使用 CGAL 的 3D 网格:定义多个域时的表面平滑问题

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我正在使用 CGAL 从分段图像生成 3D 网格,其中可以包含不同的域。当我的图像中仅定义一个域时,我会获得相当平滑的网格(见下图)。

Image obtained from segmented images with 1 domain defined

但是,当添加更多域时,我的网格表面不再光滑(见下图)。我尝试使用 odt_optimize_mesh_3、lloyd_optimize_mesh_3 和 perturb_mesh_3 来提高网格质量,但当我的分割图像中出现多个域时,它仍然相当糟糕。

Image obtained from segmented images with 2 domains defined in the segmentation

我不确定为什么网格质量会下降这么多。另外,当我查看 CGAL 文档中给出的示例时,似乎 CGAL 应该很好地处理我的问题,所以我认为我做错了什么。这是我的代码的最小工作示例:

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkXMLImageDataReader.h>
#include <vtkImageData.h>

#include <CGAL/Image_3.h>
#include <CGAL/Labeled_mesh_domain_3.h>
#include <CGAL/read_vtk_image_data.h>
#include <CGAL/Exact_predicates_inexact_constructions_kernel.h>
#include <CGAL/Mesh_triangulation_3.h>
#include <CGAL/Mesh_complex_3_in_triangulation_3.h>

#include <CGAL/IO/output_to_vtu.h>
#include <CGAL/Mesh_criteria_3.h>
#include <CGAL/make_mesh_3.h>


#ifdef CGAL_CONCURRENT_MESH_3
  typedef CGAL::Parallel_tag Concurrency_tag;
#else
  typedef CGAL::Sequential_tag Concurrency_tag;
#endif

typedef CGAL::Image_3 Image;
typedef CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel K;
typedef CGAL::Labeled_mesh_domain_3<K> Mesh_domain;
typedef CGAL::Mesh_triangulation_3<Mesh_domain,CGAL::Default,Concurrency_tag>::type Tr;
typedef CGAL::Mesh_criteria_3<Tr> Mesh_criteria;
typedef CGAL::Mesh_complex_3_in_triangulation_3<Tr> C3t3;

namespace params = CGAL::parameters;

int main(int argc, char* argv[]) {

    // Read image from file
    vtkSmartPointer<vtkXMLImageDataReader> reader = vtkSmartPointer<vtkXMLImageDataReader>::New();
    reader->SetFileName(argv[1]);
    reader->Update();

    vtkImageData* imageData = reader->GetOutput();

    int dims[3];
    imageData->GetDimensions(dims);
    double spacing[3];
    imageData->GetSpacing(spacing);
    double origin[3];
    imageData->GetOrigin(origin);
    
    CGAL::Image_3 image = CGAL::read_vtk_image_data(imageData) ;

    // Define the mesh domain
    Mesh_domain domain = Mesh_domain::create_labeled_image_mesh_domain(image);

    // Define meshing criteria
    Mesh_criteria criteria(params::facet_angle = 30,
                           params::facet_size = 10,
                           params::facet_distance =5,
                           params::cell_radius_edge_ratio = 10,
                           params::cell_size = 10);

    // Generate mesh
    C3t3 c3t3 = CGAL::make_mesh_3<C3t3>(domain, criteria);

    // Write mesh to vtu
    std::ofstream vtu_file("output_mesh.vtu");
    vtu_file.precision(17);
    CGAL::output_to_vtu(vtu_file, c3t3, CGAL::IO::BINARY);

    return 0;
}

有人对我可能做错的事情有建议吗?

提前谢谢您!

smoothing cgal
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为了在输出网格中很好地表示要素线,用户需要明确指定必须检测和保护它们。 在您的情况下,特征线是位于 2 个子域和“外部”相交处的折线。

更多解释可以在CGAL文档中找到,以及一个示例这里

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