网格抽取 PyVista - C#

什么是 PyVista?

PyVista 是一个基于 Python 的开源库，它提供了一个用户友好的界面，用于生成 3D 数据可视化和分析。它特别适用于地球科学、GIS、计算机视觉、机器学习等领域。

什么是网格抽取？

网格抽取是将离散点云数据转换为网格表示的过程。通过将点云数据映射到网格结构中，可以更方便地进行可视化、分析和计算。

PyVista 中的网格抽取功能

在 PyVista 中，可以使用 pyvista.PolyData() 类来表示网格数据。网格抽取可以使用 pyvista.PolyData.delaunay_2d() 方法进行。该方法将点云剖分为一个点集，其1-skeleton（即生成的 Voronoi 图）和 Delaunay 三角剖分构成的网格。下面是一个示例代码片段，其中 points 是一个包含点云数据的 NumPy 数组：

import pyvista as pv
import numpy as np

# 创建 PolyData 对象
mesh = pv.PolyData()

# 设置点云数据
points = np.random.rand(100, 3)
mesh.points = points

# 执行网格抽取
mesh.delaunay_2d()

如何将 PyVista 代码转换为 C#？

PyVista 是基于 Python 的库，但是我们也可以使用 .NET 接口来访问其功能。虽然 PyVista 官方没有提供 C# 版本的接口，但我们可以使用 Python 的 subprocess 模块来在 C# 中调用 Python 脚本，从而实现 PyVista 的功能。

下面是一个示例 C# 代码片段，其中调用了 Python 脚本来实现网格抽取。

using System.Diagnostics;

public static void PyVistaDelaunay2D(double[,] points)
{
    // 创建 Python 脚本文件
    string script = @"
import pyvista as pv
import numpy as np

# 创建 PolyData 对象
mesh = pv.PolyData()

# 设置点云数据
points = np.array(points)
mesh.points = points

# 执行网格抽取
mesh.delaunay_2d()

# 输出处理后的 PolyData 对象
print(mesh)
";
    // 创建 Python 进程
    ProcessStartInfo start = new ProcessStartInfo
    {
        FileName = "python",
        Arguments = "-c \"" + script.Replace("\"", "\\\"") + "\"",
        RedirectStandardOutput = true,
        UseShellExecute = false,
    };
    Process process = new Process
    {
        StartInfo = start
    };

    // 开始执行 Python 脚本
    process.Start();
    string output = process.StandardOutput.ReadToEnd();
    process.WaitForExit();

    // 解析输出字符串，获取 PolyData 对象
    pv.PolyData mesh = pv.PolyData._from_json_string(output);

    // 对网格数据进行后续处理
    // todo...
}

在上面的代码中，我们定义了一个静态方法 PyVistaDelaunay2D，它接受一个二维数组作为参数，表示点云数据。在方法中，我们使用 subprocess 模块来在 Python 中执行网格抽取的脚本，并将输出的 PolyData 对象解析为 C# 对象。在解析过程中，我们使用了 PyVista.PolyData._from_json_string 方法来处理 JSON 字符串。

结论

在 PyVista 中进行网格抽取非常方便，而且我们也可以使用 Python 脚本来在 C# 中调用 PyVista 的功能。需要注意的是，我们需要将转换后的 PolyData 对象解析为 C# 对象才能进行后续处理。