在网格Maya Python API中查询点

Question

我试图找出一种计算世界空间点是否在任意网格内部的方法。

如果不是立方体或球体，我不太确定如何计算的数学方法。

任何帮助将是巨大的！

Answer 1

可以使用简单的光线追踪技巧来测试您是在形状的内部还是外部。事实证明，2D，3D对象或什至更高尺寸的对象都具有整洁的属性。就是说，如果您朝任意方向发射任意射线，那么您将处于形状内部，并且仅当您达到形状边界和奇数次时。无需知道正常方向或其他任何信息。只知道您有几个路口。这很容易在2D中可视化，并且由于3D只是许多2D切片，同样适用于3D。

图1： 从任意方向的某个点发出光线，如果在内部，甚至在外部，则产生奇数次的命中，因此O 1在内部，而O
2在内部。作为一种特例，扫掠命中需要测试曲线，因为它们使2个命中在一个位置重合（O 3）。

图2： 网格化的曲面具有更好的边界条件，因为只有顶点命中会扫视，但是大多数跟踪引擎会忽略扫视命中，因为完全垂直的命中（O
4）会出现问题，因此在此测试中它们的行为正确。Maya跟踪器也不例外。

请注意，此方法不需要关闭曲面，但它只是有效地关闭了射线方向的缝隙，开放的曲面可能会报告怪异的结果，但它仍然有效。但是在某些情况下可以接受。

诚然，光线追踪是一项繁重的操作，没有执行加速例程，但是一旦进行了加速，它就会变得非常快。Maya
API为此提供了一种方法。请注意，首先构建加速器，然后每个后续调用都便宜得多。这是一个没有加速的快速编写的脚手架，有关如何加速的更多信息，请参阅
MFnMesh 文档。

import maya.cmds as cmd
import maya.OpenMaya as om

def test_if_inside_mesh(point=(0.0, 0.0, 0.0), dir=(0.0, 0.0, 1.0)):
    sel = om.MSelectionList()
    dag = om.MDagPath()

    #replace torus with arbitrary shape name
    sel.add("pTorusShape1")
    sel.getDagPath(0,dag)

    mesh = om.MFnMesh(dag)

    point = om.MFloatPoint(*point)
    dir = om.MFloatVector(*dir)
    farray = om.MFloatPointArray()

    mesh.allIntersections(
            point, dir,
            None, None,
            False, om.MSpace.kWorld,
            10000, False,
            None, # replace none with a mesh look up accelerator if needed
            False,
            farray,
            None, None,
            None, None,
            None
        ) 
    return farray.length()%2 == 1

#test
cmd.polyTorus()
print test_if_inside_mesh()
print test_if_inside_mesh((1,0,0))

在您的特定情况下，这可能是过大了。我假设您正在做某种拒绝采样。也可以用棱柱体构建主体，并使用重心状坐标随机化。这具有永不浪费结果的优点。但是跟踪代码通常更容易使用。