Выбор грани STL по грани Норма значения лица - PullRequest
Новая
       19

Выбор грани STL по грани Норма значения лица

0 голосов
/ 02 января 2019

Я хочу написать скрипт на Python, который может генерировать группы лиц в STL согласно условию значения Face Normal. Например, «При условии» - это снимок Stl, «Разным цветом» обозначена группа лиц, содержащая треугольные грани, удовлетворяющие нормальному пороговому значению моего заданного лица. Есть ли простой способ сделать это в Python? Face Group STL

1 Ответ

0 голосов
/ 04 января 2019

Я уверен, что есть библиотека Python для загрузки stl-файлов, но я всегда просто писал свой собственный, поскольку формат файла довольно прост (см. Статью Википедии *1002* для описания формата файла).

Вот мой код для чтения файла stl: 

import numpy as np
import struct

def Unique(inputList):
      """ 
      Given an M x N list, this function gets the unique rows by treating all
      M Ntuples as single objects. This function also returns the indexing
      to convert the unique returned list back to the original non-unique list.
      """

      hashTable=dict()

      indexList=[]
      uniqueList=[]

      indx=0
      for ntuple in inputList:
            if not ntuple in hashTable:
                hashTable[ntuple]=indx
                indexList.append(indx)
                uniqueList.append(ntuple)
                indx+=1
            else:
                indexList.append(hashTable.get(ntuple))      

      return uniqueList, indexList


def IsBinarySTL(filename):
    try:
        with open(filename,'r') as f:
              test=f.readline()
    except UnicodeDecodeError:
        return True

    if len(test) < 5:
        return True
    elif test[0:5].lower() == 'solid':
        return False  # ASCII STL
    else:
        return True

def ReadSTL(filename):
    """ Returns numpy arrays for vertices and facet indexing """
    def GetListFromASCII(filename):
        """ Returns vertex listing from ASCII STL file """
        outputList=[]

        with open(filename,'r') as f:
            lines=[line.split() for line in f.readlines()]
        for line in lines:
            if line[0] == 'vertex':
                    outputList.append(tuple([float(x) for x in line[1:]]))
        return outputList

    def GetListFromBinary(filename):
        """ Returns vertex listing from binary STL file """
        outputList=[]
        with open(filename,'rb') as f:
            f.seek(80) # skip header
            nFacets=struct.unpack('I',f.read(4))[0] # number of facets in piece

            for i in range(nFacets):
                  f.seek(12,1) # skip normal
                  outputList.append(struct.unpack('fff',f.read(12))) # append each vertex triple to list (each facet has 3 vertices)
                  outputList.append(struct.unpack('fff',f.read(12))) 
                  outputList.append(struct.unpack('fff',f.read(12)))
                  f.seek(2,1) # skip attribute
        return outputList

    if IsBinarySTL(filename):
        vertexList = GetListFromBinary(filename)
    else:
        vertexList = GetListFromASCII(filename)

    coords, tempindxs = Unique(vertexList)

    indxs = list()
    templist = list()
    for i in range(len(tempindxs)):
        if (i > 0 ) and not (i % 3):
            indxs.append(templist)
            templist = list()
        templist.append(tempindxs[i])
    indxs.append(templist)

    return np.array(coords), np.array(indxs)

А вот код для вычисления фасетных нормалей (при условии правила правой руки) 

def GetNormals(vertices, facets):
    """ Returns normals for each facet of mesh """
    u = vertices[facets[:,1],:] - vertices[facets[:,0],:]
    v = vertices[facets[:,2],:] - vertices[facets[:,0],:]
    normals = np.cross(u,v)
    norms = np.sqrt(np.sum(normals*normals, axis=1))
    return normals/norms[:, np.newaxis]

Наконец, код для записи файла stl (с учетом списка атрибутов для каждого аспекта): 

def WriteSTL(filename, vertices, facets, attributes, header):
    """
    Writes vertices and facets to an stl file. Notes:
    1.) header can not be longer than 80 characters
    2.) length of attributes must be equal to length of facets
    3.) attributes must be integers
    """
    nspaces = 80 - len(header)
    header += nspaces*'\0'

    nFacets = np.shape(facets)[0]
    stl = vertices[facets,:].tolist()

    with open(filename,'wb') as f: # binary
        f.write(struct.pack('80s', header.encode('utf-8'))) # header
        f.write(struct.pack('I',nFacets)) # number of facets
        for i in range(nFacets):
            f.write(struct.pack('fff',0,0,0)) # normals set to 0
            for j in range(3):
                f.write(struct.pack('fff',stl[i][j][0], stl[i][j][1], stl[i][j][2])) # 3 vertices per facet 
            f.write(struct.pack("H", attributes[i])) # 2-byte attribute

Собрав все это вместе, вы можете сделать что-то вроде следующего: 

if __name__ == "__main__":
    filename = "bunny.stl"

    vertices, facets = ReadSTL(filename)  # parse stl file
    normals = GetNormals(vertices, facets)  # compute normals

    # Get some value related to normals
    attributes = []
    for i in range(np.shape(normals)[0]):
        attributes.append(int(255*np.sum(normals[i])**2))

    # Write new stl file
    WriteSTL("output.stl", vertices, facets, attributes, "stlheader")

этот фрагмент кода читает файл stl, вычисляет нормали, а затем назначает значение атрибута на основе квадрата суммы каждой нормали (обратите внимание, что атрибут должен быть целым числом).

Вход и выход этого скрипта выглядят следующим образом: enter image description here

...