面向3D打印的三角网格孔洞的分割方法及系统技术方案

本公开公开了面向3D打印的三角网格孔洞的分割方法及系统，对输入的三角网格模型进行预处理；根据预处理得到的三角网格模型，获取三角形面片与三角形面片所邻接的边之间的连接关系，获取三角形面片的顶点与顶点所邻接的边之间的连接关系；根据三角网格模型的面与边的连接关系，获取三角网格模型的所有单连通区域；将每个单连通区域视为一个部件；对每个部件查找自由边，根据边与点之间的连接关系，将所有的自由边首尾连接，得到孔洞线；获得所有孔洞的基本信息，包括孔洞线、孔洞方向、孔洞与部件之间的关联关系；根据每个孔洞的基本信息，将孔洞划分为单孔洞和连续套洞；将连续套洞分割为单孔洞。

The method and system of 3D printing oriented triangular mesh hole segmentation

The present disclosure discloses a method and system of 3D printing oriented triangular mesh hole segmentation to preprocess the input triangular mesh model; according to the triangular mesh model obtained by preprocessing, obtain the connection relationship between the triangle patch and the edge adjacent to the triangle patch, and obtain the connection relationship between the vertex of the triangle patch and the edge adjacent to the vertex; according to the triangular mesh The connection relationship between the surface and the edge of the model can obtain all the simply connected regions of the triangular mesh model; each simply connected region can be regarded as a component; for each component, the free edge can be found, and all the free edges can be connected head to tail according to the connection relationship between the edge and the point to obtain the hole line; the basic information of all holes can be obtained, including the hole line, the hole direction, the hole and the component According to the basic information of each hole, the hole is divided into single hole and continuous nested hole, and the continuous nested hole is divided into single hole.

【技术实现步骤摘要】
面向3D打印的三角网格孔洞的分割方法及系统
本公开涉及3D打印
，特别是涉及面向3D打印的三角网格孔洞的分割方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。三角网格是一种应用非常广泛的几何模型表达形式，在逆向工程、有限元分析、计算机动画、医学影像三维重建、3D打印等领域有着非常广泛的应用。在网格模型的获取过程中，往往会产生一些不希望出现的孔洞，这些孔洞的出现一方面影响了模型的外观，另一方面也不利于许多后续处理的进行。在复杂扫描的三角网格模型中，孔洞的识别和修复是模型封装、计算、打印等可用性的基础。在实现本公开的过程中，专利技术人发现现有技术中存在以下技术问题：目前三角网格孔洞的识别和修复算法多将孔洞作为单一类型的单孔洞进行处理，大多研究或文献关注单孔洞的修复算法，没有考虑孔洞的几何形态以及相关孔洞之间的拓扑关系，模型可能存在非单孔洞的情况，因而导致模型的拓扑关系发生变化，或产生新的错误。因此，为减少模型拓扑关系的变化以及相应的错误，对三角网格孔洞进行细致分割是进行孔洞修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.面向3D打印的三角网格孔洞分割方法，其特征是，包括：/nS1：对输入的用于3D打印的三角网格模型进行预处理；/nS2：根据预处理得到的三角网格模型，获取三角形面片与三角形面片所邻接的边之间的连接关系，获取三角形面片的顶点与顶点所邻接的边之间的连接关系；/nS3：根据三角网格模型的面片与边的连接关系，获取三角网格模型的所有单连通区域；将每个单连通区域视为一个部件；/nS4：对每个部件查找自由边，根据边与点之间的连接关系，将所有的自由边首尾连接，得到孔洞线；获得所有孔洞的基本信息，包括孔洞线、孔洞方向和孔洞与部件之间的关联关系；/nS5：根据每个孔洞的基本信息，将孔洞划分为单孔洞和连续套洞；/...

【技术特征摘要】
1.面向3D打印的三角网格孔洞分割方法，其特征是，包括：
S1：对输入的用于3D打印的三角网格模型进行预处理；
S2：根据预处理得到的三角网格模型，获取三角形面片与三角形面片所邻接的边之间的连接关系，获取三角形面片的顶点与顶点所邻接的边之间的连接关系；
S3：根据三角网格模型的面片与边的连接关系，获取三角网格模型的所有单连通区域；将每个单连通区域视为一个部件；
S4：对每个部件查找自由边，根据边与点之间的连接关系，将所有的自由边首尾连接，得到孔洞线；获得所有孔洞的基本信息，包括孔洞线、孔洞方向和孔洞与部件之间的关联关系；
S5：根据每个孔洞的基本信息，将孔洞划分为单孔洞和连续套洞；
S6：将连续套洞分割为单孔洞。


2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述对输入的用于3D打印的三角网格模型进行预处理，包括：
识别三角网格模型的退化三角形面片和重复三角形面片；
对退化三角形面片和重复三角形面片，进行删除。


3.如权利要求2所述的方法，其特征是，识别退化三角形面片的具体步骤：判断当前三角形面片的索引与其余三角形面片的索引是否相同，如果相同，则表示当前三角形面片为退化三角形面片；或者，判断当前三角形面片的面积是否为零，如果为零，则表示当前三角形面片为退化三角形面片；
或者，
识别重复三角形面片的具体步骤：判断当前三角形面片的面索引与其余三角形面片的面索引是否相同，如果相同，则表示当前三角形面片为重复三角形面片。


4.如权利要求1所述的方法，其特征是，根据三角网格模型的面与边的连接关系，获取三角网格模型的所有单连通区域的具体步骤包括：
S301：标记所有三角形面片为未访问状态；
S302：从所有未访问状态的三角形面片中，随机找出一个三角形面片，选择三角形面片中的任意一条边为种子边，将种子边添加到种子边集合中；
S303：从种子边集合中取出一条种子边，找出与当前种子边连接的处于未访问状态的面片，将找出的面片加入到当前面片集合中，标记找出的面片的状态为已访问，并将已访问的面片与种子边不同的边添加到种子边集合中；
S304：判断种子边集合是否为空，如果是，则当前面片集合是一个单连通区域，定义为一个部件，部件数量加1，进入S305；如果否，则返回S303；
S305：判断所有面片是否均已经被访问，如果是，就输出部件数量和每一部件的三角面片集合，且将每个部件视为一个单连通区域；如果否，则返回S302。


5.如权利要求1所述的方法，其特征是，对每个部件查找自由边，根据边与点之间的连接关系，将所有的自由边首尾连接，得到孔洞线；具体步骤包括：
S401：创建初始空边界集合，根据部件中三角形面片的顺序，获取每个三角形面片的每一条边；
S402：判断边界集合中是否存在所获取的边；如果存在，则执行S404，否则执行S403；
S403：将边添加到边界集合中，继续执行S405；
S404：将边在边界集合中删除，继续执行S405；
S405：是否遍历完所有面片；如果是，继续...

【专利技术属性】
技术研发人员：张善辉，魏威，武伟，肖红艳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37