MATLAB快速读取STL文件

• 一、STL文件格式
• • binary格式
  • ascii格式stl
• 二、开源代码
• • 安装方法
  • 使用方法
• 三、快速读取
• • binary格式stl
  • ascii格式stl
• 四、效果对比
• 其他

HPC_ZY

利用MATLAB快速读取并解析STL文件。最近需要处理大型STL文件，使用MATLAB三方stlread仅是读取解析就花费大量时间。故自行学习并充分利用MATLAB的机制修改了STL解析方式，速度大大提升，在这里记录分享。

一、STL文件格式

binary格式

ascii格式stl

由于目前没拿到过这种格式的stl，所以暂时不讲

二、开源代码

安装方法

老样子，在附加功能中搜索“Computation of craniofacial symmetry”，看到一个蓝白骷髅头，就是它了。

使用方法

% 读取
[v,f,n] = stlRead('newdata.stl');

% 显示
patch('vertices',v,'faces',f,'edgecolor','none',...
    'facecolor',[1 0 0],'facelighting','phong')
light
axis equal off

% 保存
stlWrite('newdata.stl',f,v);

查看源码可以发现，stlRead()采用的是边读取边解析的方式，MATLAB处理for循环效率不高。

三、快速读取

由于MATLAB擅长处理矩阵运算，所以我们采取“先读取，再解析”的方法。

binary格式stl

%% 一、以二进制按字节读取数据
fp = fopen(fileName,'rb');
src = fread(fp,'uint8=>uint8');
fclose(fp);

%% 二、提取有效信息
% 提取数据长度信息（四字节无符号整形）
len = typecast(src(81:84),'uint32');

% 提取三角片信息（[48有效字节+2填充字节]*len）
data = reshape(src(85:end),[50,len]);
data(end-1:end,:) = [];

% 类型转换(float*12*len)
dataf = typecast(data(:),'single');
dataf = reshape(dataf,[12,len]);

%% 三、获取v、f、n
% 获取v,f,n（注意MATLAB是列优先的，所以必须按下列方式写）
n = dataf(1:3,:)';
v = reshape(dataf(4:end,:),[3,len*3])';
f = reshape((1:len*3)',[3,len])';

% 去除重复顶点
[v, ~, indexn] =  unique(v, 'rows');
f = indexn(f);

注：比如两个相邻三角片就有重复的定点，而多数原始STL数据并没有去除这些重复定点（这也是导致某些STL数据过大的原因之一）

ascii格式stl

由于目前没拿到过这种格式的stl，所以暂时不讲

四、效果对比

fileName = 'test.stl';
tic
% MATLAB三方
[v,f,n] = stlRead(fileName);
toc
tic 
% 个人
[v,f,n] = stlfastread(fileName);
toc

因为充分利用的MATLAB对矩阵的处理，提速很明显。

其他

欢迎小伙伴提供 ascii格式的stl