【学习笔记】利用meshlab进行曲面的质量检查

引言

使用Meshlab检查PLY等格式的曲面质量是常见的做法,尤其在点云重建后需要验证几何拓扑完整性时。本笔记中选用的Meshlab版本为V2023.12。

一、Meshlab检查曲面质量的主要内容

1. 拓扑问题

  • 面片自相交(Self-Intersection)
  • 面片重叠(Overlapping Faces)
  • 孤立面、未闭合边(Non-manifold edges)
  • 重复顶点(Duplicated Vertices)

2. 几何问题

  • 法向翻转(Inconsistent Normals)
  • 非流形点(Non-manifold vertices)
  • 表面孔洞(Holes)
  • 面法线方向一致性

3. 质量指标

  • 面片细长程度(Aspect Ratio)
  • 面积分布
  • 曲率分析(Mean/ Gaussian Curvature)

二、在Meahlab中的具体操作

1. 打开PLY文件

File -> Import Mesh -> 需要导入的文件

2. 检查重复点与孤立元素

菜单路径

选项卡 功能 具体操作
Filters Cleaning and Repairing -> Remove Duplicated Vertices
Filters Cleaning and Repairing -> Remove Duplicated Faces
Filters Cleaning and Repairing -> Remove Unreferenceed Vertices
Filters Cleaning and Repairing -> Remove Isolated Pieces (wrt Diameter)

运行后,Meshlab的日志窗口会显示清理的数量。若存在大量重复或孤立部分,说明重建时存在噪声问题。

3. 检查 非流形边/顶点

菜单路径

选项卡 功能 具体操作
Filters Selection -> Select Non manifold Edges
Filters Selection -> Select Non manifold Vertices

选中后,可进行后续处理。

4. 检查 自相交(Self Intersections)

选项卡 功能 具体操作
Filters Selection -> Select Self Intersecting Faces
  • Meshlab会检测并高亮显示所有的自相交面。
  • 自相交通常在曲面重建或平滑过程中产生。
  • 若有自相交,修复方法:使用"Remove Duplicated Faces";或使用"Remeshing, Simplification -> Uniform Mesh Resampling";导出后在外部工具(PyMesh或MeshFix)中修复。

5. 检查 孔洞与边界

选项卡 功能 具体操作
Filters Selection -> Select Border
  • 选中后孔洞边界会高亮
  • 可以选择自动封闭孔洞

下图展示了,利用Close Holes功能实现对模型孔洞的填充结果。

6. 检查法向一致性

7. 检查 面片质量(细长,畸形,重叠)


8. 曲率检查

选项卡 功能 具体操作
Filters Normals, Curvatures and Orientation -> Compute curvatures principal directions

曲率计算结果(存在不同的计算方式):

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