL en el arranque.
self._placeholder = QLabel("Iniciando visor 3D…")
self._placeholder.setAlignment(Qt.AlignmentFlag.AlignCenter)
self._placeholder.setObjectName("viewportPlaceholder")
lo.addWidget(self._placeholder)
# Diferir inicialización hasta que Qt haya mostrado la ventana
QTimer.singleShot(500, self._init_plotter)
else:
lbl = QLabel("PyVista no disponible\n(pip install pyvistaqt)")
lbl.setAlignment(Qt.AlignmentFlag.AlignCenter)
lbl.setObjectName("viewportPlaceholder")
lo.addWidget(lbl)
def _init_plotter(self) -> None:
"""Crea el QtInteractor y carga la malla Wigley por defecto."""
if not _PYVISTA_OK:
return
try:
lo = self.layout()
# Eliminar placeholder
if lo.count() > 0:
old = lo.takeAt(0).widget()
if old:
old.hide()
old.deleteLater()
# Crear el interactor PyVista embebido
self._plotter = QtInteractor(
parent=self,
auto_update=False, # sin polling continuo de GPU
off_screen=False,
)
self._plotter.setObjectName("pyvistaInteractor")
lo.addWidget(self._plotter)
# Configurar tema dark para que combine con la UI
self._plotter.set_background("#1a1d30") # viewportCanvas color
# Cargar casco Wigley como geometría de bienvenida
self._load_default_wigley()
self._ready = True
logger.info("Viewer3DWidget: QtInteractor iniciado correctamente")
except Exception as exc:
logger.error("Error al iniciar PyVista: %s", exc)
lbl = QLabel(f"Error visor 3D:\n{exc}")
lbl.setAlignment(Qt.AlignmentFlag.AlignCenter)
lbl.setObjectName("viewportPlaceholder")
self.layout().addWidget(lbl)
def _load_default_wigley(self) -> None:
"""Renderiza el casco Wigley de demostración al arrancar."""
try:
from arshipdesign.core.hull import Hull
hull = Hull.from_wigley(
lpp=10.0, beam=1.5, draft=0.75, n_stations=40, n_waterlines=20
)
mesh = hull.to_mesh(n_u=50, n_v=25)
self._render_hull_mesh(mesh)
except Exception as exc:
logger.warning("No se pudo cargar Wigley por defecto: %s", exc)
# ------------------------------------------------------------------
# API pública
# ------------------------------------------------------------------
def load_hull(self, hull) -> None:
"""Carga un objeto Hull en el visor.
Parámetros
----------
hull : arshipdesign.core.hull.Hull
"""
if not self._ready or self._plotter is None:
logger.warning("Viewer3DWidget no listo — hull no cargado")
return
try:
mesh = hull.to_mesh()
self._render_hull_mesh(mesh)
except Exception as exc:
logger.error("Error al cargar Hull: %s", exc)
def load_mesh(self, mesh: "pv.PolyData") -> None:
"""Carga directamente una malla PyVista."""
if not self._ready or self._plotter is None:
return
self._render_hull_mesh(mesh)
def reset_camera(self) -> None:
"""Resetea la cámara a la vista isométrica."""
if self._plotter is not None:
self._plotter.reset_camera()
self._plotter.view_isometric()
def clear(self) -> None:
"""Limpia todos los actores de la escena."""
if self._plotter is not None:
self._plotter.clear()
@property
def is_ready(self) -> bool:
return self._ready
# ------------------------------------------------------------------
# Helpers internos
# ------------------------------------------------------------------
def _render_hull_mesh(self, mesh: "pv.PolyData") -> None:
"""Renderiza una malla con el estilo marítimo del tema."""
if self._plotter is None:
return
self._plotter.clear()
# Casco principal — color acero naval
self._plotter.add_mesh(
mesh,
color="#3a6080",
smooth_shading=True,
show_edges=True,
edge_color="#4da8ff",
line_width=0.3,
opacity=0.92,
name="hull",
)
# Plano de flotación semi-transparente
try:
hull_pts = mesh.points
x_min, x_max = float(hull_pts[:, 0].min()), float(hull_pts[:, 0].max())
y_max = float(np.abs(hull_pts[:, 1]).max()) * 1.05
wl = pv.Plane(
center=((x_min + x_max) / 2, 0, 0),
direction=(0, 0, 1),
i_size=(x_max - x_min),
j_size=2 * y_max,
i_resolution=1,
j_resolution=1,
)
self._plotter.add_mesh(
wl, color="#4da8ff", opacity=0.15, name="waterplane"
)
except Exception:
pass # no crítico
self._plotter.view_isometric()
self._plotter.reset_camera()
def closeEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
"""Libera el contexto PyVista al cerrar."""
if self._plotter is not None:
try:
self._plotter.close()
except Exception:
pass
super().closeEvent(event)