[发明专利]一种非流行网格模型切片处理方法

说明书

本发明涉及一种非流行网格模型切片处理方法，包括以下步骤：步骤一、读取三角网格模型，对模型进行封闭性检测；步骤二、计算各层切片与模型的交点，并将交点映射为节点集，相交线段映射为边集，利用节点集和边集建立一个无向图；步骤三、对无向图中的节点集和边集进行重复性检测；步骤四、计算无向图的连通子图，根据每个连通子图中节点度的分布情况，基于路径规划方法获取每层切片的有序轮廓。本发明根据切片交点的排列规律，利用强大的路径规划方法快速获取正确的有序切片轮廓，避免了修复非流行三角片的复杂数学计算，提高了整个切片算法的有效性和鲁棒性，适用于各种流行和非流行网格模型的切片处理。

技术领域

本发明涉及快速成型技术领域，具体涉及一种非流行网格模型切片处理方法。

背景技术

三角网格模型是一种用大量三角面片来模拟复杂物体表面的三维几何模型，广泛用于工业设计、医学、影视动画等领域。这种模型在进行快速成型制造时，需要将3维模型转换为一系列2D切片轮廓。现有的切片算法主要应用于流行封闭网格模型，即模型封闭且无自交，无重叠三角片或悬面等错误。

然而，在实际应用中，从三维扫描仪、CT和MRI等设备中构建出来的三角网格模型，通常含有孔洞、悬面、自交等情况。将CAD软件构造的3D模型转换为三角网格模型时，也容易出现三角面片重叠、拓扑连接信息重复或相邻面片法向不相容等情况。此外，由于非流形模型比流形模型具有更复杂和更灵活的拓扑关系，可以用一些非流行表面来表达特殊形状的物体。但如果用传统流行网格模型的切片方法处理非流行模型，会导致难以修复的错误结果。因此，研究非流行网格模型的切片处理算法，对于提高分层切片处理的有效性和鲁棒性具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种非流行网格模型切片处理方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种非流行网格模型切片处理方法，其包括以下步骤：

步骤一、读取三角网格模型，并对模型进行封闭性检测；

步骤二、计算各层切片与模型的交点，并将交点映射为节点集，相交线段映射为边集，利用节点集和边集建立一个无向图；

步骤三、对无向图中的节点集和边集进行重复性检测；

步骤四、计算无向图的连通子图，根据每个连通子图中节点度的分布情况，基于路径规划方法获取每层切片的有序轮廓。

进一步的，步骤一中的封闭性检测步骤如下：

1)检测三角网格模型上每条边的三角片关联度；

2)将关联度为0的边标记为悬边，然后删除所有的悬边；将关联度为1的边标记为边界边，提取所有的边界边以构建边界集合；若模型上没有关联度为0和1的边，则结束；

3)从边界集合中取出一条边作为起始边，依次搜索与其相邻的边界边，当构成一个封闭环时，将该环保存成一个孔洞边界；若不能构成封闭环，将这些边界边所关联的三角片删除，若删除后出现新的悬边，将其删除，若出现新的边界边，将其加入到边界集合中；

4)判断是否遍历完所有的边界边，若没有遍历完毕，则转步骤2)；否则转步骤5)；

5)对所有构建的孔洞边界进行三角片填补，得到封闭形体。

进一步的，步骤三中重复性检测步骤如下：

首先对每层切片的无向图中的节点集进行重复性检测，若搜索到坐标重合的节点，只保留其中一个节点而删除与之重合的其它节点，将所删除节点关联的边加入到所保留节点的关联边中，然后对无向图的边集进行重复性检测，删除重复的边。

进一步的，步骤四中包括以下步骤：