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PyMesh:基于Python的几何处理和3D网格生成库

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PyMesh 是一个专注于几何处理的快速原型开发平台,主要专注于处理和生成3D网格。它提供了一套常用的网格处理功能,并与多个先进的开源软件包建立了接口,能够在单一开发环境中无缝整合这些软件包的功能。

网格处理在Python中应该是简单的。PyMesh倡导人类可读的极简主义接口,并可与原生Python数据结构(如 numpy.ndarray)协同工作。

从文件加载网格:



>>> import pymesh>>> mesh = pymesh.load_mesh("cube.obj");

访问网格顶点:








>>> mesh.verticesarray([[-1.,-1.,1.],...[1.,1.,1.]])
>>> type(mesh.vertices)<type'numpy.ndarray'>

计算每个顶点的高斯曲率:





>>> mesh.add_attribute("vertex_gaussian_curvature");>>> mesh.get_attribute("vertex_gaussian_curvature");array([1.57079633,1.57079633,1.57079633,1.57079633,1.57079633,1.57079633,1.57079633,1.57079633])

PyMesh主要功能特点

读取 / 写入 2D 和 3D 网格,支持以下格式:  
• .obj、.off、.ply、.stl•  .mesh(MEDIT)、.msh(Gmsh)• .node/.face/.ele(Tetgen)  
支持加载和保存每个顶点 / 面 / 体素的标量场和矢量场。局部网格处理,如边折叠 / 分裂、去除重复顶点 / 面等。网格布尔运算支持,集成自 CGAL、Cork、Carve、Clipper(仅 2D)和 libigl。网格生成支持,集成自 CGAL、Triangle、TetGen 和 Quartet。线网处理及线网膨胀功能。有限元矩阵组装(支持拉普拉斯矩阵、刚度矩阵、质量矩阵等)。

关于第三方库依赖问题

以下第三方库并非必需,但为了充分发挥 PyMesh 的全部功能,强烈建议安装。PyMesh为这些库提供了轻量级封装,若缺少它们,部分功能将无法使用。依赖的库中还包括之前文章介绍的Mmg(Mmg:用于网格重构和优化的开源软件)。所有第三方库均作为子模块附加到代码仓库中,并会在 PyMesh 构建过程中自动编译。

各依赖库的功能说明:

SparseHash: 用于加速哈希网格。CGAL: 用于自相交检测、凸包计算、外壳生成和布尔运算。tetgen: 用于四面体网格划分和线网膨胀。libigl: 用于外壳生成、布尔运算和线网膨胀。cork: 用于布尔运算。triangle: 用于三角剖分和二维线网膨胀。qhull: 用于计算凸包。Clipper: 用于二维布尔运算。Carve: 用于三维布尔运算(项目对其进行了修改以支持 Linux/mac 系统编译)。GeoGram: 作为二维三角形和三维四面体生成引擎。Quartet: 作为三维四面体网格划分引擎。MMG3D: 作为三维四面体网格划分优化引擎。

下面是一些网格操作的实现算例。

1.分割长边(Split Long Edges)

对已有网格中的三角形长边重新划分,其它保持不变,把网格细化处理。

2.网格重画(Remeshing)

3.布尔运算(Mesh Boolean)

4.构造实体几何树(CSG Tree)

5.网格引导平铺(Mesh guided tiling)


来源:CAE仿真空间
MeshingRADIOSS静力学振动非线性拓扑优化几何处理网格处理MATLABpythonUM
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-06-07
最近编辑:11小时前
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