python 在PyVista中挤出凹的复杂多边形

kuhbmx9i 于 2023-01-24 发布在 Python

关注(0)|答案(1)|浏览(284)

我想取一个凹的复杂多边形（包含孔洞），然后将其垂直挤压成一个多面体，纯粹是为了可视化。我从一个形状优美的Polygon开始，如下所示：

poly = Polygon(
    [(0,0), (10,0), (10,10), (5,8), (0,10), (1,7), (0,5), (1,3)], 
    holes=[
        [(2,2),(4,2),(4,4),(2,4)],
        [(6,6), (7,6), (6.5,6.5), (7,7), (6,7), (6.2,6.5)]])

我在matplotlib中正确地将其绘制为（将外部坐标重定向为顺时针，将孔坐标重定向为逆时针）：

然后，我试图使用PyVista渲染这个从页面中挤出的多边形（沿着z）。PyVista不直接支持PolyData类型的凹（或复杂）输入，所以我们首先创建一个简单（无孔）凹多边形的挤出，如this discussion。

def extrude_simple_polygon(xy, z0, z1):

    # force counter-clockwise ordering, so PyVista interprets polygon correctly
    xy = _reorient_coords(xy, clockwise=False)

    # remove duplication of first & last vertex
    xyz0 = [(x,y,z0) for x,y in xy]
    if (xyz0[0] == xyz0[-1]):
        xyz0.pop()

    # explicitly set edge_source
    base_vert = [len(xyz0)] + list(range(len(xyz0)))
    base_data = pyvista.PolyData(xyz0, base_vert)
    base_mesh = base_data.delaunay_2d(edge_source=base_data)
    vol_mesh  = base_mesh.extrude((0, 0, z1-z0), capping=True)

    # force triangulation, so PyVista allows boolean_difference
    return vol_mesh.triangulate()

依次挤出外部多边形及其每个内部多边形时，请观察此操作的效果：

extrude_simple_polygon(list(poly.exterior.coords), 0, 5).plot()

extrude_simple_polygon(list(poly.interiors[0].coords), 0, 5).plot()
extrude_simple_polygon(list(poly.interiors[1].coords), 0, 5).plot()

第一节第二节第一节第三节第一节
我推断，要创建原始 * 复杂 * 多边形的拉伸，我可以计算boolean_difference。

outer_vol = extrude_simple_polygon(list(poly.exterior.coords), 0, 5)
for hole in poly.interiors:
    hole_vol = extrude_simple_polygon(list(hole.coords), 0, 5)
    outer_vol = outer_vol.boolean_difference(hole_vol)

outer_vol.plot()

是错误的：

该文档建议通过plot_normals检查法线，发现所有挤出体积都有向内指向（或意外）的法线：
第一个第五个第一个第一个第六个第一个第七个第一个
extrude文档没有提到挤出曲面法线，也没有提到原始对象（在本例中为多边形）方向。
我们可以原谅我们的多边形必须是顺时针方向的，所以我们在extrude_simple_polygon的第一行设置clockwise=True，然后再试一次。调用base_mesh.plot()会显示（* 应该 * 看起来像我们原始的蓝色外部多边形）：

用挤压

PyVista总是期望逆时针多边形吗？
为什么拉伸会创建具有向内指向的曲面法线的体积块？
如何更正挤出的曲面法线？
否则，我怎样才能让PyVista正确地可视化一个难以置信的简单挤压的凹复杂多边形呢？

python

来源：https://stackoverflow.com/questions/75172467/extrude-a-concave-complex-polygon-in-pyvista

1条答案

按热度按时间

x4shl7ld1#

你已经很接近了，你需要做的是使用一个 single 调用delaunay_2d()，把所有三个多边形（即包围的一个和两个洞）作为边源（循环源？），同样重要的是从每个多边形得到面（而不是线）;这使得可以加强孔的孔度。
下面是一个完整的输入示例（我手动翻转了孔的方向;您似乎有一个_reorient_coords()帮助器，您应该使用它来代替）：

import pyvista as pv

# coordinates of enclosing polygon
poly_points = [
    (0, 0), (10, 0), (10, 10), (5, 8), (0, 10), (1, 7), (0, 5), (1, 3),
]
# hole point order hard-coded here; use your _reorient_coords() function
holes = [
    [(2, 2), (4, 2), (4, 4), (2, 4)][::-1],
    [(6, 6), (7, 6), (6.5, 6.5), (7, 7), (6, 7), (6.2, 6.5)][::-1],
]

z0, z1 = 0.0, 5.0

def points_2d_to_poly(points, z):
    """Convert a sequence of 2d coordinates to a polydata with a polygon."""
    faces = [len(points) + 1, *range(len(points)), 0]
    poly = pv.PolyData([p + (z,) for p in points], faces=faces)
    return poly

# bounding polygon
polygon = points_2d_to_poly(poly_points, z0)

# add all holes
for hole_points in holes:
    polygon += points_2d_to_poly(hole_points, z0)

# triangulate poly with all three subpolygons supplying edges
# (relative face orientation is critical here)
polygon_with_holes = polygon.delaunay_2d(edge_source=polygon)

# extrude
holey_solid = polygon_with_holes.extrude((0, 0, z1 - z0), capping=True)
holey_solid.plot()

以下是多边形预挤出的顶视图：

plotter = pv.Plotter()
plotter.add_mesh(polygon_with_holes, show_edges=True, color='cyan')
plotter.view_xy()
plotter.show()

赞(0）回复(0）举报 2023-01-24

我来回答

python 在PyVista中挤出凹的复杂多边形

1条答案

相关问题

热门标签

最新问答