🔺 网格处理#

Genesis 提供网格工具用于加载、简化、凸分解和碰撞处理。

加载网格#

import genesis as gs

# 从文件加载
entity = scene.add_entity(gs.morphs.Mesh(file="model.obj"))

# 带处理选项
entity = scene.add_entity(
    gs.morphs.Mesh(
        file="model.obj",
        scale=0.1,
        convexify=True,
        decimate=True,
        decimate_face_num=500,
    )
)

简化 (Decimation)#

降低网格复杂度以获得更好的碰撞性能：

gs.morphs.Mesh(
    file="high_poly.obj",
    decimate=True,
    decimate_face_num=500,         # 目标面数
    decimate_aggressiveness=2,     # 0-8 等级
)

激进程度等级：

0: 无损
2: 保留特征（默认）
5: 显著减少
8: 最大减少

凸分解 (Convex Decomposition)#

对于碰撞检测，网格被分解为凸部分：

gs.morphs.Mesh(
    file="concave.obj",
    convexify=True,  # 需要时自动分解
)

Genesis 使用 COACD 库，具有可配置选项：

gs.options.COACDOptions(
    threshold=0.05,
    max_convex_hull=16,
    resolution=2000,
    preprocess_mode="auto",
)

碰撞处理#

Genesis 自动处理碰撞网格：

修复：移除重复面
凸化检查：测试简单凸包是否足够
分解：将凹网格分割为凸部分
简化：减少高面网格（>5000 面警告）

四面体化 (Tetrahedralization)#

用于 FEM/可变形模拟：

entity = scene.add_entity(
    morph=gs.morphs.Mesh(file="model.obj"),
    material=gs.materials.FEM.Elastic(E=1e5, nu=0.4),
)
# 网格自动四面体化用于 FEM

网格属性#

mesh = entity.morph.mesh

verts = mesh.verts      # (N, 3) 顶点
faces = mesh.faces      # (M, 3) 面索引
normals = mesh.normals  # (N, 3) 逐顶点法线
uvs = mesh.uvs          # (N, 2) 纹理坐标

is_convex = mesh.is_convex
volume = mesh.volume
area = mesh.area

粒子采样#

从网格体积采样粒子：

mesh.particlize(p_size=0.01, sampler="random")

采样器：

"random"：随机采样
"pbs_poisson"：泊松盘采样
"pbs_grid"：基于网格的采样

基本网格#

Genesis 提供内置基本体：

gs.morphs.Sphere(radius=0.5)
gs.morphs.Box(size=(1.0, 1.0, 1.0))
gs.morphs.Cylinder(radius=0.3, height=1.0)
gs.morphs.Plane()

缓存#

Genesis 缓存处理后的网格以加快加载：

缓存类型	扩展名	目的
Convex	`.cvx`	凸分解
Tetrahedral	`.tet`	FEM 四面体化
SDF	`.gsd`	符号距离场
Remesh	`.rm`	重新网格化版本
Particles	`.ptc`	粒子采样

缓存使用输入参数的 SHA256 哈希进行失效处理。

依赖项#

trimesh：核心网格操作
fast_simplification：简化
coacd：凸分解
pyvista + tetgen：四面体化