BambuStudio学习笔记:SlicingAdaptive

# SlicingAdaptive.hpp 头文件解析

## 功能概述
本头文件实现自适应层高调整算法,根据模型几何特征动态优化层高分布,平衡打印质量与效率。核心功能包括模型面数据预处理、层高动态计算和水平面距离检测。

## 核心类结构

### SlicingAdaptive 类
```cpp
class SlicingAdaptive {
public:
    void clear();  // 重置内部状态
    void set_slicing_parameters(SlicingParameters params); // 设置基础切片参数
    void prepare(const ModelObject &object); // 预处理模型几何数据
    float next_layer_height(float print_z, float quality, size_t &current_facet); // 计算下一层高度
    float horizontal_facet_distance(float z); // 检测最近水平面距离
    
protected:
    SlicingParameters m_slicing_params; // 层高限制参数
    std::vector<FaceZ> m_faces;         // 模型面几何数据
};

FaceZ 结构体

struct FaceZ {
    std::pair<float, float> z_span; // 面在Z轴的[min, max]范围
    float n_cos;  // 法向量与Z轴夹角的余弦值
    float n_sin;  // 法向量与Z轴夹角的正弦值
};

关键算法流程

自适应层高计算流程

开始
预处理模型
提取面数据
遍历Z轴
计算当前层高
根据质量参数调整
输出层高

核心方法详解

prepare 预处理

  1. 遍历模型面片:提取每个三角面片的几何数据
  2. 计算Z范围:记录每个面在Z轴的最小/最大值
  3. 法向量分析
    n_cos = normal.z();  // 法向量Z分量即cosθ
    n_sin = sqrt(1 - n_cos*n_cos);  // sinθ计算
    

next_layer_height 动态计算

参数作用
print_z当前打印高度
quality质量系数(0-1) 0=高精度
current_facet当前处理面索引

计算步骤

  1. 根据quality参数在层高范围内插值
    target_height = min + (max - min) * quality
    
  2. 检测当前高度区域的面倾斜程度
  3. 调整层高:
    • 陡峭面(n_sin大)→ 减小层高
    • 平坦面(n_sin小)→ 增大层高

horizontal_facet_distance 水平检测

  • 功能:寻找z位置上方最近的水平面
  • 应用场景:防止跨越重要水平特征

性能优化策略

数据结构优化

  • 空间索引:按Z轴排序面数据,加速范围查询
  • 缓存机制:存储最近访问面索引(current_facet)

计算加速

// 示例代码片段:快速跳过无关面片
for (; current_facet < m_faces.size(); ++current_facet) {
    if (m_faces[current_facet].z_span.second > z)
        break;
}

质量参数影响曲线

{
  "$schema": "https://vega.github.io/schema/vega-lite/v5.json",
  "description": "层高质量参数影响曲线",
  "data": {
    "values": [
      {"quality": 0, "height": 0.05},
      {"quality": 0.5, "height": 0.15},
      {"quality": 1, "height": 0.3}
    ]
  },
  "mark": "line",
  "encoding": {
    "x": {"field": "quality", "type": "quantitative"},
    "y": {"field": "height", "type": "quantitative"}
  }
}

应用场景

典型工作流程

  1. 用户导入3D模型
  2. 设置基础层高参数(0.1-0.3mm)
  3. 选择质量偏好(滑块调节)
  4. 引擎生成自适应层高曲线
  5. 实时预览层高分布

设计亮点

动态权衡机制

质量系数:将用户输入转化为数学参数
几何敏感度:法向量分析精准捕捉表面特征

高效处理

预处理优化:模型数据仅解析一次
增量计算:利用current_facet保持遍历状态

本模块通过智能几何分析实现层高动态优化,在保证打印精度的同时最大化打印效率,是复杂模型高质量快速打印的核心算法支撑。

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