如何在Python中偏移/加厚/固化三维网格？

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。在过去，我调用了Blender's Solidify modifier via the API，它工作得很好，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，并将这些顶点沿其父三角形的曲面法线移动一个设定的距离。当同一顶点出现在多个三角形中时，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生成偏移网格

对于较小的偏移，这似乎可行，但网格中的尖锐特征可以创建自相交

有没有提供更好方法的特定算法或库

到目前为止，除了搅拌机，我发现：

• A CGAL plugin通过this discussion
Thickening，C++库
• OffsetMesh，一个3.js的演示

但是我没有发现太多关于Python的东西，例如在Open3D或Trimesh中

Answer 1

我认为偏移的简单方法是沿着平均法线移动顶点，而不是沿着每个法线移动顶点。 （好的，这句话中的区别很难看出；））

手工做

我的意思是，当你得到尖锐的几何体时，邻接法线的平均长度不再是1，所以最终你不会偏移你的顶点所需的距离。 我认为应该计算相邻法线的和，然后对这些向量进行规格化，得到每个顶点的法线。如果有3个以上的三角形连接到每个顶点（通常情况下），则还需要根据三角形的连接角度对相邻法线进行加权求和

或者使用python模块

你也可以pymadcad 有一个函数完全符合我所说的：

from madcad import *

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

关于这个问题有3 function：

• 充气偏置给出所需的偏置矢量

• 充气偏移网格曲面

• 加厚使用

  • 原始曲面

  • 偏置表面

  • 两边