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xiaoyeliu b43cfaaaf9 2.2.0 flutter & WCP & Network Test (#54 )

* Add docs about time_estimate

* Fix: Problems with graceful program exit caused by Flutter refactoring

* Add: sw_OpenBrowser() & sw_OpenOrcaWebview

* Fix: NetworkTestDialog Crash & Add: Lan Device test \ cloud test

2025-12-09 10:39:27 +08:00

23 KiB

Raw Blame History

打印时间预估分析文档

概述

本文档详细分析了OrcaSlicer中所有影响打印时间预估的工艺配置项，以及温度相关的预估逻辑。

时间预估核心机制

时间预估的核心实现在 src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp 中的 TimeMachine 类。它通过以下方式计算时间：

梯形速度曲线（Trapezoid）：每个移动块（TimeBlock）被分解为加速、巡航、减速三个阶段
加速度限制：根据配置的加速度值计算加速/减速所需的时间和距离
速度限制：根据配置的速度值计算巡航阶段的时间
同步等待：某些命令（如M400、G4、M191等）会调用 simulate_st_synchronize() 添加固定等待时间

影响时间预估的配置项

1. 速度相关配置（Speed Settings）

这些配置直接影响移动速度，从而影响时间预估：

配置名称	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`initial_layer_speed`	首层打印速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	首层所有移动使用此速度，速度越低时间越长
`initial_layer_infill_speed`	首层填充速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	首层填充移动使用此速度
`outer_wall_speed`	外壁速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	外壁移动使用此速度，影响外壁打印时间
`inner_wall_speed`	内壁速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	内壁移动使用此速度，影响内壁打印时间
`top_surface_speed`	顶面速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	顶面移动使用此速度
`internal_solid_infill_speed`	内部实心填充速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	内部实心填充移动使用此速度
`sparse_infill_speed`	稀疏填充速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	稀疏填充移动使用此速度
`gap_infill_speed`	间隙填充速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	间隙填充移动使用此速度
`travel_speed`	空走速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	空走移动使用此速度，影响空走时间
`small_perimeter_speed`	小周长速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	小周长移动使用此速度

代码级描述：

在 GCodeProcessor::process_line_G1() 中，根据移动类型（ExtrusionRole）选择对应的速度配置
速度值直接用于计算 TimeBlock 的 cruise_feedrate
时间计算公式：time = acceleration_time + cruise_time + deceleration_time
其中 cruise_time = cruise_distance / cruise_feedrate

2. 加速度相关配置（Acceleration Settings）

这些配置影响加速/减速过程，从而影响时间预估：

配置名称	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`default_acceleration`	默认加速度	`GCodeProcessor::apply_config()`	作为默认加速度值，影响所有移动的加速/减速时间
`initial_layer_acceleration`	首层加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	首层移动使用此加速度，加速度越低加速/减速时间越长
`outer_wall_acceleration`	外壁加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	外壁移动使用此加速度
`inner_wall_acceleration`	内壁加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	内壁移动使用此加速度
`top_surface_acceleration`	顶面加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	顶面移动使用此加速度
`internal_solid_infill_acceleration`	内部实心填充加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	内部实心填充移动使用此加速度
`sparse_infill_acceleration`	稀疏填充加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	稀疏填充移动使用此加速度
`travel_acceleration`	空走加速度	`GCodeProcessor::set_travel_acceleration()`	空走移动使用此加速度
`bridge_acceleration`	桥接加速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	桥接移动使用此加速度

代码级描述：

在 GCodeProcessor::apply_config() 中，加速度值被设置到 TimeMachine::acceleration

在 TimeBlock::calculate_trapezoid() 中，使用加速度计算加速/减速距离：

float accelerate_distance = estimated_acceleration_distance(entry_feedrate, cruise_feedrate, acceleration);
float decelerate_distance = estimated_acceleration_distance(cruise_feedrate, exit_feedrate, -acceleration);

加速度越低，加速/减速距离越长，巡航距离越短，但总时间可能更长（取决于移动距离）

3. 机器限制配置（Machine Limits）

这些配置限制了速度和加速度的上限：

配置名称	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`machine_max_acceleration_extruding`	挤出时最大加速度	`GCodeProcessor::apply_config()`	限制所有挤出移动的加速度上限
`machine_max_acceleration_retracting`	回抽时最大加速度	`GCodeProcessor::apply_config()`	限制回抽移动的加速度上限
`machine_max_acceleration_travel`	空走时最大加速度	`GCodeProcessor::apply_config()`	限制空走移动的加速度上限
`machine_max_speed_x`	X轴最大速度	`GCodeProcessor::process_M203()`	限制X轴移动速度上限
`machine_max_speed_y`	Y轴最大速度	`GCodeProcessor::process_M203()`	限制Y轴移动速度上限
`machine_max_speed_z`	Z轴最大速度	`GCodeProcessor::process_M203()`	限制Z轴移动速度上限
`machine_max_speed_e`	E轴最大速度	`GCodeProcessor::process_M203()`	限制挤出速度上限

代码级描述：

在 GCodeProcessor::apply_config() 中，机器限制被设置到 TimeMachine::max_acceleration
在 TimeBlock::calculate_trapezoid() 中，加速度会被限制在最大值内
在 GCodeProcessor::process_M203() 中，速度限制被应用到各轴

4. 温度相关配置（Temperature Settings）

4.1 预热配置

配置名称	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`preheat_time`	预热时间	`GCodeProcessor::apply_config()`	不直接影响时间预估，仅用于计算何时插入M104预热命令
`delta_temperature`	预热温度差	`GCodeProcessor::apply_config()`	不直接影响时间预估，仅用于计算预热温度
`preheat_steps`	预热步数	`GCodeProcessor::apply_config()`	不直接影响时间预估，用于预热回溯的步数

代码级描述：

在 GCodeProcessor::apply_config() 中，这些值被存储为成员变量
在 GCodeProcessor::process_line_T() 中，使用 preheat_time 和 preheat_steps 计算何时插入M104命令
重要：预热时间本身不被添加到时间预估中，因为M104命令是异步的（不等待）

4.2 温度等待命令

G代码命令	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`M109`	设置温度并等待	`GCodeProcessor::process_M109()`	当前实现有问题：只更新温度值，没有添加等待时间
`M190`	等待热床温度	`GCodeProcessor::process_M190()`	当前实现有问题：只更新温度值，没有添加等待时间
`M191`	等待腔室温度	`GCodeProcessor::process_M191()`	如果温度>40°C，添加硬编码的720秒等待时间

代码级描述：

M109问题（src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3640-3655）：

void GCodeProcessor::process_M109(const GCodeReader::GCodeLine& line)
{
    float new_temp;
    if (line.has_value('R', new_temp)) {
        // ... 更新温度值 ...
    }
    else if (line.has_value('S', new_temp))
        m_extruder_temps[m_extruder_id] = new_temp;
    // ❌ 问题：没有调用 simulate_st_synchronize() 添加等待时间
}

M190问题（src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3696-3701）：

void GCodeProcessor::process_M190(const GCodeReader::GCodeLine& line)
{
    float new_temp;
    if (line.has_value('S', new_temp))
        m_highest_bed_temp = m_highest_bed_temp < (int)new_temp ? (int)new_temp : m_highest_bed_temp;
    // ❌ 问题：没有调用 simulate_st_synchronize() 添加等待时间
}

M191实现（src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3703-3710）：

void GCodeProcessor::process_M191(const GCodeReader::GCodeLine& line)
{
    float chamber_temp = 0;
    const float wait_chamber_temp_time = 720.0; // 硬编码720秒
    if (line.has_value('S', chamber_temp) && chamber_temp > 40)
        simulate_st_synchronize(wait_chamber_temp_time); // ✅ 正确添加了等待时间
}

问题分析：

所有M109命令都没有计算等待时间：process_M109() 只更新温度值，没有调用 simulate_st_synchronize()
所有M190命令都没有计算等待时间：process_M190() 只更新温度值，没有调用 simulate_st_synchronize()
这导致时间预估显著偏短，因为忽略了所有温度等待时间
实际打印中，M109/M190会阻塞直到温度达到，但预估中没有计算这部分时间
影响最严重的情况：
- 首层打印前：如果开始G-code中有M109，等待时间可能达到30-60秒
- 工具切换时：如果切换工具需要加热，等待时间可能达到20-40秒
- 温度变化大时：从低温（如150°C）加热到高温（如280°C），等待时间可能达到50-80秒

5. 工具切换相关配置（Tool Change Settings）

配置名称	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`machine_tool_change_time`	工具切换时间	`GCodeProcessor::apply_config()`	在 `process_T()` 中，每次工具切换添加此时间
`machine_load_filament_time`	加载耗材时间	`GCodeProcessor::apply_config()`	在 `process_T()` 中，工具切换时添加此时间
`machine_unload_filament_time`	卸载耗材时间	`GCodeProcessor::apply_config()`	在 `process_M702()` 中，卸载时添加此时间

代码级描述：

在 GCodeProcessor::process_T() 中（src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3964-4012）：

float extra_time = 0.0f;
if (m_time_processor.extruder_unloaded) {
    m_time_processor.extruder_unloaded = false;
    extra_time += get_filament_load_time(static_cast<size_t>(m_extruder_id));
    extra_time += m_time_processor.machine_tool_change_time;
    simulate_st_synchronize(extra_time);
}

6. 延迟/等待命令（Delay/Wait Commands）

G代码命令	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`G4`	延迟命令	`GCodeProcessor::process_G4()`	添加指定的延迟时间（S参数为秒，P参数为毫秒）
`M1`	暂停等待	`GCodeProcessor::process_M1()`	添加同步等待时间（无限等待，但预估中可能不计算）
`M400`	等待移动完成	`GCodeProcessor::process_M400()`	添加同步等待时间

代码级描述：

G4 命令（src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3457-3462）：

float value_s = 0.0;
float value_p = 0.0;
if (line.has_value('S', value_s) || line.has_value('P', value_p)) {
    value_s += value_p * 0.001; // P参数转换为秒
    simulate_st_synchronize(value_s);
}

7. 其他影响时间预估的因素

配置/因素	配置解释	代码位置	如何影响时间预估
`slow_down_layer_time`	层冷却时间	`CoolingBuffer`	如果层时间太短，会降低速度以增加层时间
`fan_cooling_layer_time`	风扇冷却层时间	`CoolingBuffer`	影响冷却逻辑，可能降低速度
`G29` (自动调平)	自动调平	`GCodeProcessor::process_G29()`	硬编码添加260秒等待时间
`retraction_speed`	回抽速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	影响回抽移动的时间
`deretraction_speed`	回退速度	`GCodeProcessor::process_line_G1()`	影响回退移动的时间

温度相关时间预估问题总结

问题1：M109没有添加等待时间

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3640-3655

问题：M109命令应该等待温度达到目标值，但当前实现只更新了温度值，没有添加等待时间。

影响：时间预估会偏短，因为忽略了温度等待时间。对于需要从低温加热到高温的情况（如从室温到220°C），实际等待时间可能达到30-60秒，但预估中没有计算。

建议修复：

void GCodeProcessor::process_M109(const GCodeReader::GCodeLine& line)
{
    float new_temp;
    float current_temp = m_extruder_temps[m_extruder_id];
    
    if (line.has_value('R', new_temp)) {
        // ... 处理R参数 ...
    }
    else if (line.has_value('S', new_temp)) {
        m_extruder_temps[m_extruder_id] = new_temp;
    }
    
    // 计算等待时间：根据温度差估算
    if (new_temp > current_temp) {
        float temp_diff = new_temp - current_temp;
        // 假设加热速度约为 2-3°C/秒（可根据实际情况调整）
        float wait_time = temp_diff / 2.5f; // 保守估计
        // 最小等待时间5秒，最大等待时间120秒
        wait_time = std::clamp(wait_time, 5.0f, 120.0f);
        simulate_st_synchronize(wait_time);
    }
}

问题2：M190没有添加等待时间

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3696-3701

问题：M190命令应该等待热床温度达到目标值，但当前实现只更新了温度值，没有添加等待时间。

影响：时间预估会偏短，特别是首层打印前的热床预热时间。

建议修复：

void GCodeProcessor::process_M190(const GCodeReader::GCodeLine& line)
{
    float new_temp;
    if (line.has_value('S', new_temp)) {
        float current_bed_temp = m_highest_bed_temp;
        m_highest_bed_temp = m_highest_bed_temp < (int)new_temp ? (int)new_temp : m_highest_bed_temp;
        
        // 计算等待时间：热床加热速度较慢，约为 0.5-1°C/秒
        if (new_temp > current_bed_temp) {
            float temp_diff = new_temp - current_bed_temp;
            float wait_time = temp_diff / 0.75f; // 保守估计
            // 最小等待时间10秒，最大等待时间300秒
            wait_time = std::clamp(wait_time, 10.0f, 300.0f);
            simulate_st_synchronize(wait_time);
        }
    }
}

问题3：M191使用硬编码时间

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:3703-3710

问题：M191使用硬编码的720秒（12分钟）等待时间，没有根据实际温度差计算。

影响：对于不同的温度目标，等待时间可能不准确。

建议修复：

void GCodeProcessor::process_M191(const GCodeReader::GCodeLine& line)
{
    float chamber_temp = 0;
    if (line.has_value('S', chamber_temp) && chamber_temp > 40) {
        // 腔室加热速度很慢，约为 0.1-0.2°C/秒
        // 假设从室温（~25°C）加热到目标温度
        float temp_diff = chamber_temp - 25.0f;
        float wait_time = temp_diff / 0.15f; // 保守估计
        // 最小等待时间60秒，最大等待时间1800秒（30分钟）
        wait_time = std::clamp(wait_time, 60.0f, 1800.0f);
        simulate_st_synchronize(wait_time);
    }
}

问题4：预热时间不参与时间预估

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:4594-4668

问题：preheat_time 配置仅用于计算何时插入M104命令，但不参与时间预估。

影响：如果预热时间设置较长，实际打印中工具切换时的等待时间可能被缩短，但预估中没有考虑这个优化。

分析：

预热机制的目的是减少工具切换时的等待时间
如果预热成功，M109的等待时间应该减少（因为工具已经预热）
当前实现中，预热时间不参与预估是合理的，因为：
1. M104是异步命令，不阻塞打印
2. 预热是否成功取决于实际打印进度
3. 如果预热失败，仍然需要等待M109

建议：保持当前实现，但可以考虑在M109中添加逻辑，如果检测到之前有M104预热命令，可以减少等待时间。

补充问题解答

1. 打印准备时间（prepare_time）是怎么来的？

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:375-376, 2774, 3228

机制：

标记准备阶段：在 process_line_G1() 中，当处理G1/G0命令时，会创建 TimeBlock 并设置：
```
block.flags.prepare_stage = m_processing_start_custom_gcode;
```
设置准备阶段标志：m_processing_start_custom_gcode 在 process_gcode_line() 中设置：
```
// 当遇到自定义G代码（erCustom）且是第一条G1命令时
m_processing_start_custom_gcode = (m_extrusion_role == erCustom && m_g1_line_id == 0);
```
这意味着开始G代码（start_gcode）中的移动会被标记为准备阶段。

累加准备时间：在 TimeMachine::calculate_time() 中：

if (block.flags.prepare_stage)
    prepare_time += block_time;

包含的内容：

开始G代码（machine_start_gcode）中的所有移动时间
开始G代码中的温度设置、回零等操作时间
首层打印前的所有准备操作时间

注意：准备阶段中的空走（Travel）移动不计入空走时间统计，但计入准备时间：

//BBS: don't calculate travel of start gcode into travel time
if (!block.flags.prepare_stage || block.move_type != EMoveType::Travel)
    moves_time[static_cast<size_t>(block.move_type)] += block_time;

用途：

在UI中显示"首层打印时间"时，会从总时间中减去准备时间
用于区分"准备时间"和"实际打印时间"

2. simulate_st_synchronize 是干什么的？

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:257-263

功能：模拟固件（如Marlin）的 st_synchronize() 函数调用，表示等待所有移动完成并添加额外时间。

实现：

void GCodeProcessor::TimeMachine::simulate_st_synchronize(float additional_time)
{
    if (!enabled)
        return;
    
    calculate_time(0, additional_time);
}

作用：

处理时间块队列：调用 calculate_time() 处理 blocks 队列中累积的移动块
添加额外时间：将 additional_time 添加到第一个待处理块的时间中
更新统计：累加到总时间、层时间、角色时间等统计中

使用场景：

G4延迟命令：process_G4() 调用 simulate_st_synchronize(value_s) 添加延迟时间
M400等待完成：process_M400() 调用 simulate_st_synchronize() 等待移动完成
M1暂停：process_M1() 调用 simulate_st_synchronize() 添加暂停时间
M191等待腔室温度：process_M191() 调用 simulate_st_synchronize(720.0) 添加等待时间
工具切换：process_T() 调用 simulate_st_synchronize(extra_time) 添加切换和加载时间
G29自动调平：process_G29() 调用 simulate_st_synchronize(260.0) 添加调平时间

为什么需要：

固件的 st_synchronize() 会阻塞直到所有移动完成
某些命令（如M109、M190）需要等待操作完成
需要在时间预估中反映这些等待时间

问题：当前实现中，M109和M190没有调用 simulate_st_synchronize()，导致等待时间没有被计算。

3. 算时间是所有G-code都生成了之后后处理的还是生成一条G-code就算一行？

答案：混合模式 - 大部分是实时处理，最终计算是后处理。

详细流程：

3.1 实时处理阶段（G-code生成/解析时）

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:1550-2074 (process_gcode_line)

过程：

解析G-code行：每解析一行G-code，调用 process_gcode_line()
处理G1/G0命令：遇到G1/G0命令时，调用 store_move_vertex() → process_line_G1()

创建时间块：在 process_line_G1() 中创建 TimeBlock 并添加到 blocks 队列：

TimeBlock block;
block.move_type = type;
block.role = m_extrusion_role;
block.distance = distance;
// ... 设置其他属性 ...
machine.blocks.push_back(block);

立即计算（部分）：某些命令会立即调用 simulate_st_synchronize()：
- G4延迟：立即添加延迟时间
- M400等待：立即处理队列
- 工具切换：立即添加切换时间

特点：

时间块（TimeBlock）是实时创建的
但不立即计算最终时间（因为需要前后块的信息来优化速度曲线）

3.2 后处理阶段（所有G-code处理完成后）

位置：src/libslic3r/GCode/GCodeProcessor.cpp:1309-1361 (finalize)

过程：

最终计算：在 finalize() 中调用 calculate_time()：

for (size_t i = 0; i < static_cast<size_t>(PrintEstimatedStatistics::ETimeMode::Count); ++i) {
    TimeMachine& machine = m_time_processor.machines[i];
    machine.calculate_time(); // 处理所有剩余的blocks
}

速度曲线优化：calculate_time() 执行：
- 前向传递（forward_pass）：从前往后优化入口速度
- 反向传递（reverse_pass）：从后往前优化出口速度
- 重新计算梯形：根据优化后的速度重新计算加速/巡航/减速阶段
累加统计：计算每个块的时间并累加到：
- time：总时间
- prepare_time：准备时间
- layers_time：每层时间
- roles_time：每种角色时间
- moves_time：每种移动类型时间

为什么需要后处理：

速度曲线优化：需要知道后续块的速度才能优化当前块的出口速度
加速度限制：需要确保相邻块之间的速度转换符合加速度限制
全局优化：需要反向传递来确保从后往前的速度优化

3.3 混合模式的原因

实时处理：

创建时间块（TimeBlock）
处理立即生效的命令（G4、M400等）
累积到队列中

后处理：

优化速度曲线（需要全局信息）
计算最终时间（需要所有块的信息）
更新统计信息

性能考虑：

如果每条G-code都完整计算，性能会很差（需要重新计算所有块）
采用批量处理 + 最终优化的方式，平衡了实时性和准确性

总结

影响时间预估的主要因素：

速度配置：直接影响移动时间
加速度配置：影响加速/减速时间
机器限制：限制速度和加速度上限
温度等待：当前实现有问题，M109/M190没有添加等待时间
工具切换：添加固定的切换和加载时间
延迟命令：G4、M400等添加固定延迟
准备时间：开始G代码中的操作时间，单独统计
时间计算模式：混合模式 - 实时创建时间块，后处理优化和计算

最严重的问题：M109和M190没有添加等待时间，这会导致时间预估显著偏短，特别是对于需要从低温加热到高温的打印任务。

时间计算流程：

实时：解析G-code → 创建TimeBlock → 添加到队列
实时（部分）：某些命令立即调用 simulate_st_synchronize() 处理队列
后处理：所有G-code处理完成后，调用 finalize() → calculate_time() 优化速度曲线并计算最终时间

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概述

时间预估核心机制

影响时间预估的配置项

1. 速度相关配置（Speed Settings）

2. 加速度相关配置（Acceleration Settings）

3. 机器限制配置（Machine Limits）

4. 温度相关配置（Temperature Settings）

4.1 预热配置

4.2 温度等待命令

5. 工具切换相关配置（Tool Change Settings）

6. 延迟/等待命令（Delay/Wait Commands）

7. 其他影响时间预估的因素

温度相关时间预估问题总结

问题1：M109没有添加等待时间

问题2：M190没有添加等待时间

问题3：M191使用硬编码时间

问题4：预热时间不参与时间预估

补充问题解答

1. 打印准备时间（prepare_time）是怎么来的？

2. simulate_st_synchronize 是干什么的？

3. 算时间是所有G-code都生成了之后后处理的还是生成一条G-code就算一行？

3.1 实时处理阶段（G-code生成/解析时）

3.2 后处理阶段（所有G-code处理完成后）

3.3 混合模式的原因

总结

23 KiB

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