安装和试用

trimesh是 Python 中用于加载、处理、分析和渲染三维网格数据的开源库。它支持常见的三维模型格式，并提供丰富的几何计算、网格操作和可视化功能，常用于三维重建、机器人、计算机视觉、CAD、3D 打印、仿真等场景。

pip install trimesh -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

安装完成后，可以先画一个立方体，如图所示

代码如下

import trimesh

box = trimesh.creation.box(extents=[1, 1, 1])
box.visual.face_colors = [0, 255, 0, 128]
box.show()
box.export('box.stl')

四行代码，依次是创建立方体、设置立方体的颜色、弹出绘图窗口、将三维模型存储为stl格式。

几何对象

trimesh的creation模块支持从零开始生成3D网格模型，提供了一些基本几何体。大部分几何体在创建时都有transform参数，用于指定几何体的位姿，其实质上是一个$4\times 4$矩阵，左上角的$3\times 3$是旋转矩阵，第四列是$[d_x,d_y,d_z,1{]}^T$，下表中，支持transform参数的用🔄标记。

函数	对象	关键参数	说明
box	长方体🔄	extents, bounds
cylinder	圆柱体🔄	radius, height, sections, segments
cone	圆锥体🔄	radius, height, sections
icosahedron	正二十面体
uv_sphere	UV球	polygon, triangle_args, engine, force_vertices
icosphere	正二十面体球	subdivisions, radius
torus	圆环🔄	major_radius, minor_radius, major_sections, minor_sections
capsule	胶囊🔄	height, radius, count
random_soup	随机三角形碎片
annulus	环形汽缸🔄	r_min, r_max, height, sections, segment
axis	坐标系指示器🔄	origin_size, origin_color, axis_radius, axis_length
camera_marker	相机标记

这些几何体形状如下

绘图代码为

import numpy as np
import trimesh
import trimesh.creation as tc

# camera_marker 需要传入一个 Camera 对象
cam = trimesh.scene.Camera(resolution=(100, 100), fov=(60, 60))

shapeDct = {
   "box": tc.box(extents=[1, 1, 1]),
   "cylinder": tc.cylinder(radius=0.5, height=1),
   "cone": tc.cone(radius=0.5, height=1),
   "icosahedron": tc.icosahedron(),
   "uv_sphere": tc.uv_sphere(radius=0.5),
   "icosphere": tc.icosphere(radius=0.5, subdivisions=2),
   "torus": tc.torus(major_radius=0.5, minor_radius=0.2),
   "capsule": tc.capsule(radius=0.3, height=1),
   "random_soup": tc.random_soup(),
   "annulus": tc.annulus(r_min=0.3, r_max=0.5, height=0.5),
   "axis": tc.axis(axis_length=0.5),
   "camera_marker": tc.camera_marker(cam)[1],
}

scene = trimesh.Scene()
cols = 4       # 每行 4 个
spacing = 1.5  # 对象之间的间距
for i,key in enumerate(shapeDct):
   print(key)
   geom = shapeDct[key]
   row, col = divmod(i, cols)
   x, y = col * spacing, -row * spacing  # 计算当前对象的平移位置
   geom.apply_translation([x, y, 0])      # 应用平移并添加到主场景
   scene.add_geometry(geom)

scene.show()