STL圖形文件識
AutoCAD的DXF文件中存儲三維實體信息的代碼為專利碼不對外開放無法對其進行讀取和處理,要獲取三維實體信息需改用其他格式的圖形文件。STL是一種三維實體數據交換格式,在3D打印、逆向工程、文物保護等方面有著廣泛的應用,且3.1節所述CAD/CAM軟件均能生成STL文件,STL已成為實際上工業三維制造的接口標準。根據現有技術生成STL文件的途徑主要有兩種:其一,使用使用三維造型軟件(如Creo, SolidWorks等)直接繪制三維實體模型,保存成STL文件;其二,使用三維掃描設備(如三坐標測量機、激光掃描儀、照相式掃描儀等)對實物模型進行掃描,獲得實物表面的點云數據,使用反求軟件(如Rapidform,Imageware等)進行表面重構,生成三角網格模型輸出STL文件。 STL文件中存儲的是三維實體表面的三角網路模型,每個三角面片都包含了該面片的單位外法線向量(方向指向實體外側)和三個頂點坐標,三個頂點坐標的排列規則和法向量滿足右手定則。STL文件也有二進制和ASCII碼兩種存儲格式,其中ASCII格式的STL文件數據簡單易讀、便于編程處理。本文采用ASCII格式的STL文件作為三維實體源文件,下文提到的STL文件皆指ASCII格式的STL文件。STL文件的存儲實例如下:solid AutoCADfacet normal 8.0324916e-002 -2.0341031e-002 9.9656116e-001outer loopvertex 1.1623497e+002 9.7290863e+001 1.9863613e+002vertex 1.0000000e+002 1.0000000e+002 2.0000000e+002vertex 1.1556764e+002 9.4655623e+001 1.9863613e+002 endloopendfacetfacet normal一8.2577412e-002 -6.8425595e-003 -9.9656116e-001outer loopvertex 8.3540542e+001 1.0000000e+002 1.3638707e+000vertex 1.0000000e+002 1.0000000e+002 1.0000000e-006vertex 8.3765028e+001 9.7290863e+001 1.3638707e+000 endloopendfacetendsolid AutoCAD 其中,solid(固體)表示實體的開始;facet normal(小平面法線)表示一個三角面片的開始,其后面存儲的是一個三角面片單位外法線坐標;outer loop(外環)表示頂點坐標開始,隨后為該三角面片的頂點,三個vertex(頂點)其后按右手原則分別存儲了該三角面片的三個頂點坐標,endloop表示頂點結束;endfacet表示一個三角面片結束;endsolid表示實體結束。 從STL文件的存儲實例看出:法線和頂點的坐標信息是按行存儲,且每行前面都有對應的標識(如facet normal, vertex)。因此采用逐行讀取的方法編程讀取STL文件中的法線坐標和頂點坐標,程序流程圖如圖3.2所示,讀取文件的顯示結果如圖3.3所示。
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