Получаем список вертексов, в порядке их следования друг за другом

Для работы с геометрией 3D объектов в Blender иногда бывает необходимо получить не просто список вертексов, а список вертексов в порядке их следования друг за другом. Сделать это можно через Blender Python API.

.blend file on Patreon

Когда мы получаем список вертексов меша обычным образом:

[v.index for v in bpy.context.object.data.vertices]

# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

[v.index for v in bpy.context.object.data.vertices]

# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

Мы получим его в порядке создания вертексов, их добавления или удаления, но этот порядок не соответствует порядку их следования в геометрии друг за другом. Убедиться в этом можно включив отображение индексов точек для просмотра в окне 3D вьюпорта.

Такой список вертексов не всегда удобен, по нему, например, для данной геометрии нельзя построить правильный заполняющий ее полигон (фейс).

Сформировать список вертексов в нужном порядке мы можем при помощи структуры bmesh.

Создадим bmesh и подготовим геометрию к дальнейшей работе с ней:

bm = bmesh.new()
bm.from_mesh(bpy.context.object.data)
bm.verts.ensure_lookup_table()
bm.edges.ensure_lookup_table()

bm = bmesh.new()

bm.from_mesh(bpy.context.object.data)

bm.verts.ensure_lookup_table()

bm.edges.ensure_lookup_table()

Определим буфер в который будем заносить индексы вертексов в порядке следования:

vertices_indices_sorted = []

1	vertices_indices_sorted = []

Начнем с первого вертекса (с индексом 0) и будем проходить по точкам bmesh в цикле, занося их индексы в буфер:

vertex = bm.verts[0]
while vertex is not None:
    vertices_indices_sorted.append(vertex.index)

vertex = bm.verts[0]

while vertex is not None:

vertices_indices_sorted.append(vertex.index)

У каждого вертекса в bmesh есть указатели на примыкающие к этому вертексу ребра. А у каждого ребра есть, в свою очередь, указатели на вертексы, лежащие на концах этого ребра. Воспользовавшись этим, мы можем от одной точки через ребро получить индекс следующей точки.

Список ребер, примыкающих к заданному вертексу можно получить через указатель link_edges. Второй вертекс на ребре можно получить через функцию ребра edge.other_vert(), передав в параметре указатель на исходный вертекс.

В списке из двух примыкающих к исходному вертексу ребер нам нужно выбрать одно:

edge = next((_edge for _edge in vertex.link_edges
    if _edge.other_vert(vertex).index not in vertices_indices_sorted), None)

1 2	edge = next((_edge for _edge in vertex.link_edges if _edge.other_vert(vertex).index not in vertices_indices_sorted), None)

В условии мы просматриваем оба примыкающих к исходному вертексу ребра, получаем индекс второй точки и проверяем, нет ли его уже в нашем списке сортированных точек. Если индекс уже есть в списке, это значит мы повернули в обратную сторону по ребрам и нам нужно второе ребро. Если индекса нет – значит мы двигаемся в правильном направлении и именно этот индекс будет следующим, который нам нужен.

Указатель на следующий вертекс:

vertex = edge.other_vert(vertex) if edge else None

1	vertex = edge.other_vert(vertex) if edge else None

будет на следующей итерации цикла while добавлен в список сортированных вертексов. Следующий шаг будет сделан уже от него.

Если нужно “закрыть” цепочку, после окончания цикла while добавим в конец еще раз вертекс с нулевым индексом.

Так как в итоге нам требуются индексы вертексов исходного меша, а не bmesh, в конце проверки переведем индексы в нужную размерность:

[bpy.context.object.data.vertices[i] for i in vertices_indices_sorted]

1	[bpy.context.object.data.vertices[i] for i in vertices_indices_sorted]

Так как геометрия объекта не всегда идеальна и возможны вертексы, к которым примыкает больше двух ребер, а также вертексы не связанные ребрами, добавим в цикл дополнительное условие.

Перед началом цикла посчитаем общее количество точек, определим переменную-счетчик и будем повышать ее значение на каждом проходе цикла. Если в процессе работы произойдет “зацикливание”, мы выйдем из цикла после проверки максимального количества точек меша.

Оформим весь код в единую функцию:

def points_sorted(obj):
    # get points sorted by order for a border object
    bm = bmesh.new()
    bm.from_mesh(obj.data)
    bm.verts.ensure_lookup_table()
    bm.edges.ensure_lookup_table()
    # create a list with sorted indices of mesh vertices
    vertices_indices_sorted = []
    vertex = bm.verts[0]
    l = len(bm.verts)
    i = 0
    while vertex is not None:
        vertices_indices_sorted.append(vertex.index)
        edge = next((_edge for _edge in vertex.link_edges
            if _edge.other_vert(vertex).index not in vertices_indices_sorted), None)
        vertex = edge.other_vert(vertex) if edge else None
        # alarm break
        i += 1
        if i > l:
            print('_points_sorted() err exit')
            break
    # return full sequence
    return [obj.data.vertices[i] for i in vertices_indices_sorted]

def points_sorted(obj):

# get points sorted by order for a border object

bm = bmesh.new()

bm.from_mesh(obj.data)

bm.verts.ensure_lookup_table()

bm.edges.ensure_lookup_table()

# create a list with sorted indices of mesh vertices

vertices_indices_sorted = []

vertex = bm.verts[0]

l = len(bm.verts)

i = 0

while vertex is not None:

vertices_indices_sorted.append(vertex.index)

edge = next((_edge for _edge in vertex.link_edges

if _edge.other_vert(vertex).index not in vertices_indices_sorted), None)

vertex = edge.other_vert(vertex) if edge else None

# alarm break

i += 1

if i > l:

print('_points_sorted() err exit')

break

# return full sequence

return [obj.data.vertices[i] for i in vertices_indices_sorted]

В параметре функции мы будем передавать указатель на объект (меш).

Теперь мы можем получить список вертексов в нужном нам порядке следования:

[v.index for v in points_sorted(bpy.context.object)]

# [0, 4, 2, 7, 3, 6, 1, 5]

[v.index for v in points_sorted(bpy.context.object)]

# [0, 4, 2, 7, 3, 6, 1, 5]