3d 三维曲面法线提取器

我有一个3D闭合网格对象，它有3D 65.000个位置坐标。 出于照明目的，我需要一个3D曲面法线提取器

你能帮我拿一下吗

谢谢

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Richard

既然你有索引，我假设它是一个三角形列表/条形图或扇形图。读每个三角形。通过取三角形向量中的2个来计算法线。不过你有一个问题。如果你不知道三角形的缠绕顺序，那么你可能会得到相反的值。哪个软件创建了网格？您能否在数据文件或软件中检查缠绕顺序？它是左手的还是右手的？

既然你有索引，我假设它是一个三角形列表/条带或扇形。读每个三角形。通过取三角形向量中的2个来计算法线。不过你有一个问题。如果你不知道三角形的缠绕顺序，那么你可能会得到相反的值。哪个软件创建了网格？您能否在数据文件或软件中检查缠绕顺序？它是左手的还是右手的？

你需要的只是组成三角形两边的向量的叉积，标准化为单位向量

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正如安德鲁·基思（Andrew Keith）在他的评论中所说，当你从“外部”看三角形时，你最好知道三角形是顺时针或逆时针定义的。如果你不能保证一致性，你的手上就乱七八糟。但可能（或者至少希望如此）创建对象的代码是合理的。

您需要的只是组成三角形两侧的向量的叉积，标准化为单位向量

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正如安德鲁·基思（Andrew Keith）在他的评论中所说，当你从“外部”看三角形时，你最好知道三角形是顺时针或逆时针定义的。如果你不能保证一致性，你的手上就乱七八糟。但创建对象的代码可能（或者至少希望如此）是合理的。

好的，这里有一个执行此任务的通用算法，与您使用的语言和图形库无关

我假设你想计算顶点法线，也就是说，每个顶点有一条法线

除了65000个顶点位置外，我还假设您有一些定义网格中三角形的索引列表，例如网格中的三角形1由顶点3、7和24组成。无论是三角形列表、条带还是网格面的其他描述，它们基本上都是一样的：它们描述了某种方法来确定特定面的顶点。这些方法之间的差异通常与效率有关，但这并没有真正改变该算法背后的基本思想

首先需要计算网格中每个三角形的法线。对于顶点位置向量为a、b和c的三角形，计算三角形中两条边的边向量，例如edge1=b-a、edge2=c-a。然后取这两个向量的叉积，得到三角形的法向量。叉积的结果是需要归一化的向量

计算完所有三角形法线后，将通过平均顶点所属每个三角形的法线来计算顶点的法线。可以直接对法线进行未加权平均，即，如果顶点是法线为n1、n2和n3的3个面的一部分，则顶点法线仅为（n1+n2+n3）/3。您还可以进行加权平均，其中总和中的每个三角形法线都由某个重要因子（如该三角形的面积）进行加权。这里没有正确的方法，你可以玩不同的东西。不管怎样，一旦计算出平均值，它也需要正常化。然而，这可以在一个步骤中完成，因为对于3个向量n1、n2和n3，归一化（n1+n2+n3）=归一化（（n1+n2+n3）/3）

现在，我必须强调的是，这只是一个粗略的描述，说明为了达到这一目的，需要完成哪些工作。为了提高效率，可以在某些方面进行削减。我的意思是，您不需要先计算所有三角形法线，然后再计算所有顶点法线-这两个步骤可以混合使用以提高效率

一些伪代码可能看起来像这样

Vector verts[65000];         // 65000 vertex positions
Triangle faces[87000];       // as an example, 87000 triangles
Vector normals[65000];       // 1 normal per vertex - initialised to (0, 0, 0)

// loop over all faces to calculate vertex normals
for (int i=0 ; i<87000 ; i++)
{
    Vector v1 = verts[faces[i].vertex1];
    Vector v2 = verts[faces[i].vertex2];
    Vector v3 = verts[faces[i].vertex3];

    Vector edge1 = v2 - v1;
    Vector edge2 = v3 - v1;
    Vector normal = edge1.CrossProduct(edge2);  // or edge2.CrossProduct(edge1)
    normal.Normalise();

    normals[faces[i].vertex1] += normal;
    normals[faces[i].vertex2] += normal;
    normals[faces[i].vertex3] += normal;
}

// vertex normals need to be normalised
for (int i=0 ; i<65000 ; i++)
{
    normals.Normalise();
}

矢量顶点[65000]；//65000个顶点位置
三角形面[87000]；//例如，87000个三角形
向量法线[65000]；//每个顶点1法线-初始化为（0,0,0）
//在所有面上循环以计算顶点法线
对于（inti=0；iOK），这里有一个执行此任务的通用算法，与您使用的语言和图形库无关

我假设你想计算顶点法线，也就是说，每个顶点有一条法线
除了65000个顶点位置外，我还假设你有一些定义网格中三角形的索引列表，例如，网格中的三角形1由顶点3、7和24组成。无论你有三角形列表、条带或其他网格面的描述，它们基本上都是一样的：它们描述某种类型一种确定特定面的顶点的方法。这种方法之间的差异通常与效率有关，但它并没有真正改变这种算法背后的基本思想
首先需要计算网格中每个三角形的法向量。对于顶点位置向量a、b和c的三角形，计算三角形中两条边的边向量，例如edge1=b-a、edge2=c-a。然后取这两条向量的叉积，得到该三角形的法向量。结果如下：交叉积的方向是一个需要归一化的向量
一旦所有三角形法线都有了