首页
学习
活动
专区
圈层
工具
发布
社区首页 >问答首页 >四面体(scipy.Delaunay)三维点云的截面

四面体(scipy.Delaunay)三维点云的截面
EN

Stack Overflow用户
提问于 2014-06-11 12:42:30
回答 1查看 1.3K关注 0票数 1

我想在一个三维空间中画一个船体的“横截面”,是船体与平面的交集。

空间由轴X, Y, Z定义,与XZ平行的交叉平面由Y = 50定义。

首先,我在一个points中加载了一个3D np.array云:

代码语言:javascript
复制
#loading colors

points = np.array([(GEO.XYZRGB(rank, name, X, Y, Z))
                  for rank, name, X, Y, Z in csv.reader(open('colors.csv'))])
  • 点结构为rank, name, X, Y, Z, R, G, B
  • 并利用X, Y, Z在三维空间中定义了每个点。

有几个例子:

代码语言:javascript
复制
['2' 'Y2    ' '77.89506204' '87.46909733' '42.72168896' '254' '244' '21']
['3' 'Y4    ' '76.95634543' '83.94271933' '39.48573173' '255' '234' '0']
['4' 'PINKwA' '64.93353667' '59.00840333' '84.71839733' '218' '154' '225']
...

现在,我对点进行了scipy.Delaunay四面体化:

代码语言:javascript
复制
# Delaunay triangulation    
tri = scipy.spatial.Delaunay(points[:,[2,3,4]], furthest_site=False) 

所以我可以得到所有的vertices (即船体上的每个奇异四面体):

代码语言:javascript
复制
# indices of vertices
indices = tri.simplices

# the vertices for each tetrahedron
vertices = points[indices]

print vertices

我的问题:从这里,我有顶点,我如何找到所有的交点之间的飞机和船体?

谢谢

EN

回答 1

Stack Overflow用户

发布于 2018-11-12 13:45:18

下面我给出了python代码,给出了一组三维点和一个平面(由它的法向量和平面上的一个点定义)计算三维Delaunay三角剖分和Delaunay边与平面的交点。

下图显示了一个例子的结果,即单位立方体中的20个随机点与x=0平面相交(交点为蓝色)。用于可视化的代码是从代码in this answer中修改的。

要实际计算平面交点,我使用以下代码。基本函数plane_delaunay_intersection使用两个辅助函数collect_edges来收集Delaunay三角剖分的边缘(每个段只有一个副本)和plane_seg_intersection,后者将线段与平面相交。

以下是代码:

代码语言:javascript
复制
from scipy.spatial import Delaunay
import numpy as np

def plane_delaunay_intersection(pts, pln_pt, pln_normal):
    """ 
    Returns the 3d Delaunay triangulation tri of pts and an array of nx3 points that are the intersection
    of tri with the plane defined by the point pln_pt and the normal vector pln_normal.
    """
    tri = Delaunay(points)
    edges = collect_edges(tri)
    res_lst = []
    for (i,j) in edges:
        p0 = pts[i,:]
        p1 = pts[j,:]
        p = plane_seg_intersection(pln_pt, pln_normal, p0, p1)
        if not np.any(np.isnan(p)):
            res_lst.append(p)
    res = np.vstack(res_lst)
    return res, tri 


def collect_edges(tri):
    edges = set()

    def sorted_tuple(a,b):
        return (a,b) if a < b else (b,a)
    # Add edges of tetrahedron (sorted so we don't add an edge twice, even if it comes in reverse order).
    for (i0, i1, i2, i3) in tri.simplices:
        edges.add(sorted_tuple(i0,i1))
        edges.add(sorted_tuple(i0,i2))
        edges.add(sorted_tuple(i0,i3))
        edges.add(sorted_tuple(i1,i2))
        edges.add(sorted_tuple(i1,i3))
        edges.add(sorted_tuple(i2,i3))
    return edges


def plane_seg_intersection(pln_pt, pln_normal, p0, p1):
    t0 = np.dot(p0 - pln_pt, pln_normal)
    t1 = np.dot(p1 - pln_pt, pln_normal)
    if t0*t1 > 0.0:
        return np.array([np.nan, np.nan, np.nan])  # both points on same side of plane

    # Interpolate the points to get the intersection point p.
    denom = (np.abs(t0) + np.abs(t1))
    p = p0 * (np.abs(t1) / denom) + p1 * (np.abs(t0) / denom)
    return p

下面的代码用于为上面的示例图生成输入:

代码语言:javascript
复制
np.random.seed(0)
x = 2.0 * np.random.rand(20) - 1.0
y = 2.0 * np.random.rand(20) - 1.0
z = 2.0 * np.random.rand(20) - 1.0

points = np.vstack([x, y, z]).T
pln_pt = np.array([0,0,0])  # point on plane
pln_normal = np.array([1,0,0])  # normal to plane
inter_pts, tri = plane_delaunay_intersection(points, pln_pt, pln_normal)
票数 0
EN
页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/24163252

复制
相关文章

相似问题

领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档