如何在 Python 中偏移/加厚/固化 3D 网格？

Question

我正在寻找一种通过 Python 脚本将 TIN（不规则三角网）网格（例如景观）偏移一致距离的方法。过去我通过 API 调用 Blender 的 Solidify 修改器，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，我正在迭代每个三角形，制作每个顶点的副本，并将它们沿着父三角形的表面法线移动设定的距离。当相同的顶点出现在多个三角形中时，我计算每个法线的偏移并使用平均值。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可能会产生自相交。

是否有特定的算法或库提供更好的方法？

到目前为止，除了 Blender 之外，我还发现：

但我还没有在Open3D或Trimesh中找到太多关于 Python 的信息。

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顶点。（好吧，在这句话中很难看出区别；））

手工做

我的意思是，当你获得尖锐的几何图形时，相邻法线的平均值不再是长度 1，因此最终你不会将顶点偏移所需的距离。我认为你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。如果每个顶点连接的三角形超过 3 个（这是一般情况），您还需要根据三角形的连接角度对相邻法线进行加权和...

你也可以pymadcad 有一个函数，完全按照我说的做：

from madcad import *

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

关于这个问题有3个函数：