基本体构建

基本体包括平面矩形、立方体、圆柱体、圆锥体、圆台、球体、环面等。

MeshMakeRectangle（平面矩形）

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeRectangle mkRect(frame, 3, 3, 3, 3);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh1 = mkRect.BuildMesh();

MeshMakeCube（立方体）

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh2 = makeCube.BuildMesh();

MeshMakeCylinder（圆柱体）

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCylinder makeCylinder(frame, 2.0, 5.0);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh3 = makeCylinder.BuildMesh();

MeshMakeCone（圆锥体）

AMCAX::SubD::MeshMakeCone meshmakeCone1(1., 1.);

AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh4 = meshmakeCone1.BuildMesh();

AMCAX::SubD::MeshMakeCone

多边形网格接口中用于创建圆锥体的类

定义 MeshMakeCone.hpp:15

MeshMakeCone（圆台）

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCone meshmakeCone2(frame, 2., 1., 2.);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh5 = meshmakeCone2.BuildMesh();

MeshMakeSphere（球体）

double r = 2.1;
AMCAX::SubD::MeshMakeSphere sphere(r);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh6 = sphere.BuildMesh();

MeshMakeTorus（环面）

AMCAX::SubD::MeshMakeTorus maketorus(2.0, 0.5, 8, 4);

AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh7 = maketorus.BuildMesh();

AMCAX::SubD::MeshMakeTorus

多边形网格接口中用于创建圆环体的类

定义 MeshMakeTorus.hpp:15

基本编辑功能

基本编辑功能包括遍历、添加面、细化、删除、分离、缝合等。

遍历

AMCAX::SubD::MeshTool 类提供遍历功能，具体如下：
AMCAX::SubD::MeshTool::EdgeVertexIndexs 用于获取 PolyMesh 中某条边顶点的索引；
AMCAX::SubD::MeshTool::FaceVertexIndexs 用于获取 PolyMesh 中某个面所有顶点的索引；
AMCAX::SubD::MeshTool::FaceEdgeIndexs 用于获取 PolyMesh 中某个面所有边的索引；
AMCAX::SubD::MeshTool::EdgeFaceIndexs 用于获取 PolyMesh 中与输入边相邻的面的索引；
AMCAX::SubD::MeshTool::VertEdgeIndexs 用于获取 PolyMesh 中与输入顶点相邻的边的索引；
AMCAX::SubD::MeshTool::VertFaceIndexs 用于获取 PolyMesh 中与输入顶点相邻的面的索引；
AMCAX::SubD::MeshTool::FaceAdjacentFaces 用于获取 PolyMesh 中与输入面相邻的面的索引。

获取 PolyMesh 中某条边的顶点的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
 
int edge = 0;
int vfirst, vlast;
//Get the vertices of the edge
AMCAX::SubD::MeshTool::EdgeVertexIndexs(mesh, edge, vfirst, vlast);
//Get the position of the vertex
AMCAX::Point3 p1 = AMCAX::SubD::MeshTool::Position(mesh, vfirst);
AMCAX::Point3 p2 = AMCAX::SubD::MeshTool::Position(mesh, vlast);

用于获取 PolyMesh 中某个面的所有顶点的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
int face = 0;
//Get the indices of  vertices in face
std::vector< int > index = AMCAX::SubD::MeshTool::FaceVertexIndexs(mesh, face);
//Get the position of the vertex
AMCAX::Point3 p3 = AMCAX::SubD::MeshTool::Position(mesh, index[0]);
AMCAX::Point3 p4 = AMCAX::SubD::MeshTool::Position(mesh, index[1]);
AMCAX::Point3 p5 = AMCAX::SubD::MeshTool::Position(mesh, index[2]);
AMCAX::Point3 p6 = AMCAX::SubD::MeshTool::Position(mesh, index[3]);

获取 PolyMesh 中某个面的所有边的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
int face = 0;
//Get the edges of the face
std::vector< int > index_e = AMCAX::SubD::MeshTool::FaceEdgeIndexs(mesh, face);

获取 PolyMesh 中与输入边相邻的面的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
int edge = 0;
//Get the faces adjacent to the input edge
std::vector< int > index_f = AMCAX::SubD::MeshTool::EdgeFaceIndexs(mesh, edge);

获取 PolyMesh 中与输入顶点相邻的边的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
int vertex = 0;
//Get the edges adjacent to the input vertex
std::vector< int > index_e1 = AMCAX::SubD::MeshTool::VertEdgeIndexs(mesh, vertex);

获取 PolyMesh 中与输入顶点相邻的面的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
int vertex = 0;
//Get the faces adjacent to the input vertex
std::vector< int > index_f1 = AMCAX::SubD::MeshTool::VertFaceIndexs(mesh, vertex);

获取 PolyMesh 中与输入面相邻的面的索引

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
int face = 0;
//Get the faces adjacent to the input face
std::vector< int > index_f2 = AMCAX::SubD::MeshTool::FaceAdjacentFaces(mesh, face);

添加面

AMCAX::SubD::MeshInsertFace 类提供添加功能。具体如下：
AMCAX::SubD::MeshInsertFace::AddSingleFace 用于为 PolyMesh 添加由点构建的单个面；
AMCAX::SubD::MeshInsertFace::EmbedSingleFace 用于添加由某些 PolyMesh 顶点构建出的单个面；
AMCAX::SubD::MeshInsertFace::AddFaceByEdge 用于添加一个由两条边构成的单个面。

为 PolyMesh 添加由点构建出的单个面

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
//Define point
AMCAX::Point3 p1(10., 2., 1.);
AMCAX::Point3 p2(12., 5., 3.);
AMCAX::Point3 p3(15., 7., 6.);
std::vector< AMCAX::Point3 > p = { p1,p2,p3 };
// Add a single face constructed from points to PolyMesh
AMCAX::SubD::MeshInsertFace::AddSingleFace(mesh, p);

为 PolyMesh 添加由某些 PolyMesh 顶点构建出的单个面

该顶点必须是边界顶点，边界顶点即这个顶点周围具有边界边（该边所属的面少于2个）或者没有边。

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeRectangle mkRect(frame, 15, 15, 1, 1);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh3 = mkRect.BuildMesh();
//Add a single face constructed from some PolyMesh vert
std::vector< int > vlist{ 0,1,2 };
AMCAX::SubD::MeshInsertFace::EmbedSingleFace(mesh3, vlist);

为 PolyMesh 添加由两条边构建出的单个面

这两条边必须为边界边。

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeRectangle mkRect(frame, 15, 15, 1, 1);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh3 = mkRect.BuildMesh();
int face = 0;
std::vector< int > index_e = AMCAX::SubD::MeshTool::FaceEdgeIndexs(mesh3, face);
//Add a single face constructed from two edges
AMCAX::SubD::MeshInsertFace::AddFaceByEdge(mesh3, index_e[1], index_e[2]);

细化

AMCAX::SubD::MeshSplit 类提供细化功能。
建设中。

删除

AMCAX::SubD::MeshReduce 类提供删除功能。其中 AMCAX::SubD::MeshReduce::DeleteFaces 用于删除 PolyMesh 中的面（可以自由删除任意数目的面并留下洞。）； AMCAX::SubD::MeshReduce::DeleteIsolatedVertices 用于删除 PolyMesh 中所有的孤立顶点。

删除面

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
std::vector<int> face_id = { 1,3, 4 };
//Delete given faces
AMCAX::SubD::MeshReduce::DeleteFaces(mesh, face_id);

分离与缝合

AMCAX::SubD::MeshSeparate 类提供分离功能， AMCAX::SubD::MeshWeld 类提供缝合功能。

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
std::vector< int >edge = { 1,2,3 };
//Separate
bool r = AMCAX::SubD::MeshSeparate::SeparateEdges(mesh, edge);
std::cout << r << std::endl;
//Weld
AMCAX::SubD::MeshWeld::MeshWeldEdges(mesh, edge);

拓扑建模功能

拓扑建模功能包括变换、拉伸、加厚、补洞等。

变换

AMCAX::SubD::MeshTransform 类提供变换功能。变换包括：
AMCAX::SubD::MeshTransform::TransformMeshEdges 对 PolyMesh 中的边列表应用变换；
AMCAX::SubD::MeshTransform::TransformMeshFaces 对 PolyMesh 中的面列表应用变换；
AMCAX::SubD::MeshTransform::TransformMeshVertices 对 PolyMesh 中的点列表应用变换。

对 PolyMesh 中的边列表应用变换

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
//Set the transformation as the translation
AMCAX::SubD::MeshTransform trsfF;
AMCAX::Transformation3 trsfMove;
double h = 2.;
AMCAX::Vector3 vh(frame.Direction().Coord() * h);
trsfMove.SetTranslation(vh);
trsfF.SetTransformation(trsfMove);
//Applying transformations to the edge list
std::vector< int > index_e = { 0,1,2 };
trsfF.TransformMeshEdges(mesh, index_e);

对 PolyMesh 中的面列表应用变换

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
//Set the transformation as the translation
AMCAX::SubD::MeshTransform trsfF;
AMCAX::Transformation3 trsfMove;
double h = 2.;
AMCAX::Vector3 vh(frame.Direction().Coord() * h);
trsfMove.SetTranslation(vh);
trsfF.SetTransformation(trsfMove);
//Applying transformations to the face list
std::vector< int > index_f = { 50,70,90,100 };
trsfF.TransformMeshFaces(mesh, index_f);

对 PolyMesh 中的顶点列表应用变换

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
//Set the transformation as the translation
AMCAX::SubD::MeshTransform trsfF;
AMCAX::Transformation3 trsfMove;
double h = 2.;
AMCAX::Vector3 vh(frame.Direction().Coord() * h);
trsfMove.SetTranslation(vh);
trsfF.SetTransformation(trsfMove);
//Applying transformations to the vertex list
std::vector< int > index_v = { 5,7,9,11 };
trsfF.TransformMeshVertices(mesh, index_v);

拉伸

AMCAX::SubD::MeshExtrude 类提供拉伸功能。其中 AMCAX::SubD::MeshExtrude::ExtrudeEdge 用于拉伸边， AMCAX::SubD::MeshExtrude::ExtrudeFace 用于拉伸面。
建设中。

加厚

AMCAX::SubD::MeshOffset 类提供加厚功能。

double h = 2;
AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeRectangle mkRect(frame, 3, 3, 3, 3);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = mkRect.BuildMesh();
//Thicken a mesh
AMCAX::SubD::MeshOffset::ThickenMesh(mesh, 0.2);

补洞

AMCAX::SubD::MeshFillHole 类提供补洞功能。其中 AMCAX::SubD::MeshFillHole::FillAllHole 可补 PolyMesh 中所有的洞； AMCAX::SubD::MeshFillHole::FillSingleHole 可补 PolyMesh 中的某一个洞（输入边的id为洞任意一条边的id）。

补 PolyMesh 中的某一个洞

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
//Delete given faces
std::vector<int> face_id = { 1,3, 4 };
AMCAX::SubD::MeshReduce::DeleteFaces(mesh, face_id);
//Get the edges of the face
int face = 0;
std::vector< int > index_e = AMCAX::SubD::MeshTool::FaceEdgeIndexs(mesh, face);
//Fill a hole with input edge
bool r = AMCAX::SubD::MeshFillHole::FillSingleHole(mesh, index_e[1]);
std::cout << r << std::endl;

补 PolyMesh 中所有的洞

AMCAX::Frame3 frame;
AMCAX::SubD::MeshMakeCube makeCube(frame, 10, 10, 10, 10, 10, 10);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = makeCube.BuildMesh();
//Delete given faces
std::vector<int> face_id = { 1,3, 4 };
AMCAX::SubD::MeshReduce::DeleteFaces(mesh, face_id);
//Fill all holes in PolyMesh
bool r2 = AMCAX::SubD::MeshFillHole::FillAllHole(mesh);
std::cout << r2 << std::endl;

网格细分

网格细分包括两种：Catmull-Clark 细分和 Loop 细分，其中 Catmull-Clark 细分支持任意网格，Loop 细分仅支持三角形网格（可以通过三角化 AMCAX::SubD::MeshTool::MeshTriangles 得到全三角形网格）。

Catmull-Clark 细分

double r = 1;
double h = 1;
AMCAX::SubD::MeshMakeCone meshmakeCone(r, h);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = meshmakeCone.BuildMesh();
//Do Catmull-Clark Subdivision for input mesh
AMCAX::SubD::MeshSubdivideHE::CatmullClark(mesh, 1);

另外为提升细分效率，内核还提供 AMCAX::SubD::MeshSubdivideRenderCC（针对全四边形的网格）。其结果和Catmull-Clark 细分结果相同，顶点数目相同，但顺序不同，因此不能进行比较。另外可以通过一次细分 AMCAX::MeshSubdivideHE::CatmullClark(mesh, 1) 得到全四边形网格。

double r = 1;
double h = 1;
AMCAX::SubD::MeshMakeCone meshmakeCone(r, h);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh = meshmakeCone.BuildMesh();
//Do Catmull-Clark subdivision for input mesh
AMCAX::SubD::MeshSubdivideRenderCC subdivide;
bool r1 = subdivide.DoCatmullClark(mesh, 1);
std::cout << r1 << std::endl;

Loop 细分

double r = 1;
double h = 1;
AMCAX::SubD::MeshMakeCone meshmakeCone3(r, h);
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh3 = meshmakeCone3.BuildMesh();
//Make a mesh to triangular mesh
AMCAX::SubD::MeshTool::MeshTriangles(mesh3);
// Do Loop subdivision for input mesh
AMCAX::SubD::MeshSubdivideHE::Loop(mesh3, 3);

另外为提升细分效率，内核还提供 AMCAX::SubD::MeshSubdivideRenderLoop（针对全三角形网格）。其结果和 Loop 细分结果相同，顶点数目相同，但顺序不同，因此不能进行比较。

OBJ/OFF文件导入和导出

导入

//OBJ
AMCAX::SubD::PolyMesh* mesh4;
std::string fileNameOBJ5 = "MeshSubdivideRenderLoop.obj";
AMCAX::SubD::PolyMeshIO::LoadMesh(fileNameOBJ5, mesh4);

导出

//OBJ
std::string fileNameOBJ = "sampleResult.obj";
AMCAX::SubD::PolyMeshIO::WriteMesh(fileNameOBJ, mesh);
 
//OFF
std::string fileNameOFF = "sampleResult.off";
AMCAX::SubD::PolyMeshIO::WriteMesh(fileNameOFF, mesh);