[發明專利]一種面向STL文件的截面輪廓線段連接方法

在審

• 申請號: 202010820181.8
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111783260A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 文豪;高健;張正甫;賴興余;吳云溪;彭朝陽;鄒偉全;柳英杰;張小明;徐志偉
• 申請（專利權）人: 廣東科學技術職業學院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06T17/20
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 單蘊倩;資凱亮

一種面向STL文件的截面輪廓線段連接方法，步驟A：提取STL文件中的面片數據，判斷面片與截面的位置關系，包括判斷面片與截面是否相交；若面片的所有頂點均位于截面的一側，則面片與截面不相交；步驟B：通過面片相交邊的頂點坐標與截面位置的相交計算，生成截面輪廓線段；步驟C：判斷連接截面輪廓線段，包括連接無序的輪廓線段，判斷單一截面輪廓的封閉性，分別存儲組合截面輪廓中各個單一截面輪廓的數據信息。本發明實現三角網格模型與截平面直接求交后截面輪廓線段的判斷連接操作，快速生成有效的模型截面輪廓。直接對STL文件的離散面片信息進行數據處理操作，節省計算機內存資源。算法操作簡單，效率高，計算機運算時間短。

技術領域

本發明涉及計算機圖形技術領域，尤其涉及一種面向STL文件的截面輪廓線段連接方法。

背景技術

在目前的CAD領域中，參數化模型可精確表達實際零件的外形輪廓，其中的任意外形數據信息均通過外形特征或參數曲面等數字化信息精確記錄。另外，三角網格模型也可通過一系列連接的三角形面片近似地表達模型的外形輪廓。三角網格模型在計算機中常以STL的文件格式進行存儲，文件內部對每個網格面片的數據信息進行了逐一羅列。但網格面片的存儲順序是隨機的，且每個網格面片只記錄了網格面片的法矢向量與三個頂點的坐標信息。在實際的工程應用中，截平面與三維模型相交獲取截面輪廓是常用的工程處理手段。對于參數化模型，由于模型數據已準確記錄對應的數字化信息，截面輪廓可以直接生成。目前一般的CAD軟件均能實現該要求操作。

但目前的實現方法均需要對三角網格模型的文件信息進行大量的拓撲數據處理，并在此基礎上逐一生成相鄰的截面交點，從而連接相鄰的截面交點生成三角網格模型的截面輪廓。然而，三角網格模型在計算機中常以STL的文件格式進行存儲。該種文件格式的內部隨機離散的存儲著各個三角面片的數據信息，其中僅包含面片的法矢及三個頂點的坐標信息。因此，目前的處理方法需要大量的數據處理過程，算法效率低下，處理時間長，且占用計算機大量的內存空間，不利于工程中的實際應用。

發明內容

本發明的目的在于針對背景技術中的缺陷，提出一種面向STL文件的截面輪廓線段連接方法，實現三角網格模型與截平面直接求交后截面輪廓線段的判斷連接操作，快速生成有效的模型截面輪廓。與現有技術相比，不需要進行模型數據的拓撲重建，直接對STL文件的離散面片信息進行數據處理操作，節省計算機內存資源。算法操作簡單，效率高，計算機運算時間短。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種面向STL文件的截面輪廓線段連接方法，包括如下步驟：

步驟A：提取STL文件中的面片數據，判斷面片與截面的位置關系，包括判斷面片與截面是否相交，若面片的所有頂點均位于截面的一側，則面片與截面不相交；

步驟B：通過面片相交邊的頂點坐標與截面位置的相交計算，生成截面輪廓線段，包括根據面片與截面相交，獲取每條輪廓線段的兩個頂點的坐標信息；

步驟C：判斷連接截面輪廓線段，包括連接無序的輪廓線段，判斷單一截面輪廓的封閉性，分別存儲組合截面輪廓中各個單一截面輪廓的數據信息。

優選的，連接無序的輪廓線段，生成截面輪廓的具體步驟如下：

在多條輪廓線段中，選取其中一條輪廓線段的任意一個頂點作為最初起點；

使用當前選取的頂點檢索相鄰輪廓線段，包括：

步驟一：設定允許計算精度；

步驟二：依次計算每條輪廓線段的頂點與當前選取的頂點的距離，選取距離小于允許計算精度的頂點，則該頂點與最初起點的頂點所對應的兩條輪廓線段相鄰，獲取這兩條輪廓線段的公用頂點坐標，公用頂點坐標為這兩個頂點的坐標平均；