STL文件规则

(1)共顶点规则
每一个三角面片必须与其相邻的每一个面片共两个顶点 ,即一个三角面片的顶点不能落在相邻的任何三角面片的边上;
(2)取向规则
单个面片法向量符合右手法（ccw）则且其法向量必须指向实体外面;
(3)充满规则
小三角面片必须布满三维模型的所有表面,不得有任何遗漏;
(4)取值规则
每个顶点的坐标值必须为非负 ,即 STL 文件的实体应该在坐标系的第一象限.

二进制STL文件

二进制STL文件用固定的字节数来给出三角面片的几何信息。
【80】文件起始的80个字节是文件头，用于存贮文件名
【4】紧接着用 4 个字节的整数来描述模型的三角面片个数(小端存储)
【50*n】后面逐个给出每个三角面片的几何信息。每个三角面片占用固定的50个字节(小端存储)，依次是:
【12】3个4字节浮点数(角面片的法矢量)
【12】3个4字节浮点数(1个顶点的坐标)
【12】3个4字节浮点数(2个顶点的坐标)
【12】3个4字节浮点数(3个顶点的坐标)个
【2】三角面片的最后2个字节用来描述三角面片的属性信息。

ASCII文件格式

ASCII码格式的STL文件逐行给出三角面片的几何信息，每一行以1个或2个关键字开头。在STL文件中的三角面片的信息单元 facet 是一个带矢量方向的三角面片，STL 三维模型就是由一系列这样的三角面片构成。整个STL文件首行给出了文件路径及文件名。在一个 STL 文件中，每一个 facet 由 7 行数据组成，facet normal是三角面片指向实体外部的法矢量坐标，outer loop说明随后的3行数据分别是三角面片的 3 个顶点坐标，3 顶点沿指向实体外部的法矢量方向逆时针排列。

solid filename stl //自定义文件头
facet normal x y z //三角面片法向量的3个
outer loop
vertex x y z //三角面片第一个顶点坐标
vertex x y z //三角面片第二个顶点坐标
vertex x y z //三角面片第三个顶点坐标
endloop
endfacet //完成一个三角面片定义
……
endsolid filename stl ∥整个STL文件定义结束

注意

stl文件包含了一些错误信息

判断stl文件并读取

这里学习消化了MeshLab中的代码，MeshLab也使用了别的库，记不清是看的别的库还是MeshLab自己实现的代码了。

判断stl文件是二进制还是ASCII码

bool isSTLBinary(const char *filename)
{bool isBinary = false;//return valueFILE *fp = nullptr;int errorCode = fopen_s(&fp,filename, "r");if (errorCode==0)//成功打开文件{//确定文件实际大小fseek(fp, 0, SEEK_END);//将fp移动到文件尾部int fileSize = ftell(fp);//返回文档首部到fp位置大小（bytes）int facetNum;//计算标准stl二进制文件的大小fseek(fp, STL_LABEL_SIZE, SEEK_SET);//跳过文档开头的注释fread(&facetNum, sizeof(int), 1, fp);//读取facet的数目并保存在facetNum中int standardBinaryFileSize = 80 + sizeof(int)+facetNum * 50;//判断是否是标准stl文件if (fileSize==standardBinaryFileSize){isBinary = true;        }//判断是否是非标准stl文件unsigned char tmpbuf[128];//如果文件过短，这里会有Bugfread(tmpbuf, sizeof(tmpbuf), 1, fp);//读取128个char大小的数据for (unsigned int i = 0;i<sizeof(tmpbuf);i++){//char类型取值范围是-128~127,如果是ASCII格式，应该全是charif (tmpbuf[i]>127){isBinary = true;break;}}fclose(fp);}return isBinary;
}

读取二进制stl文件

先定义一个表示stl文件的类。这个类其实可以不要，可以按照自己的实际需求把从stl文件中读取的数据组织起来。比如说可以只读取其中的顶点信息而忽略法向量信息，我这里没有读取属性信息。

class STLDocument
{
public:class STLPoint{public:double x;double y;double z;explicit STLPoint(){x = y = z = 0;}explicit STLPoint(float *p_Array){x = p_Array[0];y = p_Array[1];z = p_Array[2];}STLPoint& operator=(float *p_Array){x = p_Array[0];y = p_Array[1];z = p_Array[2];return *this;}};class STLFacet{public:STLPoint m_PointList[3];//三个顶点STLPoint m_Normal;//法向量};vector<STLPoint> m_VertexList;vector<STLFacet> m_FacetList;void clear();  //清除数据
};//end class

读取二进制stl文件，并将数据存在上面定义的类里面。

const int STL_LABEL_SIZE = 80;
bool openBinary(const std::string &p_FileName, STLDocument &p_STLDocument)
{p_STLDocument.clear();FILE *fp;int numFacet;int error= fopen_s(&fp,p_FileName.c_str(), "rb");float normal[3];float point1[3];STLDocument::STLPoint stlPoint;STLDocument::STLFacet stlFacet;if (0==error)//成功打开文件{fseek(fp, STL_LABEL_SIZE, SEEK_SET);//跳过开头fread(&numFacet, sizeof(int), 1, fp);//读取facet的数目for (int facetIndex = 0; facetIndex < numFacet;++facetIndex){unsigned short attr; //用来储存属性,实际上把这个值丢弃了fread(normal, sizeof(float), 3, fp);//读取facet的法向量stlFacet.m_Normal = normal;for (int i = 0; i < 3;++i){fread(point1, sizeof(float), 3, fp);//读取vertexstlFacet.m_PointList[i] = point1;stlPoint = point1;p_STLDocument.m_VertexList.push_back(stlPoint);}fread(&attr, sizeof(unsigned short), 1, fp);//读取属性p_STLDocument.m_FacetList.push_back(stlFacet);}}fclose(fp);return true;
}

读取ASCII码的stl文件

bool openASCII(const std::string &p_FileName, STLDocument &p_STLDocument)
{p_STLDocument.clear();ifstream ifs;ifs.open(p_FileName, ifstream::in);if (ifs.is_open()){/*略去第一行*/string line;getline(ifs, line);/*读取facet*/int readCounter = 0;//记录每行读取成功的数据项int lineCounter = 0;while (!ifs.eof()){STLDocument::STLFacet facet;STLDocument::STLPoint point;/*读取facet normal ni nj nk*/getline(ifs, line);readCounter = sscanf(line.c_str(), "%*s %*s %lf %lf %lf\n", &facet.m_Normal.x, &facet.m_Normal.y, &facet.m_Normal.z);if (readCounter!=3){// we could be in the case of a multiple solid object, where after a endfaced instead of another facet we have to skip two lines://     endloop//   endfacet//endsolid     <- continue on ret==0 will skip this line//solid ascii  <- and this one.//   facet normal 0.000000e+000 7.700727e-001 -6.379562e-001lineCounter++;continue;}//end ifgetline(ifs, line);//读取outer loop/*读取三个顶点坐标vertex v1x v1y v1z*/for (int i = 0; i < 3;i++){getline(ifs, line);readCounter=sscanf(line.c_str(),"%*s %lf %lf %lf", &point.x, &point.y, &point.z);p_STLDocument.m_VertexList.push_back(point);facet.m_PointList[i] = point;           }p_STLDocument.m_FacetList.push_back(facet);getline(ifs, line);//读取“endloop”getline(ifs, line);//读取"endfacet"lineCounter += 7;}// end while (ifs.eof())}//end if (ifs.is_open())else{cout << "Error Opening file!"<<endl;return false;}ifs.close();return true;
}

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