【无标题】二进制STL文件解析计算面积和体积与根据高度计算部分体积

场景：容器中存放液体，需要根据雷达测量出的液位计算出容器内的液体体积。
数据：扫描仪扫描容器生成STL文件。
效果图

处理关键代码：
数据结构

/// <summary>
/// 顶点数据结构
/// </summary>
public class Point3
{public Point3(){}public Point3(float x = 0, float y = 0, float z = 0){X = x;Y = y;Z = z;}public float X { get; set; }public float Y { get; set; }public float Z { get; set; }
}
/// <summary>
/// 三角面数据结构
/// </summary>
public class Face
{/// <summary>/// 法矢量/// </summary>public Point3 Vector { get; set; }public Point3 P1 { get; set; }public Point3 P2 { get; set; }public Point3 P3 { get; set; }/// <summary>/// 三角面片的属性信息/// </summary>public short Attribute { get; set; }}

全局变量

 /// <summary>/// 三角面集合/// </summary>
private List<Face> Faces { get; set; }

读取二进制STL文件

byte[] b = null;
try
{DtStart = DateTime.Now;using (var fs = new FileStream(FilePath, FileMode.Open, FileAccess.Read)){var length = (int)fs.Length;b = new byte[length];fs.Read(b, 0, length);fs.Close();}}
catch (Exception e)
{b = null;AddLog(e.Message);MessageBox.Show(e.Message);
}

解析三角面数据

if (b == null) return;
var count = BitConverter.ToInt32(b, 80);
for (int i = 0; i < count; i++)
{var vx = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 84);var vy = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 88);var vz = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 92);var x1 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 96);var y1 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 100);var z1 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 104);var x2 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 108);var y2 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 112);var z2 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 116);var x3 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 120);var y3 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 124);var z3 = BitConverter.ToSingle(b, i * 50 + 128);var at = BitConverter.ToInt16(b, i * 50 + 132);var face = new Face{Vector = new Point3(vx, vy, vz),P1 = new Point3(x1, y1, z1),P2 = new Point3(x2, y2, z2),P3 = new Point3(x3, y3, z3),Attribute = at};Faces.Add(face);
}

计算体积和面积

private void Calc()
{var v = 0d;var s = 0d;foreach (var f in Faces){v += TriangularVolume(f.P1.X, f.P1.Y, f.P1.Z,f.P2.X, f.P2.Y, f.P2.Z,f.P3.X, f.P3.Y, f.P3.Z);s += TriangularArea(f.P1.X, f.P1.Y, f.P1.Z,f.P2.X, f.P2.Y, f.P2.Z,f.P3.X, f.P3.Y, f.P3.Z);}labelControl1.Text = $@"面积：{(s / 100):F3} cm2{Environment.NewLine}体积：{(v / 1000):F3} cm3";}/// <summary>/// 计算体积/// </summary>private double TriangularVolume(float p1X, float p1Y, float p1Z,float p2X, float p2Y, float p2Z,float p3X, float p3Y, float p3Z){double v321 = p3X * p2Y * p1Z;double v231 = p2X * p3Y * p1Z;double v312 = p3X * p1Y * p2Z;double v132 = p1X * p3Y * p2Z;double v213 = p2X * p1Y * p3Z;double v123 = p1X * p2Y * p3Z;return (double)(1.0 / 6.0) * (-v321 + v231 + v312 - v132 - v213 + v123);}/// <summary>/// 计算面积/// </summary>private double TriangularArea(float p1X, float p1Y, float p1Z,float p2X, float p2Y, float p2Z,float p3X, float p3Y, float p3Z){double ax = p2X - p1X;double ay = p2Y - p1Y;double az = p2Z - p1Z;double bx = p3X - p1X;double by = p3Y - p1Y;double bz = p3Z - p1Z;double cx = ay * bz - az * by;double cy = az * bx - ax * bz;double cz = ax * by - ay * bx;return (double)(0.5 * Math.Sqrt(cx * cx + cy * cy + cz * cz));}

对面数据排序

Faces.Sort(((a, b) => b.P1.Z.CompareTo(a.P1.Z)));

UpDown控制步进计算不同高度体积

try
{if (Faces == null || Faces.Count == 0) return;var t1 = DateTime.Now;var spinValue = (float)spinEdit1.Value;var v = 0d;foreach (var f in Faces){if (f.P1.Z <= spinValue){v += TriangularVolume(f.P1.X, f.P1.Y, f.P1.Z,f.P2.X, f.P2.Y, f.P2.Z,f.P3.X, f.P3.Y, f.P3.Z);}}var t2 = (DateTime.Now - t1).TotalMilliseconds;labelControl2.Text = $@"体积：{(v / 1000):F3} cm3 {Environment.NewLine}用时：{t2} ms";}catch (Exception exception){Console.WriteLine(exception);MessageBox.Show(exception.Message);}

源码：

https://download.csdn.net/download/songlinok/70112610

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