【学习笔记】利用meshlab进行曲面的质量检查
引言
使用Meshlab检查PLY等格式的曲面质量是常见的做法，尤其在点云重建后需要验证几何拓扑完整性时。本笔记中选用的Meshlab版本为V2023.12。
一、Meshlab检查曲面质量的主要内容
1. 拓扑问题
- 面片自相交（Self-Intersection）
- 面片重叠（Overlapping Faces）
- 孤立面、未闭合边（Non-manifold edges）
- 重复顶点（Duplicated Vertices）
2. 几何问题
- 法向翻转（Inconsistent Normals）
- 非流形点（Non-manifold vertices）
- 表面孔洞（Holes）
- 面法线方向一致性
3. 质量指标
- 面片细长程度（Aspect Ratio）
- 面积分布
- 曲率分析（Mean/ Gaussian Curvature）
二、在Meahlab中的具体操作
1. 打开PLY文件
File -> Import Mesh -> 需要导入的文件
2. 检查重复点与孤立元素
菜单路径
| 选项卡 | 功能 | 具体操作 |
|---|---|---|
| Filters | Cleaning and Repairing | -> Remove Duplicated Vertices |
| Filters | Cleaning and Repairing | -> Remove Duplicated Faces |
| Filters | Cleaning and Repairing | -> Remove Unreferenceed Vertices |
| Filters | Cleaning and Repairing | -> Remove Isolated Pieces (wrt Diameter) |
运行后，Meshlab的日志窗口会显示清理的数量。若存在大量重复或孤立部分，说明重建时存在噪声问题。
3. 检查 非流形边/顶点
菜单路径
| 选项卡 | 功能 | 具体操作 |
|---|---|---|
| Filters | Selection | -> Select Non manifold Edges |
| Filters | Selection | -> Select Non manifold Vertices |
选中后，可进行后续处理。
4. 检查 自相交（Self Intersections）
| 选项卡 | 功能 | 具体操作 |
|---|---|---|
| Filters | Selection | -> Select Self Intersecting Faces |
- Meshlab会检测并高亮显示所有的自相交面。
- 自相交通常在曲面重建或平滑过程中产生。
- 若有自相交，修复方法：使用“Remove Duplicated Faces”；或使用“Remeshing, Simplification -> Uniform Mesh Resampling”；导出后在外部工具（PyMesh或MeshFix）中修复。
5. 检查 孔洞与边界
| 选项卡 | 功能 | 具体操作 |
|---|---|---|
| Filters | Selection | -> Select Border |
- 选中后孔洞边界会高亮
- 可以选择自动封闭孔洞
下图展示了，利用Close Holes功能实现对模型孔洞的填充结果。
6. 检查法向一致性
7. 检查 面片质量（细长，畸形，重叠）
8. 曲率检查
| 选项卡 | 功能 | 具体操作 |
|---|---|---|
| Filters | Normals, Curvatures and Orientation | -> Compute curvatures principal directions |
曲率计算结果（存在不同的计算方式）：
