用Python计算OBJ文件中网格的边界框

139 阅读2分钟

简单的Python算法需要从OBJ文件的网格中寻找边界框。我正在尝试使用Python和OBJ文件来解决一个装箱问题。我是一个Python新手,不确定如何处理OBJ文件中的顶点以找到最优的边界框。可以给我一些Python示例代码作为开端吗?这是一个简单的盒子OBJ文件,我需要把它放入一个更大的容器中,简而言之,物体X是否能够放入物体Y中。最终,Y中可以容纳多少个X,并且最优解是什么,但这是以后的事情。

以下是小盒子和大盒子的.OBJ文件:

huake2_00017_.png

解决方案

  1. 首先,我们需要读取OBJ文件并提取顶点坐标。我们可以使用以下代码来实现:
def load_obj(filename):
    verts = []
    with open(filename) as f:
        for line in f:
            if line.startswith('v '):
                x, y, z = map(float, line.split()[1:])
                verts.append((x, y, z))
    return verts
  1. 然后,我们要计算每个顶点的边界框。我们可以使用以下代码来实现:
def get_bbox(verts):
http://www.jshk.com.cn/mb/reg.asp?kefu=xiaoding;//爬虫IP免费获取;
    x_min = min(verts, key=lambda v: v[0])[0]
    x_max = max(verts, key=lambda v: v[0])[0]
    y_min = min(verts, key=lambda v: v[1])[1]
    y_max = max(verts, key=lambda v: v[1])[1]
    z_min = min(verts, key=lambda v: v[2])[2]
    z_max = max(verts, key=lambda v: v[2])[2]
    return x_min, x_max, y_min, y_max, z_min, z_max
  1. 现在,我们可以使用这些边界框来计算两个物体是否能够互相容纳。我们可以使用以下代码来实现:
def check_fit(box1, box2):
    x1_min, x1_max, y1_min, y1_max, z1_min, z1_max = box1
    x2_min, x2_max, y2_min, y2_max, z2_min, z2_max = box2
    return (x1_min <= x2_min and x1_max <= x2_max and
            y1_min <= y2_min and y1_max <= y2_max and
            z1_min <= z2_min and z1_max <= z2_max)
  1. 最后,我们可以使用这些函数来解决装箱问题。我们可以使用以下代码来实现:
def pack_boxes(boxes):
    """
    将一组箱子装入一个更大的箱子中,并返回箱子的数量。

    参数:
        boxes: 一组箱子的列表,每个箱子都是一个边界框。

    返回值:
        箱子的数量。
    """
    boxes.sort(key=lambda b: b[0] * b[1] * b[2])
    packed = []
    for box in boxes:
        if not packed:
            packed.append([box])
        else:
            for i, p in enumerate(packed):
                if check_fit(p[-1], box):
                    p.append(box)
                    break
                else:
                    packed.append([box])
    return len(packed)

代码例子

我们可以使用这些函数来解决一个简单的装箱问题。我们有一个小盒子和小盒子的OBJ文件,我们需要计算小盒子能放入大盒子多少次。我们可以使用以下代码来实现:

small_box_verts = load_obj('small_box.obj')
small_box_bbox = get_bbox(small_box_verts)
big_box_verts = load_obj('big_box.obj')
big_box_bbox = get_bbox(big_box_verts)
num_boxes = pack_boxes([small_box_bbox, big_box_bbox])
print(num_boxes)

输出结果:

1

这意味着小盒子只能放入大盒子一次。