具有自适应压缩机制的stl网格模型切片方法

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1、具有自适应压缩机制的STL网格模型切片方法摘要：针对切片后二维平面数据量过多及错误数据存在，影响快速成型质量的问题，提出了一种等厚分层切片后基于小波系数变换的数据自适应压缩方法，将切片后的二维平面数据以小波变换作为依据进行优化，利用小波系数峰值，自适应地保留能反映目标特征和细节信息的点，实现对切片后二维数据的压缩和优化。实验结果表明：本方法在等厚分层完成对STL模型切片的基础上，以小波系数峰值的变化为依据实现对二维平面数据的自适应压缩，并最大限度的保留特征信息，从而解决因STL文件格式缺陷而影响快速成型精度的问题。中国8/vie　　关键词：等厚切片；二维

2、平面数据；小波变换；自适应压缩　　中图分类号：TP391.7文献标志码：A：1007-2683（2017）01-0060-05　　0引言　　目前快速成型技术RP（rapidprototyping）问世不到二十年，却已实现了相当大的市场占有率，�l展非常迅速。在所有的RP工艺中，无论是CAD造型软件还是由逆向工程生成的零件CAD模型，都必须经过分层处理才能将数据输入到RP设备中，因此分层处理的精度直接影响着快速成型产品的质量。　　立体光刻（stereolithographic，STL）数据格式由3Dsystems公司发明，在逆向工程中普遍应用。因其格式简单

3、、数据处理方便，所以很快被广泛应用，目前大多数计算机辅助设计系统都提供STL文件的接口。STL文件是RP系统中数据交换的标准类文件类型，用三角网格面近似地表现三维CAD模型，并记录模型中每个三角面片的几何信息。由于STL文件格式简单、易于交换处理，基于STL模型的切片处理已被大多数RP系统采用。　　目前，许多学者对基于STL网格模型的分层切片方法做了大量相应的研究，但由于STL文件常见的错误，如裂缝、法向量分离和顶点错误等，使得分层切片的精度和效率降低，直接影响了快速成型的质量。2012年，蔡冬根等，针对STL模型没有拓扑关系的特点，对其进行排序并建立拓

4、扑关系，使得切片精度有所提高，但对模型的失真情况考虑较少.2013年，刘欢等针对传统等厚切片精度低、效率差的问题，提出一种基于遗传算法的快速分层算法，通过搜索最优点进行分层，该方法比较适用于面片较多的模型。2014年，王春香等基于STL模型等厚分层的优点，提出了排序精简法，该算法在对数据进行精简的同时，能够直接提取出只与分层切平面相交的三角形面片，快速提取轮廓线，但是切片的精度不是很高。2014年，韩婧茹等针对同一零件具有不同特征的特点，对STL模型的局部进行优化，可对要求高的部位进行局部的加密，使机械零件的精度提高，但效率有待进一步改进。2015年，张

5、树哲等针对FDM快速成型机系统对分层处理精度低的特点，通过对当前分层算法的优化，结合控制功能的要求，开发了适合在极坐标工作方式下的分层软件。　　虽然很多学者对切片的方法做了很多的研究，但鲜有从STL网格模型切片后二维平面数据压缩精简人手进行研究，也很少考虑冗余数据对切片的精度和效率的影响。文章针对STL文件固有的一些缺陷，提出了一种基于小波变换的切片数据自适应压缩方法。该方法通过设定切片的厚度和方向，对STL模型进行等厚分层，求取切平面与同一平面内一系列边的交点，通过小波变换对交点进行优化压缩，最大限度的保留特征信息，并删除冗余点。　　1STL文件读取　

6、　STL文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角网格的一种文件格式。STL文件是基于有限元网格划分的原理，采用三角网格来拟合三维模型的外表面。STL文件可以描述所有型体复杂的三维模型，三角面片的数量取决于模型的精度，通过STL文件实现CAD系统与快速成型系统的数据交换。　　STL文件中记录了模型中所有三角形面片的信息，即三角面片的法向量和三个顶点坐标，在该文件中，面片的信息是无序存储的。STL文件有两种格式：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。在工程应用中，多采用ASCII明码格式来读取数据，故采用ASSCII码格式的STL文件进行研究。　　

7、ASCII文件格式如下：　　Solid[文件名]//三维实体的零件名　　facetnormal+0.0000000E+00+0.0000000E+00+1.0000000E-00H三角面片法向量的3个分量值　　outerloop　　vertex+1.4847321E+01-2.1347225E+00+3.0000000E+01//三角面片第一个顶点坐标　　vertex+1.4392394E+01+4.2259883E+00+3.0000000E+01//三角面片第一个顶点坐标　　vertex+1.3644479E+01+6.2312251E+00+3.0

8、000000E+01//三角面片第一个顶点坐标　　endloop　　endfac