[发明专利]一种三维模型的表面法线一致性修复方法及体积计算方法

权利要求书

1.一种三维模型的表面法线一致性修复方法，其特征在于，包括：

S1：根据三维网格模型，构建模型的点-边-三角形拓扑结构；

所述步骤S1包括：所述点-边-三角形拓扑结构包括模型的顶点数据、三角形数据和边数据；

S2：在点-边-三角形拓扑结构中，任取一个三角形，基于所述三角形的法线修正所述三角形三个边对应的三个邻接三角形的法线，然后再以所述三个邻接三角形为基础继续拓扑遍历，最终得到的法线统一朝向模型内侧或模型外侧；

所述步骤S2包括：假定所述三角形中顶点顺序为V0-V1-V2，所述三角形中顶点为V0和V1的边，对应的邻接三角形顶点为V0、V1和V3，则令该邻接三角形的正确顶点顺序为V0-V3-V1；

根据右手定理，所述三角形法线为：Normal＝(V1-V0).cross(V2-V1)；那么，该邻接三角形法线为：Normal1＝(V3-V0).cross(V0-V3)；S3：对任一三角形的法线，通过点-射线法判断法线朝向，若法线朝向模型外侧，则所有三角形法线方向不变；若法线朝向模型内侧，则修复相邻所有三角形法线方向为相反方向；

所述步骤S3中，点-射线法具体包括：在三角形上任取一点和三角形法线方向构成一个射线，用射线和模型中其他三角形求交，若交点个数为偶数个，则此三角形法线方向是朝向模型外侧；若交点个数为奇数个，则此三角形法线方向是朝向模型内侧。

2.一种三维模型的体积计算方法，其特征在于，采用了如权利要求1所述的三维模型的表面法线一致性修复方法，还包括：

S4：基于点-边-三角形拓扑结构判断该模型是否为几何封闭的三维模型；

S5：若是几何封闭的三维模型，则基于三棱锥体积计算方法，遍历模型中所有三角形和任一点构成三棱锥集合，则该三维模型的体积为此三棱锥集合的体积代数和。

3.根据权利要求2所述的体积计算方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

若模型拓扑结构中，所有的Edge都存在两个邻接三角形，则该模型是闭合模型。

4.根据权利要求2所述的体积计算方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

任取一点V1，遍历模型中所有三角形，按三角形中点顺序依次将其设为V2、V3、V4，构建三棱锥V1-V2V3V4，则该三维模型体积为所有三棱锥体积的代数和的绝对值；将V1取为(0,0,0)点时，三棱锥V1-V2V3V4体积＝(x2(y3z4-y4z3)-x3(y2z4-y4z2)+x4(y2z3-y3z2))/6。

5.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至4中任一项所述的方法。