如何在 Aspose.3D 中通过半空间分割网格

使用半空间分割网格

本教程演示如何使用 Aspose.3D 执行使用半空间平面的网格分割操作。此技术可用于根据空间标准提取 3D 模型的部分。

理解半空间操作

半空间表示由平面分割的无限空间。结合 Aspose.3D 的布尔运算，它可以允许您提取相对于定义的平面的一侧的网格部分。

关键概念：

• 半空间: 表示由平面分割的无限空间
• 布尔运算: 用于相对于半空间提取网格部分
• 平面方程: 定义为 ax + by + cz + d = 0，其中 (a,b,c) 是法向量
• 正侧: 平面法向量指向的空间部分

代码示例：使用半空间分割网格

以下 C# 代码演示如何创建简单的盒状网格并使用半空间平面分割它：

using System;
using Aspose.ThreeD;
using Aspose.ThreeD.Entities;  // Contains HalfSpace and BooleanOperator classes
using Aspose.ThreeD.Utilities; // Contains Vector3 and Plane utilities

class MeshBooleanWithHalfSpace
{
    public static void Execute()
    {
        // 创建新的 3D 场景
        Scene scene = new Scene();
        
        // 创建盒状网格（默认尺寸为 2x2x2）
        Mesh boxMesh = (new Box()).ToMesh();
        Node boxNode = scene.RootNode.CreateChildNode("Box", boxMesh);
        
        // 创建半空间切割平面
        HalfSpace halfSpace = new HalfSpace();
        
        // 定义平面方程：ax + by + cz + d = 0
        // 使用法向量指向 Z 方向
        halfSpace.Plane = new Plane(new Vector3(0, 0, 1), 0);
        
        // 放置半空间（创建节点和变换）
        Node halfSpaceNode = scene.RootNode.CreateChildNode("HalfSpace", halfSpace);
        halfSpaceNode.Transform.Translation = new Vector3(0, 0, 0.5);  // 放置在 z=0.5 处
        
        // 执行布尔分割操作
        Node splitResult = BooleanOperator.Split(boxNode, halfSpaceNode);
        
        // 将结果添加到场景并保存
        scene.RootNode.CreateChildNode("SplitResult", splitResult.Entity);
        scene.Save("halfspace_split_result.obj", FileFormat.WavefrontOBJ);
        
        Console.WriteLine("使用半空间分割网格完成成功。");
    }
}

代码说明

命名空间要求

using Aspose.ThreeD;
using Aspose.ThreeD.Entities;  // Contains HalfSpace and BooleanOperator classes
using Aspose.ThreeD.Utilities; // Contains Vector3 and Plane utilities

创建几何体

1. 场景初始化: Scene scene = new Scene();
2. 盒状创建: (new Box()).ToMesh() 创建一个标准立方体
3. 节点层次结构: 网格通过子节点添加到场景中

定义切割平面

1. 平面定义:

   halfSpace.Plane = new Plane(new Vector3(0, 0, 1), 0);
   

   • 创建 XY 水平平面在 z=0 处
   • 法向量 (0,0,1) 指向上方

2. 放置:

   halfSpaceNode.Transform.Translation = new Vector3(0, 0, 0.5);
   

   • 将切割平面移动到 z=0.5
   • 影响保留的网格部分的哪一部分

执行操作

Node splitResult = BooleanOperator.Split(boxNode, halfSpaceNode);

• 返回平面正侧的网格部分
• 结果添加到场景层次结构中

保存结果

scene.Save("halfspace_split_result.obj", FileFormat.WavefrontOBJ);

• 支持的格式包括 OBJ、STL、FBX、GLTF 等
• 仅保存分割片段，而不是原始网格

可视化操作

原始盒状尺寸：

• 从 (-1,-1,-1) 到 (1,1,1) 跨越
• 位于原点

具有在 z=0.5 处的平面：

• 保留 z > 0.5 处的部分（盒子的顶部）
• 丢弃 z < 0.5 处的部分（盒子的底部）

高级用法

获取切割的两个侧面

// 原始分割（正侧）
Node positiveFragment = BooleanOperator.Split(boxNode, halfSpaceNode);

// 反转平面以获取负侧
halfSpace.Plane = new Plane(new Vector3(0, 0, -1), 0);
Node negativeFragment = BooleanOperator.Split(boxNode, halfSpaceNode);

调整切割平面

// 不同的方向 - 倾斜切割
halfSpace.Plane = new Plane(new Vector3(0.707, 0, 0.707), 0);
halfSpaceNode.Transform.Translation = new Vector3(0, 0, 1);

此实现演示了 Aspose.3D 的网格分割功能的关键功能，使用半空间平面，允许根据空间标准精确提取 3D 几何体。