Open3D mesh 模型精细化处理--中点剖分

目录

一、概述

1.1原理

1.2实现步骤

二、代码实现

2.1关键函数

输入参数

输出参数

三、实现效果

3.1原始mesh

3.2精细化mesh

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一、概述

        在三维模型处理过程中，精细化处理（subdivision）是一个重要的步骤，它用于增加模型的顶点数量，从而提高模型的分辨率和细节水平。Open3D 提供了多种精细化方法，其中中点剖分（subdivide_midpoint）是一种常用的技术，通过在每条边的中点插入新顶点，细化网格模型的结构。

        中点剖分（Midpoint Subdivision）是一种经典的网格细分技术，通过在网格的每条边的中点处插入新的顶点，并重新连接这些顶点来生成新的面，从而将每个原始三角面细分为更小的三角面。该方法在增加网格细节的同时，保持了模型的几何形状，常用于需要更高分辨率模型的场景，如3D建模、动画制作、仿真和渲染。

1.1原理

中点剖分的基本原理是：

• 对于网格中的每条边，计算其中点。
• 将这些中点作为新顶点插入到模型中。
• 将原始的每个三角面分割成四个更小的三角面，这些新三角面由原始顶点和新插入的中点顶点组成。

1.2实现步骤

• 加载模型: 使用 Open3D 加载三角网格模型。

• 应用中点剖分: 使用 Open3D 的 subdivide_midpoint 函数对模型进行中点剖分处理。

• 可视化结果: 显示原始模型和精细化后的模型，以便进行对比。

二、代码实现

2.1关键函数

        subdivide_midpoint 是 Open3D 中用于对三角网格模型进行中点剖分的一种方法。这个函数通过在每条边的中点处插入新顶点，从而将每个原始三角面细分为更多的小三角面。该方法主要用于细化网格模型，使其具有更高的顶点密度和更平滑的表面。

def subdivide_midpoint(self, number_of_iterations=1):"""对三角网格模型进行中点剖分处理。参数:number_of_iterations (int): 指定细分操作的迭代次数，默认值为 1。返回:open3d.geometry.TriangleMesh: 经过细分处理后的新网格模型。"""

输入参数

number_of_iterations (int, 默认值 1):
        - 这是一个整数参数，表示中点剖分操作的迭代次数。
        - 每次迭代都会将所有现有的三角面进一步细分，使得模型的顶点数和面数成倍增加。
        - 迭代次数越多，模型就越精细，顶点数也会显著增加。
        - 通常，number_of_iterations=1 就能显著增加模型的细节水平。如果需要更高的分辨率，可以增加迭代次数。

输出参数

- 返回一个新的三角网格模型 (open3d.geometry.TriangleMesh)，这是在原始模型基础上经过中点剖分处理后的结果。
- 细分后的模型具有更多的顶点和三角面，细节更加丰富和平滑。

三、实现效果

3.1原始mesh

3.2精细化mesh