Преобразование массива 3D NumPy вокселов в файл STL

Попробуйте voxelfuse.

    from voxelfuse.voxel_model import VoxelModel
    from voxelfuse.mesh import Mesh
    from voxelfuse.primitives import generateMaterials
    
    if __name__=='__main__':
    sponge = [
        [
            [1, 1, 1],
            [1, 0, 1],
            [1, 1, 1]
        ],
        [
            [1, 0, 1],
            [0, 0, 0],
            [1, 0, 1]
        ],
        [
            [1, 1, 1],
            [1, 0, 1],
            [1, 1, 1]
        ]
    ]

    model = VoxelModel(sponge, generateMaterials(4))  #4 is aluminium.
    mesh = Mesh.fromVoxelModel(model)
    mesh.export('mesh.stl')

Вы можете попробовать mayavi.mlab:

Использование

from mayavi import mlab
import numpy as np


def draw3d_mayavi(array, path):
    mlab.contour3d(array.astype(np.int32)) # a window would pop up
    mlab.savefig(path)
    mlab.clf() # clear the scene to generate a new one

реконструкция mayavi предназначена для создания 3D-моделей тепловых карт массива, поэтому вам нужно ввести числовое значение с 1 и 0.

Примечание

Есть некоторые недостатки:

1. Появится окно, вы должны очистить его в своем коде, если хотите создать несколько моделей.

2. Восстановленная модель имеет формат .obj и может быть очень большой. Если вы присмотритесь к модели повнимательнее, то увидите, что на бодере сетка имеет 3 слоя. Я предполагаю, что программа предполагает наличие некоторого градиента.

3. Функция contour3d может задавать ширинустроки, но я не вижу смысла использовать ее для двоичных данных.

Тем не менее, mayavi очень быстр, по крайней мере, по сравнению с voxelfuse. Возможно, для решения проблемы с размером потребуется некоторая постобработка.

Док

Эта функция также позволяет настраивать цвет и непрозрачность и т.д. См. Раздел Функции построения графиков - contour3d:

контур3d

mayavi.mlab.contour3d(*args, **kwargs)

Строит изоповерхности для трехмерного объема данных, предоставленных в качестве аргументов.

Сигнатуры функций:

контур3d(скаляры, ...) контур3d(x, y, z, скаляры, ...) скаляры-это трехмерные массивы чисел, дающие данные в сетке.

Если передаются 4 массива (x, y, z, скаляры), 3 первых массива задают позицию, а последний-скалярное значение. Затем предполагается, что массивы x, y и z были сгенерированы numpy.mgrid, другими словами, это 3D-массивы, позиции которых лежат на трехмерной ортогональной и равномерно распределенной сетке с ближайшим соседом в пространстве, соответствующим ближайшему соседу в массиве. Функция строит скалярное поле, предполагая , что точки расположены равномерно.

Аргументы ключевого слова:

• цвет цвет объекта vtk. Переопределяет цветовую карту, если таковая имеется, если она указана. Это указано как триплет с плавающей точкой в диапазоне от 0 до 1, например (1, 1, 1) для белого цвета.

• цветовая карта тип используемой цветовой карты.

• контуры Целое число/список, задающее число/список контуров. Указание списка значений даст только запрошенные контуры , которые запрашиваются.

• экстент [xmin, xmax, ymin, ymax, zmin, zmax] По умолчанию используется экстент массивов x, y, z. Используйте это, чтобы изменить размер создаваемого объекта.

• рисунок Рисунок для заполнения.

• ширина линии Ширина линий, если они используются. Должно быть, это поплавок. Значение по умолчанию: 2.0

• назовите имя созданного объекта vtk.

• непрозрачность Общая непрозрачность объекта vtk. Должно быть, это поплавок. По умолчанию: 1.0

• reset_zoom Сбросит масштаб, чтобы разместить данные, недавно добавленные в сцену. По умолчанию установлено значение True.

• прозрачность делает непрозрачность актера зависящей от скаляра.

• vmax vmax используется для масштабирования цветовой карты. Если нет, будет использоваться максимум данных

• vmin vmin используется для масштабирования цветовой карты. Если нет, будет использоваться минимум данных

Пример (запустите в ipython --gui=qtили в интерактивной оболочке mayavi2, дополнительную информацию смотрите в разделе Запуск сценариев mlab):

def test_contour3d():
    x, y, z = np.ogrid[-5:5:64j, -5:5:64j, -5:5:64j]

    scalars = x * x * 0.5 + y * y + z * z * 2.0

    obj = contour3d(scalars, contours=4, transparent=True)
    return obj ```