使用Open3D与Trimesh读取同一.obj文件顶点数差异原因排查

我分别使用Open3D和Trimesh模块读取同一OBJ网格文件，代码如下：

import open3d as o3d
import trimesh

mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(meshfile)
print(mesh)
mesh_ = trimesh.load_mesh(meshfile)
print(mesh_)

输出结果为：

TriangleMesh with 224946 points and 74996 triangles.
<trimesh.Trimesh(vertices.shape=(37486, 3), faces.shape=(74996, 3))>

可见Open3D获取到224946个顶点，而Trimesh仅获取到37486个顶点，二者三角形数量均为74996。我输出了两者的顶点与三角面数据：

____mesh_vert____:
 [[-0.77349651 -0.17361518 -0.5339487 ]
 [-0.77405303 -0.17450994 -0.52660068]
 [-0.77472924 -0.17558702 -0.51311542]
 ...
 [ 0.85712222  0.03432839  0.45968683]
 [ 0.8533449   0.04001502  0.4399732 ]
 [ 0.85333683  0.04001284  0.44043044]]
____mesh_vertices____:
 [[-0.77714473 -0.16696896 -0.52666056]
 [-0.77481598 -0.16823091 -0.53799069]
 [-0.77349651 -0.17361517 -0.53394872]
 ...
 [ 0.85654795  0.03840274  0.44923028]
 [ 0.85598844  0.03371801  0.43383372]
 [ 0.85334492  0.04001502  0.43997321]]
____mesh_triangles____:
 [[     0      1      2]
 [     3      4      5]
 [     6      7      8]
 ...
 [224937 224938 224939]
 [224940 224941 224942]
 [224943 224944 224945]]
____mesh_faces____:
 [[    8     7     0]
 [    0     1     8]
 [    9     8     1]
 ...
 [37465 37466 37485]
 [37484 37485 37482]
 [37482 37481 37484]]

请问造成该顶点数差异的原因是什么？

解答： #

核心原因是两个库对OBJ文件中顶点属性（如UV、法线）的处理逻辑不同：

• Open3D默认保留所有带不同属性的顶点副本：OBJ文件中，同一个空间位置的顶点如果绑定了不同的UV坐标或法线，会被拆分成多个独立顶点存储。比如一个顶点在不同三角面里有不同的UV，Open3D会把它当成多个顶点，这就导致顶点数大幅增加，和三角面的顶点索引一一对应。

• Trimesh默认合并空间位置完全相同的顶点：不管顶点的UV、法线属性是否不同，只要空间坐标一致，Trimesh就会自动合并成一个顶点，同时调整三角面的索引指向合并后的顶点。这就是为什么Trimesh的顶点数远少于Open3D，但三角面数量不变。

从输出的三角面数据也能佐证这点：Open3D的三角面索引是连续递增的（每个三角面用3个新索引），而Trimesh的索引是重复复用的，说明很多顶点被合并了。

如果要让Open3D的顶点数和Trimesh一致，可以调用mesh.remove_duplicated_vertices()方法合并重复顶点；如果要让Trimesh保留所有属性拆分的顶点，可以在加载时指定process=False参数：trimesh.load_mesh(meshfile, process=False)。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Keddrick Yue