多面体质量属性

计算三角形网格的质量属性（质量、质心、惯性矩阵/张量）。

该算法基于Michael Kallay的论文"通过三角形网格定义的固体的惯性矩计算"（代码）。

文档

在docs.rs上提供了带有示例的文档 📚️

演示二进制文件

二进制文件mass-props使用此库计算glTF文件中网格的质量属性。您可以尝试它以测试此库的输出。

lib.rs:

计算三角形网格的质量属性（质量、质心、惯性矩阵/张量）。

该算法基于Michael Kallay的论文"通过三角形网格定义的固体的惯性矩计算"（代码）。

工作原理

网格中的每个三角形都对整个网格的质量属性有自身的贡献（TriangleContrib）。这些贡献可以独立计算，然后求和（O(N)，其中N是网格中三角形的数量）。

然后可以将总和转换为实际的质量属性（MassProperties）使用MassProperties::from_contrib_sum（O(1)）。

示例

使用vertices: &[[f64; 3]]和indices: &[usize]

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let contribution_sum = indices
    .chunks_exact(3)
    .map(|indices| {
        TriangleContrib::new(
            vertices[indices[0]],
            vertices[indices[1]],
            vertices[indices[2]],
        )
    })
    .sum();
let mass_properties = MassProperties::from_contrib_sum(contribution_sum);

迭代器

如果 indices 是一个已知长度的 usize 迭代器（例如实现了 ExactSizeIterator），则无需先收集索引即可执行以下操作

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let contribution_sum = (0..indices.len() / 3)
    .map(|_| {
        TriangleContrib::new(
            vertices[indices.next().unwrap()],
            vertices[indices.next().unwrap()],
            vertices[indices.next().unwrap()],
        )
    })
    .sum();
let mass_properties = MassProperties::from_contrib_sum(contribution_sum);

使用 Rayon 进行多线程

可以通过使用 Rayon 来轻松实现计算质量属性的多线程。

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use rayon::prelude::*;

let contribution_sum = indices
    .par_chunks_exact(3) // par_chunks_exact instead of chunks_exact
    .map(|indices| {
        TriangleContrib::new(
            vertices[indices[0]],
            vertices[indices[1]],
            vertices[indices[2]],
        )
    })
    .sum();
let mass_properties = MassProperties::from_contrib_sum(contribution_sum);

功能标志

• std：启用标准库的使用。由 fma 和 gltf 启用。
• fma：使用 FMA 指令集 以获得更好的性能。需要使用 RUSTFLAGS="-C target-cpu=native" 编译。
• serde：为 Inertia 和 MassProperties 实现 Serialize 和 Deserialize 特性。
• gltf：启用使用 MassProperties::from_gltf 计算gltf/glb文件的质量属性。