Open3D mesh 精细化处理-loop剖分
目录
一、概述
1.1原理
1.2实现步骤
1.3应用场景
二、代码实现
2.1关键函数
参数详解
返回值
2.2完整代码
三、实现效果
3.1原始mesh
3.2剖分后mesh
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一、概述
在三维网格处理中，剖分（Subdivision）是一种用于增加网格顶点和面片数量的技术，目的是使网格更加精细和平滑。Open3D 提供了一些基本的剖分方法，可以将现有的网格细化，以获得更高分辨率的模型
1.1原理
网格剖分的基本思想是通过在现有网格的边、面之间插入新的顶点，从而增加网格的多边形数量，使网格表面更加平滑和精细。剖分技术在计算机图形学中有很多应用，例如在雕刻、动画和仿真中，它能够为模型提供更高的细节。
1.2实现步骤
- 加载网格模型: 使用 Open3D 加载一个三角网格模型，准备进行剖分处理。
- 选择剖分方法: Open3D 提供了几种不同的剖分方法，常见的是Loop 剖分是一种更复杂的剖分方法，它基于 Loop 算法，专门用于细化三角形网格。Loop 剖分在每条边的中点添加新顶点，并重新计算顶点位置，以保持表面的光滑性。
- 执行网格剖分: 调用 Open3D 的 subdivide_loop 函数，对网格进行中点剖分。
- 可视化剖分结果: 显示剖分后的网格模型，并与原始模型进行比较，观察剖分后的细节变化。
1.3应用场景
- 高精度模型创建: 剖分技术用于将低多边形模型转化为高多边形模型，适用于需要高分辨率的三维渲染场景。
- 动画与仿真: 在动画和物理仿真中，细化网格有助于生成更光滑的表面，提高视觉效果和计算精度。
- 模型雕刻与编辑: 在3D建模和雕刻过程中，剖分技术可以提供更高的细节控制，允许艺术家对模型进行精细的编辑。
二、代码实现
2.1关键函数
subdivide_loop 是 Open3D 中用于对三角网格进行细化处理的函数，基于 Loop Subdivision 算法。该算法用于增加网格顶点和面片数量，从而使得网格更加平滑和精细。
def subdivide_loop(self, number_of_iterations: int = 1) -> open3d.cpu.pybind.geometry.TriangleMesh
参数详解
number_of_iterations: int
- 描述: 控制细化（剖分）的迭代次数。
- 作用: 每次迭代都会在当前网格的基础上进一步细化。迭代次数越多，网格中的顶点和三角面片数量就越多，网格表面会变得更加平滑和精细。
- 默认值: 1，即进行一次剖分。
返回值
- subdivided_mesh: open3d.geometry.TriangleMesh
- 描述: 细化后的三角网格模型，该模型包含了更多的顶点和三角形面片，整体形状更加平滑。
2.2完整代码
import open3d as o3d
# 加载三角网格模型
mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("bunny.ply")
mesh.compute_vertex_normals()
# 执行中点剖分处理，指定剖分次数
subdivided_loop_mesh = mesh.subdivide_loop(number_of_iterations=1)
# 可视化原始网格模型
print("Original Mesh")
o3d.visualization.draw_geometries([mesh], window_name="Original Mesh", width=800, height=600,mesh_show_wireframe=True)
# 可视化剖分后的网格模型
print("Subdivided Mesh")
o3d.visualization.draw_geometries([subdivided_loop_mesh], window_name="subdivided_loop Mesh", width=800, height=600,mesh_show_wireframe=True)
三、实现效果
3.1原始mesh
3.2剖分后mesh
