[发明专利]面向3D打印的三角网格孔洞的分割方法及系统

权利要求书

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；

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；

所述退化三角形面片，是指至少有两点相同或三点共线的面片；

所述重复三角形面片，是指三角形面片的面索引与其余三角形面片的面索引相同且方向相同；

所述识别退化三角形面片的具体步骤：判断当前三角形面片的三个顶点的索引是否存在相同索引，如果存在相同索引，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；

所述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；

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；

所述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，继续执行S406；如果否，重复执行S401；

S406：计算边界集合中的所有点和边的连接关系；

S407：将所有边界首尾相连接，组成边界，即孔洞线，结束；

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；

所述单孔洞和连续套洞的划分具体步骤包括：

S501：查找每个部件的所有的自由边；

S502：获取自由边中的所有点与边的连接关系；

S503：从索引最小的点开始，根据点与边的连接关系，查找闭合边界线；

S504：判断闭合边界线是否存在重复点；如果否，继续执行S505；如果是，继续执行S506；

S505：不是连续套洞，结束；

S506：是连续套洞，输出边界信息，结束；

S6：将连续套洞分割为单孔洞；

所述连续套洞分割为单孔洞的具体步骤包括：

S601：检测连续套洞边界；

S602：根据连续套洞的重复点，将连续套洞内部区域分割为若干个独立的孔；

S603：将孔洞线上的点投影到平面上，根据点与多边形的内外关系，计算各个孔洞的内外位置关系；如果某一孔洞L1的点均在另一孔洞L2外部，则认为是L1在L2外；

S604：如果一条孔洞线不在任一个孔洞线内部，则该孔洞线为外部孔，如果一条孔洞线在某一个孔洞线内部，则该孔洞线为内部孔，如果外部孔不包含内部孔，则继续执行S607；否则，继续执行S605；

S605：对于包含内部孔的外部孔，查找孔洞线中的重复点，计算重复点和重复点连接的其他孔洞的下一索引点连线与重复点和当前孔洞线的前一索引点连线的夹角，选择夹角最小的一索引点作为新的边界点；

S606：从新的边界点开始，将内部孔上的点按照边界上的连接顺序全部插入外部孔的边线中，合并孔洞外边线和内边线。