12.容差

OCCT 容差 Tolerance（公差）完整讲解

容差是 OCCT 最折磨人的概念，绝大多数 STEP导入破面、布尔运算失败、缝合失败、非流形拓扑，根源全来自容差。 ⚠️区分两件东西，千万不要搞混：

1. Shape容差（几何拓扑容差，现在讲的）：用来判断两个几何元素“是不是同一个”，用于拓扑缝合、布尔、STEP导入修复。
2. 网格化弦高偏差 LinearDeflection：前面讲的，只管曲面离散成三角面片的逼近误差，和拓扑容差完全无关。

1. 什么是容差？

浮点数是有误差的。计算机里面没有绝对等于。 现实CAD模型：理论上，一条边的两个端点，应当和相邻边的端点坐标完全一模一样。 但是STEP文件导出、导入、几何计算（布尔、倒角）浮点运算之后，两个点坐标可能变成：(10.0000001, 0, 0) 和 (9.9999998,0,0)。 数学上不相等，但工程上，这两个点应该理解为同一个点。

👉容差，就是一个允许的距离阈值。

如果两个几何元素之间的空间距离 ≤ 容差值，OCCT就认为：它们是重合的，是同一个。 距离 ＞容差，判定为两个独立元素。

OCCT中，每一个拓扑对象，都自带自己的容差： TopoDS_Vertex顶点、TopoDS_Edge边、TopoDS_Face面，各自都存储一个Tolerance数值。

• Vertex::Tolerance()：顶点容差，代表这个顶点是一个“小球”，球半径等于容差。只要别的点落到这个小球内部，就认为两点重合。

  顶点不是一个无限小的点，是一个半径=tolerance的球体。这是OCCT最核心的设计。

举例子：顶点A容差0.001，顶点B距离A是0.0005。距离小于0.001 → OCCT判定两点重合。 如果B距离A是0.002，大于0.001 →判定为两个独立顶点。

2. 各级容差的含义

1. 顶点容差 Vertex Tolerance 顶点的等效球体半径。判断两个顶点是否重合的核心。STEP导入的时候，修复算法会扩大/缩小顶点容差，把距离很近的点合并。
2. 边容差 Edge Tolerance 描述：边上顶点，相对于这条边曲线的允许最大偏离。 顶点应该落在边的曲线上；如果顶点偏离曲线超过边容差，代表这个边是坏的，拓扑和几何对不上。
3. 面容差 Face Tolerance 边上的点允许偏离所属曲面的最大距离。边应该贴在面上，如果偏离超过面容差，拓扑破损。

一个合格有效的B‑Rep： 顶点必须落在边曲线内部（满足边容差）；边必须落在面的曲面内部（满足面容差）。 一旦超出，就是拓扑无效，布尔运算直接报错。

3. STEP导入的时候容差是怎么来的？

STEP文件本身不带OCCT的顶点/边/面容差！ STEP只有纯粹的几何坐标和拓扑连接描述。 👉OCCT读取STEP的时候，会自己计算、分配每一个顶点、边、面的容差。 这就是STEP导入精度问题的来源。

导入过程简化：

1. 解析STEP，读出点坐标、曲线、曲面、拓扑连接关系。

2. 计算每一对本该重合的顶点之间的实际距离。

3. 将顶点容差放大，把距离很近的点包裹进顶点球体，让OCCT认为它们是同一个点。

   比如两个点相差0.002mm，就把顶点容差设置成0.002，把两个点包进同一个球，完成缝合。

❗工程坑： 如果原始STEP模型本身缝隙就很大，两个本该重合的点距离0.1mm。OCCT为了缝合，被迫把顶点容差拉到0.1。 容差不是越大越好！容差被强行拉很大，后续布尔运算就很容易出错。

两种典型坏情况

1. 容差太小 本该重合的两个顶点，距离大于容差球体半径。OCCT判定是两个不同顶点。 结果：相邻边之间出现缝隙，产生非流形拓扑，壳无法闭合，实体变成开放壳。布尔运算直接失败。

2. 容差被撑得过大 为了缝合缝隙，顶点容差被拉到0.1。后续做布尔运算的时候，距离0.05的两个完全无关的点，会被错误判定为同一个点，几何直接错乱。

   这就是经典现象：STEP导入看着模型完整，但是一做布尔运算就崩。 ✅视图渲染看网格是完好的，底层B‑Rep的容差已经被撑的很大，内核计算直接乱掉。

4. FixShape形状修复做了什么（对应你流程第3步）

BRepCheck_Analyzer检查 + ShapeUpgrade::FixShape修复，核心工作很大一部分就是调整各级容差：

1. 遍历所有顶点，检测顶点之间距离；
2. 要么扩大顶点容差球体，把近点包进去完成缝合；
3. 或者移动顶点坐标，把点真正重合到同一个位置，缩小容差；
4. 校验边、顶点和曲线曲面的偏离，修正超出容差阈值的元素。

⚠️修复不是万能。如果原始STEP缝隙巨大，修复只能选择二选一： ①把容差拉得非常大，勉强缝合模型，但是后续布尔容易出错。 ②拒绝缝合，保留缝隙，模型是开放壳体，不能做实体布尔。

5. 和网格化偏差做一个硬性区分（非常容易混淆）

项目	拓扑容差 Tolerance	网格化弦高偏差 LinearDeflection
作用对象	B‑Rep顶点/边/面，CPU几何内核	曲面离散，生成三角面片
干什么用	判断点、边是否重合，拓扑缝合，布尔运算	控制三角面片逼近曲面的误差
影响什么	能否做布尔、缝合、是否实体、修复成败	渲染画面光滑程度，三角数量多少
会不会影响显示画面	不会！容差再乱，网格渲染照样看着完整	不影响B‑Rep拓扑正确性

高频踩坑现象：STEP导入，界面看着模型完完整整，渲染没有破洞。但是布尔运算失败。 原因：网格化之后三角把缝隙“盖住了”，视觉看不出；但是底层B‑Rep顶点容差异常，拓扑本身是坏的。网格显示没问题 ≠ B‑Rep拓扑合格。

6.容差的工程现实规则

1. 容差不是全局一个固定数字，每个顶点都有自己独立容差。一个模型里面，有的顶点容差0.0001，有的被修复撑到0.1，是允许的。
2. OCCT有一个全局最小/最大允许容差阈值，默认范围大约 1e‑7 ~ 1e‑1。如果顶点容差超过上限，代表模型已经严重病态。
3. 模型尺寸和容差要匹配：米级大零件，容差0.01合理；毫米级小零件，0.01的容差就太大了。
4. 不要手动无脑把所有顶点容差全部强行改成0.001。如果原始点实际偏差0.005，强行把容差压到0.001，会直接拆开，重新出现缝隙。

7.串回你的完整STEP导入链路

1.读取STEP文件，解析几何坐标
2.OCCT自动分配各个顶点、边、面的容差
  ↓STEP本身不带容差，内核现场计算
3.【FixShape修复】
  检测缝隙，调整顶点容差球体，尝试缝合缝隙；修正边、面的几何偏离
  ↓输出修复后的B‑Rep（可能部分顶点容差被放大）
4. 清理旧网格缓存 BRepTools::Clean
5. BRepMesh_IncrementalMesh网格化，生成三角（只受弦高偏差控制，和容差无关）
6. AIS显示，屏幕看着完整
❗这里陷阱：视觉完好 ≠ B‑Rep容差合格，后续布尔运算依然可能失败