关于图形学中生成三角形库Triangle.Net的下载及简单使用

背景

Triangle.NET 是生成 2D（约束）Delaunay 三角剖分和点集或平面直线图的高质量网格。此库是基于 Jonathan Richard Shewchuk 的 Triangle 项目，主要用于图形学像Opengl(或Unity3D)中生成三角形使用。

下载

Triangle.Net是基于C#语言的库，下载有两种方式
一种方式 ：可以下载源码自己生成Triangle.dll库，github地址下载代码后解压在VS中生成Triangle.dll，然后可以用在自己的项目中。
另一种方式 ：本人下载代码生成的Triangle.dll库，传送门链接: 传送门提取码: cxw7

使用

1.生成Triangle.dll后，写一个小demo测试一下，vs中创建一个窗体应用项目

2.创建完成后，添加项目引用，将Triangle.dll引用至项目中，如图

3.在Form.cs中使用Triangle.dll生成并绘制，具体思路步骤：

由于是Form测试，并非Opengl绘制，因此先创建一个Graphics画板

csharp 复制代码

 Graphics g = e.Graphics;
 // 创建一个位图对象
 Bitmap bitmap = new Bitmap(200, 200);
 // 获取位图的绘图上下文
 Graphics bitmapGraphics = Graphics.FromImage(bitmap);

使用Triangle.dll库计算三角形的点
创建一个多变形对象--》输入约束点(周围一圈点)==》对多边形进行三角化 =》
提取三角形化后的点

csharp 复制代码

         private List<Vertex> GetMeshPoints()
         {
            // 创建一个输入几何对象
            Polygon input = new Polygon();
            List<Vertex> resPointList = new List<Vertex>();
            List<Vertex> pointList = new List<Vertex>();

            // 添加顶点列表1
            pointList.Add(new Vertex(0, 0));
            pointList.Add(new Vertex(150, 0));
            pointList.Add(new Vertex(150, 100));
            pointList.Add(new Vertex(100, 100));
            pointList.Add(new Vertex(100, 50));
            pointList.Add(new Vertex(50, 50));
            pointList.Add(new Vertex(50, 100));
            pointList.Add(new Vertex(0, 100));
            
            //添加顶点列表2
            pointList.Add(new Vertex(0, 0));
            pointList.Add(new Vertex(150, 0));
            pointList.Add(new Vertex(150, 100));
            pointList.Add(new Vertex(100, 100));
            //pointList.Add(new Vertex(100, 50));
            pointList.Add(new Vertex(50, 50));
            pointList.Add(new Vertex(50, 100));
            pointList.Add(new Vertex(0, 100));

            //添加点及约束边
            for (int i = 0; i < pointList.Count; i++)
            {
                input.Add(pointList[i]);
                if (i == pointList.Count - 1)
                {
                    input.Add(new Segment(pointList[i], pointList[0]));
                }
                else
                {
                    input.Add(new Segment(pointList[i], pointList[i + 1]));
                }
            }

            // 创建网格使用默认的网格划分器进行网格划分
            var mesh = input.Triangulate();

            // 输出结果
            foreach (ITriangle t in mesh.Triangles)
            {
                resPointList.Add(t.GetVertex(0));
                resPointList.Add(t.GetVertex(1));
                resPointList.Add(t.GetVertex(2));

                //Console.WriteLine($"Triangle: {t.GetVertex(0).X},{t.GetVertex(0).Y}, {t.GetVertex(1).X},{t.GetVertex(1).Y}, {t.GetVertex(2).X},{t.GetVertex(2).Y}");
            }

            return resPointList;
        }

3）因为这里使用的画板，我们将三角形三个点进行连接即可看到生成的三角形

csharp 复制代码

List<Vertex> points = GetMeshPoints();
if (points.Count > 0)
{
    for (int i = 0; i < points.Count; i = i + 3)
       {
           bitmapGraphics.DrawLine(Pens.Black, (float)points[i].X, (float)points[i].Y, (float)points[i + 1].X, (float)points[i + 1].Y);
           bitmapGraphics.DrawLine(Pens.Black, (float)points[i].X, (float)points[i].Y, (float)points[i + 2].X, (float)points[i + 2].Y);
           bitmapGraphics.DrawLine(Pens.Black, (float)points[i + 1].X, (float)points[i + 1].Y, (float)points[i + 2].X, (float)points[i + 2].Y);
        }
}

这里需要注意的是生成三角形，与输入的约束点顺序息息相关，生成三角形组成整个轮廓线就是输入约束点连起来，代码中例子如图所示：

总结

以上就是Triangle.dll的简单使用，其实就是输入约束点，然后生成对应三角形。如果想填充不规则三角形，就可以对三角形进行绘制，但其实Opengl中也有现有的绘制不规则多变形方法，如下：

cpp 复制代码

 GL.Begin(PrimitiveType.Polygon);
 for (int i = 0; i < vec2fClipOutlines.Count; i++)
 {
     visVec2f v2f = vec2fClipOutlines[i];
     GL.Vertex2(v2f.x, v2f.y);
 }
 GL.Vertex2(vec2fClipOutlines[0].x, vec2fClipOutlines[0].y);
 GL.End();

原理一样，将Triangle例子中约束点设置给Opengl，Opengl会自动生成三角形并填充，所以如果单纯不规则多边形填充可以使用Opengl自带函数，需要注意的是约束点也需要自动闭合