CGAL多面体布尔运算

环境配置

BOOST下载boost_1_68_0x64

CGAL下载CGAL4.7x64

CMake下载x64 64位

VS2015 x64

1.编译boost

（1）打开命令行窗口；

（2）输入cmd.exe，回车；

（3）将boost根目录下面的booststrap.bat文件直接拖到cmd.exe打开的界面并回车，

（4）运行b2.exe；

（5）编译完成。

环境变量：

BOOST_LIBRARYDIR =...\boost_1_68_0x64\lib64-msvc-14.0

BOOST_ROOT = ...\boost_1_68_0x64

2.编译CGAL

（1）运行下载好的CGAL.exe。

（2）安装cmake，运行cmake-gui，进行设置：

（3）在cmake-gui界面点击左下角：Configure；

3.VS2015生成

（1）打开CGAL.sln，在Debug和Release模式下都运行一遍。

（2） VS项目测试，新建控制台项目。添加x64配置。

多面体布尔运算流程

1.包含头文件，声明变量别名。

#include<CGAL/Exact_predicates_exact_constructions_kernel.h>

#include<CGAL/Polyhedron_3.h>

#include<CGAL/Nef_polyhedron_3.h>

#include<CGAL/Polyhedron_incremental_builder_3.h>

#include<CGAL/IO/Polyhedron_iostream.h>

typedefExact_predicates_exact_constructions_kernelKernel;

typedefPolyhedron_3<KernelPolyhedron;

typedefNef_polyhedron_3<Kernel> Nef_polyhedron;

typedefPolyhedron::HalfedgeDSHalfedgeDS;

typedefHalfedgeDS::VertexCGALVertex;

typedefCGALVertex::PointCGALPoint;

typedefPolyhedron::Point_iteratorPoint_iterator;

typedefPolyhedron::Facet_iteratorFacet_iterator;

typedefPolyhedron::Halfedge_around_facet_circulatorHalfedge_facet_circulator;

2.输入数据，mesh结构的多面体数据，包含一个顶点数组和一个多边形顶点索引的二维数组，该数组的一个存储单元表示一个简单多边形。

structVFMesh

std::vector<CGALPoint> pointlist;//点;

std::vector<std::vector<int>> facelist;//面，保存面的点的索引;

};

3.将输入的多面体数据转化为CGAL的多面体结构CGAL::Polyhedron_3<Kernel>（半边结构），Polyhedron的实现用到了灵活性很高的半边数据结构，要求多边形表面是二维可定向流形（orientable 2-manifolds）。按照CGAL的官方教程，可以新建一个模板类，实现数据的转换。

templateclassHDS>

classCgalPolyhedronpublicModifier_base<HDS>

{

public:

CgalPolyhedron(VFMeshmesh) : m_mesh(mesh) {}

voidoperator()(HDS& hds);

private:

VFMesh

};

最终的实现转换的函数接口为：（输入为mesh，输出为CGAL::Polyhedron）

voidVFMeshmesh, PolyhedronP);

4.CGAL中的Polyhedron并不能直接进行多面体的布尔运算，真正实现布尔运算的结构是CGAL::Nef_polyhedron_3<Kernel>（包含用于二元布尔运算所需要的结构信息），按照CGAL的官方教程，用Polyhedron来构造Nef_Polyhedron；Nef_Polyhedron重载了+，*，-运算符，分别表示并，交，差。

Polyhedron

Nef_polyhedron

Nef_polyhedron=+

布尔运算的结果仍为Nef_Polyhedron类型，调用Nef_Polyhedron的convert_to_polyhedron(Polyhedron)函数可以将Nef_Polyhedron转化回为Polyhedron。

out.convert_to_polyhedron(result);

然后通过接口函数 polyhedron2mesh将CGAL::Polyhedron_3<Kernel>转换为mesh。得到布尔运算的mesh结果:

voidVFMeshmesh, PolyhedronP);

5.CGAL中有独立的模型输入输出文件系统，模型文件的类型是.off文件。通过.off文件可以直接初始化CGAL::Polyhedron_3<Kernel>（重载了输出输入运算符），不再需要mesh结构进行初始化。

//生成 .off 文件

Polyhedron；

std::ifstream fin2("data\\input.off", std::ios::in);

fin2 >> polyhedron;