光线和 STL 文件之间的光线追踪（或投射）

Question

我有一个 3D 形状（骨骼）作为 STL 格式的三角形网格，我正在使用 Python 语言。

然后我有一条射线及其来源和方向，我需要知道：

• 网格的哪个面与这条射线相撞
• 交点坐标
• 我的光线与碰撞面的法线向量之间的角度

我知道 'pycaster' (https://pyscience.wordpress.com/2014/09/21/ray-casting-with-python-and-vtk-intersecting-linesrays-with-surface-meshes/)，但它只适用于 Python 2.x，我需要使用 Python 3.x。

我知道 cgkit 中的 'trimeshgeom' 类 (http://cgkit.sourceforge.net/doc2/_sources/trimeshgeom.txt)，但 PyCharm 无法将其安装为解释器（不明白为什么）。

有人知道我怎么做我想做的事吗？

谢谢， 干杯，

大卫

Answer 1

我们曾经有过类似的任务，最终实现了相当简单的 Möller-Trumbore-Algorithm.

代码可以从printrun盗取：

def ray_triangle_intersection(ray_near, ray_dir, v123):
    """
    Möller–Trumbore intersection algorithm in pure python
    Based on http://en.wikipedia.org/wiki/M%C3%B6ller%E2%80%93Trumbore_intersection_algorithm
    """
    v1, v2, v3 = v123
    eps = 0.000001
    edge1 = v2 - v1
    edge2 = v3 - v1
    pvec = numpy.cross(ray_dir, edge2)
    det = edge1.dot(pvec)
    if abs(det) < eps:
        return False, None
    inv_det = 1. / det
    tvec = ray_near - v1
    u = tvec.dot(pvec) * inv_det
    if u < 0. or u > 1.:
        return False, None
    qvec = numpy.cross(tvec, edge1)
    v = ray_dir.dot(qvec) * inv_det
    if v < 0. or u + v > 1.:
        return False, None

    t = edge2.dot(qvec) * inv_det
    if t < eps:
        return False, None

return True, t

对于角度计算，您可以使用例如angle_between_vectors() 来自transformations.py