向CGAL的Polyhedron_3中添加访问一环邻域顶点功能

CGAL的Polyhedron_3缺省情况下不直接提供遍历一环顶点的功能，而这又是一个比较常用的操作。因此考虑通过扩展顶点和Polyhedron_3来实现这个功能。其实我实在是刚刚接触CGAL，谢谢学习过程中群里天堂序曲的帮助。希望路过的朋友们发现错误的话，帮忙指出来，谢谢大家了。

如果把模板参数写全的话（实际上还省略了一个），声明一个Polyhedron对象是这样的：Polyhedron_3<Traits, CGAL::Polyhedron_items_3, CGAL::HalfedgeDS_default> Polyhedron;

一个Polyhedron所使用的底层的顶点、面和半边的类型实际上是由Polyhedron_3的模板参数中的Polyhedron_items_3封装的。因此在扩展顶点、面或边的时候还要相应的修改这个items封装类。

首先扩展顶点类，其中的OutputOneRingNeighbours函数只是为了测试用：

template<class Refs, class Point>

class Enhanced_Vertex : public CGAL::HalfedgeDS_vertex_base<Refs, CGAL::Tag_true, Point>

{

private:

    std::list<Enhanced_Vertex> m_OneRingNeighbours;

public:

    Enhanced_Vertex(){}

    ~Enhanced_Vertex(){}

    //重要！非默认构造函数必须提供，否则编译器不知道怎样用Point<R_>构造一个Enhanced_Vertex对象

    //会产生cannot convert parameter 1 from 'const CGAL::Point_3<R_>' to 'const My_vertex<Refs,P> & 这样的错误

    //所以在扩展的时候必须提供非默认构造函数，告诉编译器怎样使用Point

    Enhanced_Vertex(const Point & pt):CGAL::HalfedgeDS_vertex_base<Refs, CGAL::Tag_true, Point>(pt){}

    std::list<Enhanced_Vertex> & OneRingNeighbours(){ return m_OneRingNeighbours; }

    void OutputOneRingNeighbours()

    {

        std::list<Enhanced_Vertex>::iterator it;

        for(it = m_OneRingNeighbours.begin(); it != m_OneRingNeighbours.end(); ++it)

        {

            std::cout<<it->point()<<std::endl;

        }

    }

};

然后在items封装类里进行相应修改：

struct Enhanced_Items : public CGAL::Polyhedron_items_3

{

    template<class Refs, class Traits>

    struct Vertex_wrapper

    {

        typedef typename Traits::Point_3 Point;

        typedef Enhanced_Vertex<Refs, Point> Vertex;

    };

};

这个时候顶点只是具有了存储其一环邻域顶点的功能。获取一环顶点的功能我是通过扩展Polyhedron_3来添加的，也可以通过Functor或者直接在顶点类里添加。

template<class traits, class items>

class Enhanced_Polyhedron_3 : public CGAL::Polyhedron_3<traits, items>

{

public:

    typedef typename Halfedge_around_vertex_circulator HV_circulator;

private:

public:

    void GetOneRingNeighbourVertices()

    {

        HV_circulator pHalfedge,temp;

        for(Vertex_iterator it = vertices_begin(); it != vertices_end(); ++it)

        {

            pHalfedge = it->vertex_begin();

            temp = pHalfedge;

            CGAL_For_all(pHalfedge, temp)

            {

                (it->OneRingNeighbours()).push_back(*(pHalfedge->opposite()->vertex()));

            }

        }

    }

};

下面是测试程序，只输出了一个顶点的一环邻域：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    typedef CGAL::Simple_cartesian<double> Kernel;

    typedef Enhanced_Polyhedron_3<Kernel,Enhanced_Items> Mesh;

    typedef Mesh::Vertex_iterator Vertex_iterator;

    std::string filepath = "F:\\3DModels\\cube\\cube_r.off";

    std::ifstream file(filepath);

    Mesh somemesh;

    file>>somemesh;

    somemesh.GetOneRingNeighbourVertices();

    Vertex_iterator it = somemesh.vertices_begin();

    std::cout<<"current vertex: "<<it->point()<<std::endl;

    it->OutputOneRingNeighbours();

    system("pause");

    return 0;

}

关于扩展过程中模板参数的讨论：

模板参数可以根据具体的需要添加。比如顶点类默认的模板参数可能是Refs和Point，在需要添加法向量的时候，如果法向量想使用Polyhedron的Traits类中的某种类型，则可以添加一个法向量类型的模板参数：

template <class Refs, class Point, class Normal>

class Enriched_vertex : public CGAL::HalfedgeDS_vertex_base<Refs, CGAL::Tag_true, Point>

{

public:

    typedef typename N Normal;

    ...

private:

    Normal m_normal;

    ...

public:

    Enriched_vertex(){}

    // repeat mandatory constructors

    Enriched_vertex(const P& pt) : CGAL::HalfedgeDS_vertex_base<Refs, CGAL::Tag_true, Point>(pt)

    {

    }

    // normal

    Normal&    normal() { return    m_normal;    }

    const    Normal&    normal() const { return    m_normal;    }

    ...

};

模板参数的特化实际也是在items封装类里进行的：

struct Enriched_items : public CGAL::Polyhedron_items_3

{

    // wrap    vertex

    template <class Refs, class Traits>

    struct Vertex_wrapper

    {

        typedef typename Traits::Vector_3 Normal;

        typedef Enriched_vertex<Refs, Point, Normal> Vertex;

    };

    ...

};