我想在 Python 中从点云生成网格

Question

我有一个来自人体不同部位的点云，比如一只眼睛，我想做一个网格。我尝试使用 Mayavi 和 Delaunay，但我没有得到好的网格。云点完全混乱。我在 .npz 文件中有我的点云

使用 Mayavi

然后我想将我的模型保存在 obj 或 stl 文件中，但首先我想生成网格。你推荐我用什么，我需要一个特殊的库吗？

Answer 1

如果你的点是 "are in total disorder"，并且你想生成一个网格，那么你需要从点云到网格的某种结构化网格点进行一些插值..

在二维情况下，matplotlib 的三角剖分可以提供帮助： matplotlib's triangulation 2dim.

在 3 维情况下有 2 个选项。根据数据，您可能希望将它们插值到 3 维表面。那么 matplotlib's trisurf3d 可以帮上忙。

如果您需要 3 维体积网格，那么您可能需要寻找 FEM（有限元）网格，例如FEnics

可以找到使用 scipy 插值 3 维场进行轮廓绘制的示例 here

Answer 2

你试过这个例子吗？ https://docs.enthought.com/mayavi/mayavi/auto/example_surface_from_irregular_data.html

相关部分在这里

# Visualize the points
pts = mlab.points3d(x, y, z, z, scale_mode='none', scale_factor=0.2)

# Create and visualize the mesh
mesh = mlab.pipeline.delaunay2d(pts)
surf = mlab.pipeline.surface(mesh)

Answer 3

数据

让我们使用欧洲的首都。我们用 Pandas:

从 Excel 读入它们

import pandas as pd
dg0 = pd.read_excel('psc_StaedteEuropa_coord.xlsx')  # ,header=None
dg0.head()

    City    Inhabit     xK          yK
0   Andorra 24574.0     42.506939   1.521247
1   Athen   664046.0    37.984149   23.727984
2   Belgrad 1373651.0   44.817813   20.456897
3   Berlin  3538652.0   52.517037   13.388860
4   Bern    122658.0    46.948271   7.451451

三角网格化

我们使用 Scipy for that. For a 3-dim example see HERE and HERE or here（CGAL 有一个 Python 包装器）

import numpy as np
from scipy.spatial import Delaunay
yk, xk, city = np.array(dg0['xK']), np.array(dg0['yK']), np.array(dg0['City'])
X1 = np.vstack((xk,yk)).T
tri = Delaunay(X1)

图形

import cartopy.crs as ccrs
import matplotlib.pyplot as plt
#--- grafics -------
figX = 25; figY = 18
fig1 = plt.figure(figsize=(figX, figY), facecolor='white')

myProjection = ccrs.PlateCarree()
ax = plt.axes(projection=myProjection)
ax.stock_img()
ax.set_extent([-25, 40, 35, 65], crs=myProjection)

plt.triplot(X1[:,0], X1[:,1], tri.simplices.copy(), color='r', linestyle='-',lw=2)
plt.plot(X1[:,0], X1[:,1], 's', color='w')

plt.scatter(xk,yk,s=1000,c='w')
for i, txt in enumerate(city):
    ax.annotate(txt, (X1[i,0], X1[i,1]), color='k', fontweight='bold')

plt.savefig('Europe_A.png')
plt.show()

Answer 4

您可以使用pyvista 进行3D 插值。但是，您需要手动使用控制两点链接距离的 alpha 参数。

import numpy as np
import pyvista as pv

# points is a 3D numpy array (n_points, 3) coordinates of a sphere
cloud = pv.PolyData(points)
cloud.plot()

volume = cloud.delaunay_3d(alpha=2.)
shell = volume.extract_geometry()
shell.plot()

我想在 Python 中从点云生成网格

I want to generate a mesh from a point cloud in Python

numpy

mesh

point-clouds

python-3.x

mayavi