VTK Learning Thirty - vtkPolyData to CGAL Surface_mesh

Description

将vtkPolyData转换成CGAL::Surface_mesh,并利用CGAL的布尔运算对数据进行处理,
然后再将处理后的CGAL::Surface_mesh转换成vtkPolyData进行可视化渲染。

定义 CGAL::Surface_mesh


typedef CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel EPICK;
typedef EPICK::Point_3 Point_3;
typedef CGAL::Surface_mesh<Point_3> SMesh;
typedef boost::property_traits<boost::property_map<SMesh,CGAL::vertex_point_t>::type>::value_type Point;

vtkPolyData to CGAL::Surface_mesh


bool vtkPointSet_to_polygon_mesh(vtkPointSet *poly_data, SMesh &tmesh)
{typedef typename boost::property_map<SMesh, CGAL::vertex_point_t>::type VPMap;typedef typename boost::property_map_value<SMesh, CGAL::vertex_point_t>::type Point_3;typedef typename boost::graph_traits<SMesh>::vertex_descriptor vertex_descriptor;VPMap vpmap = get(CGAL::vertex_point, tmesh);// get nb of points and cellsvtkIdType nb_points = poly_data->GetNumberOfPoints();vtkIdType nb_cells = poly_data->GetNumberOfCells();//extract pointsstd::vector<vertex_descriptor> vertex_map(nb_points);for (vtkIdType i = 0; i<nb_points; ++i){double coords[3];poly_data->GetPoint(i, coords);vertex_descriptor v = CGAL::add_vertex(tmesh);put(vpmap, v, Point_3(coords[0], coords[1], coords[2]));vertex_map[i]=v;}for (vtkIdType i = 0; i<nb_cells; ++i){if(poly_data->GetCellType(i) != 5&& poly_data->GetCellType(i) != 7&& poly_data->GetCellType(i) != 9) //only supported cells are triangles, quads and polygonscontinue;vtkCell* cell_ptr = poly_data->GetCell(i);vtkIdType nb_vertices = cell_ptr->GetNumberOfPoints();if (nb_vertices < 3)return false;std::vector<vertex_descriptor> vr(nb_vertices);for (vtkIdType k=0; k<nb_vertices; ++k)vr[k]=vertex_map[cell_ptr->GetPointId(k)];CGAL::Euler::add_face(vr, tmesh);}return true;
}

CGAL::Surface_mesh to vtkPolyData

首先，转换成vtkUnstructuredGrid格式，然后再转成vtkPolyData。


vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> polygon_mesh_to_vtkUnstructured(const SMesh &pmesh)
{typedef typename boost::graph_traits<SMesh>::vertex_descriptor   vertex_descriptor;typedef typename boost::graph_traits<SMesh>::face_descriptor     face_descriptor;typedef typename boost::graph_traits<SMesh>::halfedge_descriptor halfedge_descriptor;typedef typename boost::property_map<SMesh, CGAL::vertex_point_t>::const_type VPMap;typedef typename boost::property_map_value<SMesh, CGAL::vertex_point_t>::type Point_3;VPMap vpmap = get(CGAL::vertex_point, pmesh);vtkPoints* const vtk_points = vtkPoints::New();vtkCellArray* const vtk_cells = vtkCellArray::New();vtk_points->Allocate(CGAL::num_vertices(pmesh));vtk_cells->Allocate(CGAL::num_faces(pmesh));std::map<vertex_descriptor, vtkIdType> Vids;vtkIdType inum = 0;for(vertex_descriptor v : CGAL::vertices(pmesh)){const Point_3& p = get(vpmap, v);vtk_points->InsertNextPoint(CGAL::to_double(p.x()),CGAL::to_double(p.y()),CGAL::to_double(p.z()));Vids[v] = inum++;}for(face_descriptor f : CGAL::faces(pmesh)){vtkIdList* cell = vtkIdList::New();for(halfedge_descriptor h :CGAL::halfedges_around_face(CGAL::halfedge(f, pmesh), pmesh)){cell->InsertNextId(Vids[CGAL::target(h, pmesh)]);}vtk_cells->InsertNextCell(cell);cell->Delete();}vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> usg =vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid>::New();usg->SetPoints(vtk_points);vtk_points->Delete();usg->SetCells(5,vtk_cells);vtk_cells->Delete();return usg;
}
// vtkUnstructuredGrid->vtkPolyData
vtkSmartPointer<vtkPolyData> ugToPolyData(vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> ug)
{vtkSmartPointer<vtkDataSetSurfaceFilter> surfaceFilter =vtkSmartPointer<vtkDataSetSurfaceFilter>::New();surfaceFilter->SetInputData(ug);surfaceFilter->Update();return surfaceFilter->GetOutput();
}

利用CGAL进行Mesh的布尔运算

//! op
//! enum bool_op {CRF_UNION(并), CRF_INTER（交）, CRF_MINUS（差）, CRF_MINUS_OP（差或）};
//！@return 布尔运算的结果MeshSMesh *apply_corefine_and_bool_op(SMesh *oneMesh, SMesh *twoMesh, bool_op op)
{if(! CGAL::is_triangle_mesh(*oneMesh)) {return nullptr;}if(! CGAL::is_triangle_mesh(*twoMesh)) {return nullptr;}SMesh* new_poly = new SMesh();QString str_op;SMesh P, Q;switch(op){case CRF_UNION:P = *oneMesh, Q = *twoMesh;if (! PMP::corefine_and_compute_union(P, Q, *new_poly, params::throw_on_self_intersection(true)) ){delete new_poly;return nullptr;}str_op = "Union";break;case CRF_INTER:P = *oneMesh, Q = *twoMesh;if (! PMP::corefine_and_compute_intersection(P, Q, *new_poly, params::throw_on_self_intersection(true)) ){delete new_poly;return nullptr;}str_op = "Intersection";break;case CRF_MINUS_OP:std::swap(oneMesh, twoMesh);CGAL_FALLTHROUGH;case CRF_MINUS:P = *oneMesh, Q = *twoMesh;if (! PMP::corefine_and_compute_difference(P, Q, *new_poly, params::throw_on_self_intersection(true)) ){delete new_poly;return nullptr;}str_op = "Difference";}return new_poly;
}

Usage

    SMesh* meshOne = new SMesh();vtkPointSet_to_polygon_mesh(one,*meshOne);SMesh* meshTwo = new SMesh();vtkPointSet_to_polygon_mesh(two,*meshTwo);SMesh* meshThree=apply_corefine_and_bool_op(meshOne,meshTwo,op);vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid>ug=polygon_mesh_to_vtkUnstructured(*meshThree);vtkSmartPointer<vtkPolyData>outPolyData= ugToPolyData(ug);delete meshOne;delete meshTwo;delete meshThree;

Result


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