stl文件处理

最新推荐文章于 2025-03-24 14:54:27 发布

fhln609353626

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版权

stl文件介绍

概述
- stl文件用三维网格表现实体模型，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。（以下摘自百度百科)
ASCII格式
- 在STL文件中的三角面片的信息单元 facet 是一个带矢量方向的三角面片，STL三维模型就是由一系列这样的三角面片构成。
  整个STL文件的首行给出了文件路径及文件名。
  在一个 STL文件中，每一个facet由7 行数据组成，
  facet normal 是三角面片指向实体外部的法矢量坐标，
  outer loop 说明随后的3行数据分别是三角面片的3个顶点坐标，3顶点沿指向实体外部的法矢量方向逆时针排列。
```
solidfilenamestl//文件路径及文件名
facetnormalxyz//三角面片法向量的3个分量值
outerloop
vertexxyz//三角面片第一个顶点坐标
vertexxyz//三角面片第二个顶点坐标
vertexxyz//三角面片第三个顶点坐标
endloop
endfacet//完成一个三角面片定义

......//其他facet

endsolidfilenamestl//整个STL文件定义结束
```
二进制格式二进制STL文件用固定的字节数来给出三角面片的几何信息。
文件起始的80个字节是文件头，用于存贮文件名；
紧接着用 4 个字节的整数来描述模型的三角面片个数，
后面逐个给出每个三角面片的几何信息。每个三角面片占用固定的50个字节，依次是:
3个4字节浮点数(角面片的法矢量)
3个4字节浮点数(1个顶点的坐标)
3个4字节浮点数(2个顶点的坐标)
3个4字节浮点数(3个顶点的坐标)
三角面片的最后2个字节用来描述三角面片的属性信息。
一个完整二进制STL文件的大小为三角形面片数乘以 50再加上84个字节。
```
UINT8//Header//文件头
UINT32//Numberoftriangles//三角面片数量
//foreachtriangle（每个三角面片中）
REAL32[3]//Normalvector//法线矢量
REAL32[3]//Vertex1//顶点1坐标
REAL32[3]//Vertex2//顶点2坐标
REAL32[3]//Vertex3//顶点3坐标
UINT16//Attributebytecountend//文件属性统计
```

处理过程

当开始processFiles时，会将files中命名的stl文件存贮到model的meshs中。model是一个PrintObject*
首先，loadModelSTL根据stl的类型选择调用loadModelSTL_binary或者loadModelSTL_ascii，得到meshs。然后用processModel对Meshs处理，将结果存入storage。

源码解析

bool processFiles(const std::vector<std::string> &files)//位于fffProcessor.h的line74

中:

FMatrix3x3 matrix;  //变换用的矩阵，没什么用
       if (!loadMeshFromFile(model, filename.c_str(), matrix))
       {
           logError("Failed to load model: %s\n", filename.c_str());
           return false;
       }

调用loadMeshFromFile.

  bool loadMeshFromFile(PrintObject* object, const char* filename, FMatrix3x3& matrix)
{
        const char* ext = strrchr(filename, '.');
    if (ext && (strcmp(ext, ".stl") == 0 || strcmp(ext, ".STL") == 0))
    {
        object->meshes.emplace_back(object);
        return loadModelSTL(&object->meshes[object->meshes.size()-1], filename, matrix);
    }
    return false;
}

而loadModelSTL首先读5个字节到buffer中，根据buffer是否为"solid"判断stl文件类型，分别调用
loadModelSTL_ascii和loadModelSTL_binary函数。

  bool loadModelSTL_ascii(Mesh* mesh, const  char* filename, FMatrix3x3& matrix)
{
    FILE* f = fopen(filename, "rt");
    char buffer[1024];
    FPoint3 vertex;
    int n = 0;
    Point3 v0(0,0,0), v1(0,0,0), v2(0,0,0);
    while(fgets_(buffer, sizeof(buffer), f))
    {
        if (sscanf(buffer, " vertex %f %f %f", &vertex.x, &vertex.y, &vertex.z) == 3)
        {
            n++;
            switch(n)
            {
            case 1:
                v0 = matrix.apply(vertex);  //矩阵转换vertex到(v0 v1 v2)
                                break;
            case 2:
                v1 = matrix.apply(vertex);
                break;
            case 3:
                v2 = matrix.apply(vertex);
                mesh->addFace(v0, v1, v2);           //到这里，将stl转换成了mesh
                n = 0;
                break;
            }
        }
    }
……

提取出了三维点的信息，存到vertex中，再通过与矩阵matrix（其实是单位矩阵，结果一样)相乘进行坐标变换，得到三个点后组成三维面片，
使用addFace添加到mesh中。

  bool loadModelSTL_binary(Mesh* mesh, const char* filename, FMatrix3x3& matrix)
{
    FILE* f = fopen(filename, "rb");
    char buffer[80];
    uint faceCount;
    //Skip the header
    if (fread(buffer, 80, 1, f) != 1) //前80字节是文件头
    {
        fclose(f);
        return false;
    }
    //Read the face count
    if (fread(&faceCount, sizeof(uint), 1, f) != 1)
    {
        fclose(f);
        return false;
    }
    //For each face read:
    //float(x,y,z) = normal, float(X,Y,Z)*3 = vertexes, uint16_t = flags
    for(unsigned int i=0;i<faceCount;i++)
    {
        if (fread(buffer, sizeof(float) * 3, 1, f) != 1) //角面片的法矢量
        {
            fclose(f);
            return false;
        }
        float v[9];
        if (fread(v, sizeof(float) * 9, 1, f) != 1) //三个顶点坐标 
        {
            fclose(f);
            return false;
        }
        Point3 v0 = matrix.apply(FPoint3(v[0], v[1], v[2]));
        Point3 v1 = matrix.apply(FPoint3(v[3], v[4], v[5]));
        Point3 v2 = matrix.apply(FPoint3(v[6], v[7], v[8]));
        mesh->addFace(v0, v1, v2);
        if (fread(buffer, sizeof(uint16_t), 1, f) != 1) //三角形面片数属性信息，或许可以用来表示材质？？
        {
            fclose(f);
            return false;
        }
    }
……