3D网格布尔运算开源库
3D网格布尔运算开源库
3D网格布尔运算开源库
网格的布尔运算广泛应用于建筑、医学导航软件、游戏和电影动画等应用场景中，3D模型的编辑软件，3D Max、Maya以及Blender就广泛应用网格的布尔运算于构建新的模型。
常用的开源库
| 开源库的名称 | 应用范围 | 实验结果 | BooleanOperation API | 下载地址 |
|---|---|---|---|---|
| VTK | 生物医学领域 | 计算速度中等，但是非常不稳定,cpu利用效率低 | vtkBooleanOperationPolyDataFilter | https://vtk.org/download/ |
| VTKbool | 生物医学领域 | 计算速度很慢，比较稳定，cpu利用效率比较低 | vtkPolyDataBooleanFilter | https://github.com/zippy84/vtkbool |
| CGAL | 计算机图形处理库 | 计算速度最快，稳定性比VTK稍强，cpu利用效率中等 | corefine_and_compute_difference | https://www.cgal.org/download.html |
| Cork(使用的最为广泛） | Blender设计；建筑；CloudCompare，开源的几何处理库生物医学领域 | 计算速度很快，比CGAL慢，比libigl封装的CGAL快，稳定性较好，不会崩（遇到not solid的物体）程序不会崩，但是无法结束，使用的内存一直递增，原始版本为单核计算，CPU利用率较低。 |
compute Differencec omputeUnionc omputeIntersection |
原始版本-https://github.com/gilbo/cork 多线程版本-https://github.com/stephanfr/Cork Blender版本-https://github.com/dfelinto/cork-on-blender |
| libigl | 计算机图形处理库 | 计算速度比较快，稳定性比较强，CPU利用率100% |
igl::copyleft::cgal::mesh_boolean igl::copyleft::cork::mesh_boolean |
https://github.com/libigl/libigl |
| MEPP2 | 计算机图形处理库，处理3D网格和点云的数据库 | 类似于Cork，计算速度较快，稳定性较好 | https://projet.liris.cnrs.fr/mepp/mepp2/index.html | |
| QuickCSG（免费但是不公开代码） | 专门处理网格布尔运算的库，只有exe程序，不公开源代码 | 计算速度非常快，稳定性非常好，非封闭的曲面也可以进行计算，但是生成的曲面碎片化比较明显 | http://morpheo.inrialpes.fr/static/QuickCSG/ | |
| trimesh | 计算机图形学库，布尔运算使用的是OpenSCAD和Blender作为后端 | base.intersection(cuts, engine=‘scad’) | https://github.com/mikedh/trimesh | |
| Cassiopee | CFD图形处理库，用于网格的布尔运算 | http://elsa.onera.fr/Cassiopee/Userguide.html |
Cork的评价
Cork的需要输入的模型为Solid的，也就是网格模型需要是流形的，对非流形网格（ non-manifold）非常敏感。流形网格包含两个情况，自相交的和非封闭的。可以使用CGAL将非流形网格转为流形网格，（需要注意CGAL不能加载部分off文件，而meshlab、MEPP等软件可以加载）Cork的多线程版本比原始版本稳定性稍低些，需要线程无法结束导致崩溃的问题。多线程版本的计算时间减少70%左右，运行消耗的内存空间提升为原始版本的3倍左右，并行效率较好。
多线程版本
原始版本
QuickCSG的效果与评价
前几次的运算，效果比较好，运算速度非常快，不到1S，生成的网格（绿色区域）也比较好
但是，第四次运算的时候，出现断面的情况，生成的网格面与原始网格面并不相连接
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