开源网格划分软件-OpenMesh 二次开发教程 （3）基本使用

本章详细介绍 OpenMesh 的基本使用方法，涵盖定义网格类型、添加顶点和面、读写网格文件以及执行基本的网格操作。这些内容是 OpenMesh 二次开发的基础，帮助开发者快速掌握网格处理的核心技能。OpenMesh 是一个功能强大的 C++ 库，基于半边数据结构，广泛应用于计算机图形学和几何处理。本章通过详细的代码示例和说明，确保开发者能够轻松上手并实现常见网格处理任务。

3.1 定义网格类型

OpenMesh 提供了几种预定义的网格类型，适用于不同的应用场景。最常用的两种类型是：

• OpenMesh::PolyMesh_ArrayKernelT<>：用于表示任意多边形网格，面可以有任意数量的边，适合需要灵活拓扑的场景。
• OpenMesh::TriMesh_ArrayKernelT<>：用于表示三角形网格，所有面均为三角形，适合需要高效算法的场景（如网格平滑或细分）。

对于大多数基本应用，预定义的网格类型已经足够。以下是如何定义一个多边形网格的示例：

#include <OpenMesh/Core/Mesh/PolyMesh_ArrayKernelT.hh>

typedef OpenMesh::PolyMesh_ArrayKernelT<> MyMesh;

此代码定义了一个名为 MyMesh 的多边形网格类型，使用数组内核（ArrayKernel），在性能和内存使用之间取得了平衡。如果需要自定义网格类型（例如添加特定属性），可以使用 traits 机制，这将在后续高级主题中讨论。

3.2 添加顶点和面

构建网格需要先添加顶点，然后通过顶点句柄定义面。这是 OpenMesh 中创建几何体的基本步骤。

3.2.1 添加顶点

使用 add_vertex 方法添加顶点，该方法接受一个 MyMesh::Point 对象，表示顶点的 3D 坐标。例如，创建一个立方体需要添加 8 个顶点：

MyMesh mesh;

// 添加顶点
MyMesh::VertexHandle vhandle[8];
vhandle[0] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point(-1, -1,  1));
vhandle[1] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point( 1, -1,  1));
vhandle[2] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point( 1,  1,  1));
vhandle[3] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point(-1,  1,  1));
vhandle[4] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point(-1, -1, -1));
vhandle[5] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point( 1, -1, -1));
vhandle[6] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point( 1,  1, -1));
vhandle[7] = mesh.add_vertex(MyMesh::Point(-1,  1, -1));

每个顶点通过 add_vertex 返回一个 VertexHandle，用于后续定义面。

3.2.2 添加面

面通过一组顶点句柄定义，使用 add_face 方法。顶点句柄需要按逆时针顺序排列，以确保正确的面法线方向。例如，立方体有 6 个四边形面：

// 添加面
std::vector<MyMesh::VertexHandle> face_vhandles;

// 前
face_vhandles.clear();
face_vhandles.push_back(vhandle[0]);
face_vhandles.push_back(vhandle[1]);
face_vhandles.push_back(vhandle[2