基于VTK沿重叠接缝缝合两网格且不改动非接缝区域的方法

核心原则是仅操作接缝邻接的局部区域，完全保留非接缝区域的原有网格结构，全程不做全局重剖分，具体实现步骤如下：

步骤1：精准定位接缝邻接的待修改区域 #

• 先用vtkAppendPolyData将粗、密两个网格拼接为单个vtkPolyData对象，初始阶段不执行任何点合并操作，保留两个网格的原始拓扑。
• 调用拼接后网格的BuildLinks()方法构建单元-点、单元-单元的邻接索引，遍历所有三角面的边，统计每条边所属的三角面数量：仅被1个三角面引用的边即为网格边界边，按来源分别标记为粗网格边界、密网格边界。
• 给两类边界边构建空间单元格定位器（用vtkStaticCellLocator即可），遍历两类边界边，将空间距离小于容差（取模型包围盒对角线长度的1e-6，不要用固定值）的边对标记为接缝边。所有和接缝边直接相连的三角面，统一标记为待删除面。
• 收集所有待删除面包含的顶点、所有接缝边上的顶点，组成局部重剖分的专用点集，不要纳入任何非接缝区域的点，从根源上避免后续操作影响原有网格结构。

步骤2：局部约束三角剖分闭合间隙 #

• 从拼接网格中移除所有标记为待删除的三角面，剩余的面全部保留，不做任何修改，这部分就是最终网格里不需要变动的主体结构。
• 整理剖分需要的约束边集合：一是两侧网格上标记为接缝的所有边，二是待删除面移除后，剩余保留网格上和剖分区域接壤的所有边界边。约束边的作用是保证剖分结果和原有保留网格完全拓扑连通，不会出现新的缝隙，同时约束剖分范围不会越界。
• 不要使用全局模式的vtkDelaunay2D做剖分：针对收集到的局部点集，单独传入vtkDelaunay2D，关闭BoundingTriangulation选项，不要使用默认的全局XY平面做投影。先对局部点集做协方差分析，拟合点集对应的局部切平面，将所有局部点投影到该切平面上完成二维Delaunay剖分，再将生成的三角面顶点映射回原始三维坐标——这个处理可以适配z≠F(x,y)的非平面区域，不会出现面翻转、原有结构破坏的问题。
• 将剖分生成的新三角面，和之前保留的未修改网格面合并，调用vtkCleanPolyData，设置和之前一致的点合并容差，仅合并接缝处空间位置完全重合的重复点即可，注意不要把容差设置过大，避免误合并非接缝区域的独立点。

之前尝试方案失效的原因 #

• 直接调用vtkDelaunay2D做全局重剖分：默认没有添加约束边，且使用全局XY平面做投影，不仅会破坏原有网格的拓扑结构，遇到非平面区域时必然出现面错乱的问题。
• 基于vtkFeatureEdges的边界分段匹配方案：vtkFeatureEdges默认会提取所有满足特征角阈值的边，不止是接缝边界，且分段后默认按点序匹配，由于两侧网格节点间距不一致，点序列长度、顺序都无法对齐，自然找不到正确的重叠分段。
• vtkDecimatePro方案：该类的设计目标是全局网格简化，会无差别修改全网格的面结构，完全不符合仅修改接缝区域的需求。

关键调优提示 #

• 所有涉及空间判断的容差都要基于模型包围盒的相对比例设置，不要使用固定绝对值，才能适配任意形态的随机接缝。
• 邻接关系判断必须依赖BuildLinks()生成的拓扑索引，不要单纯靠点坐标距离判断邻接，避免浮点误差导致误标记待删除面。
• 每次局部剖分都要单独计算对应区域的局部投影切平面，不要复用全局投影平面，保证非平面区域的剖分结果正确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Derek Eden