如何在 Python 中偏移/加厚/固化 3D 网格？

Question

我正在寻找一种方法，通过 Python 脚本将 TIN（不规则三角网）网格（例如景观）偏移一致的距离。过去我打电话给Blender's Solidify modifier via the API，效果很好，但我想找到一个不需要 Blender 作为依赖项的替代方案。

目前，我正在遍历每个三角形，制作每个顶点的副本，并将它们沿其父三角形的表面法线移动一定距离。在多个三角形中出现相同顶点的情况下，我计算每个法线的偏移量并使用平均值。然后我再次将顶点连接在一起以制作偏移网格。

这似乎适用于小偏移，但网格中的尖锐特征会产生自相交。

是否有提供更好方法的特定算法或库？

到目前为止，除了 Blender，我发现：

• CGAL plugin 通过this discussion
• Thickening，一个 C++ 库
• OffsetMesh，Three.js 演示

但我没有找到太多关于 Python 的内容，例如在Open3D 或Trimesh。

Answer 1

我认为偏移的简单解决方法是沿着平均法线移动顶点，而不是沿着每个法线的平均值移动它。 （好吧，在这句话中很难看出区别；））

手工操作

我的意思是，当您获得锐利的几何图形时，相邻法线的平均值不再是长度 1，因此最终您不会将顶点偏移所需的距离。 我认为您应该计算相邻法线的总和，然后对这些向量进行归一化以获得每个顶点的法线。如果您有超过 3 个三角形连接到每个顶点（这是一般情况），您还需要通过三角形的连接角对相邻法线进行加权总和 ...

或使用 python 模块

您也可以pymadcad 有一个功能完全符合我所说的：

from madcad import *

surface = Mesh([points, ...], [triangles, ...])
my_thick_mesh = thicken(surface, distance)

有3 function关于这个问题：

• inflateoffsets 给出所需的偏移向量

• inflate 偏移网格表面

• 加厚用

  创建一个信封

  • 原始曲面

  • 偏移曲面

  • 侧面