3D打印CLI文件格式的读取

CLI

英文全称：COMMON LAYER INTERFACE

中文名称：通用层接口。

推荐从官方网址看一下其完整的内容：

(https://www.hmilch.net/downloads/cli_format.html)

简介

通用层接口 (CLI) 是一种通用格式，用于将几何数​​据输入到基于层制造技术 (LMT) 的制造系统模型。适用于树脂的逐层光固化、粉末的烧结或粘合、片材的切割、熔融材料的固化以及任何其他逐层构建模型的系统。

目的

做有关3D打印相关的项目，想从基础的切偏数据（cli文件）入手，但是电脑上没有软件能打开cli文件（打开之后数据部分会乱码）。所以搜集一些资源，希望从cli文件中获取切边的数据信息。便于后面的学习。（新手学习，前后用了三天，涉及到某些知识比如文件读取等一些问题都是现学现用，可能存在一些问题或者更简单办法，希望各位大佬能及时指出，共同进步。）

内容

1.格式的解读，主要是二进制文件的解读

2.python源码

3.Java源码

格式

有二进制数据格式与ASCII数据格式，本文主要是介绍二进制格式，ASCII格式给出官网的例子。两种格式的异如下：

相同点：二者头文件是相同的。

不同点：ASCII格式有几何信息开始标志，二进制没有开始标志，头信息结束之后直接就是数据。

1.ASCII数据格式

下面是官网给的例子

$$HEADERSTART

// This is a example for the use of the Layer Format //

$$ASCII

$$UNITS/1 // all coordinates are given in mm //

// $$UNITS/0.01 all coordinates are given in units 0.01 mm //

$$DATE/070493 // 7. April 1993 //

$$LAYERS/100 // 100 layers //

$$HEADEREND

$$GEOMETRYSTART // start of GEOMETRY-section//

$$LAYER/5.5 // Layer at height z = 5.5 mm//

$$POLYLINE/0,0,5,1.00,2.02,3.30,3.42,5.23,5.01,1.57,5.6,1.00,2.02

$$HATCHES/0,2,10.2,10.4,12.34,12.5,8.8,9.3,15.7,13.2

$$POLYLINE/0,1,10,1.2,4.01,...........

..

..

$$LAYER/5.6

$$POLYLINE/0,0,200,10.23,12.34,..........................

..........

..

..

$$LAYER/15.5

$$POLYLINE/0,0,200,13.23,12.34,..........................

..........

..

..

$$GEOMETRYEND

2.二进制数据格式

给一个我已经读出来的例子，例子中是一个简单的立方体，编号0.01.cli

其中的换行是我人为换的，并不是开始就是这样。

代码

python

此代码是我从该网站得来的，非常感谢宝哥的开源。python源码

但是由于他的代码是一行显示的，后面我经过排版，修复其中几个小问题才能跑起来，不过也存在一个问题。直接运行报错，代码为：

byt_int, = struct.unpack("h", byts)

报错原因是

struct.error: unpack requires a buffer of 2 bytes

但是在报错地方打上断点，程序就能运行了，并且能准确读出信息，由于我对python代码不是很熟悉，简单搜一下没有解决这个问题，就暂时先搁置了，如果有大佬知道还望不吝赐教。下面给出具体代码。

import struct
class Que:  # 定义一个队列的类
    def __init__(self):
        self.L = []

    def creat_que(self, num):  # 创建队列
        for i in range(0, num):
            self.L.append(str(b'x'))  #
            return self.L

    def push(self, item):  # 在末尾增加一个，开头删除一个，实现栈操作
        self.L.append(item)
        if self.L.__len__() > 11:
            self.L.pop(0)
        return self.L

    def str_head(self):
        st = [item.replace("b'", '')  # 从链表L中将b'删去
              for item in self.L]
        st = [item.replace("'", '')  # 从链表L中将'删去
              for item in st]
        st = ''.join(st)  # 连接字符串
        return st  # 返回一个字符串

    def b2int(self):  # 将读取到的二进制字节转化为 unsign int (2个字节)
        un_int, = struct.unpack("h", self.L[0])  # h在python中是整型
        return un_int

que_headerend = Que()  # 实例化一个对象来处理$$HEADEREND
que_headerend.creat_que(11)  # 创建一个包含11个元素的队列,用于判断是不是头部信息结束
que_layer = Que()  # 实例化一个对象来
que_layer.creat_que(2)  # 队列,用于寻找128/129

class Structure:
    def __init__(self, f_dir, f_w):  # CI，id，dir，n，p1x，p1y，... pnx，pny
        self.UNIT = 0  # 单位
        self.LAYERS = 0  # 多少层
        self.f = f_dir  # 二进制文件？？？
        self.f_ascii = f_w  # 输出文件？??
        self.head = {}
        self.CI_start = 0  # 128/129？？？
        self.layer_thick = 0  # 层厚
        self.CI_layer = 0  # 128/129？？？
        self.id = 0  # 标识
        self.dir = 0  # 顺时针还是逆时针？？？
        self.n = 0  # 点的个数
        self.pn = []  # 坐标

    def rep(self, byts):  # 格式替换
        s = str(byts).replace("b", '')
        s = s.replace("'", '')
        return s

    def get_head(self):  # 获取文件头，返回一个字典
        f = self.f
        byts = ' '
        d_Ls = []
        L = []

        while byts:  # 开始循环读取二进制数据
            byts = f.read(1)  #头文件一次读一个字节
            que_headerend.push(str(byts))  # 末尾增加一个刚读到的字符，删去一个前面的字符
            s = que_headerend.str_head()  # 记住s里中最多有11个数据
            byt = self.rep(byts)  # 转换成无符号整型
            L.append(byt)  # L中添加这个数据
            if s == "$$HEADEREND":  # 如果发现了头结束，说明头结束了，去得到一些信息（如层厚等）
                # print("$$HEADEREND FOUND!")
                sL = ''.join(L)  #
                sL = sL.replace("\\n", '')  # 去掉换行符号，得到下面的字符串
                '''sL = $$HEADERSTART$$BINARY$$UNITS/00000000.010000$$VERSION/200$$LABEL/1,part1$$DATE/200620$$DIMENSION
                    /00000072.796799,00000032.592602,00000019.950001,00000132.546799,00000092.342598,00000025.799999
                    $$LAYERS/000040$$HEADEREND   '''
                Ls = sL.split("$$")  # 用$$分割成单独的
                ''' Ls = ['', 'HEADERSTART', 'BINARY', 'UNITS/00000000.010000', 'VERSION/200', 'LABEL/1,part1', 'DATE/200620',
                 'DIMENSION/00000072.796799,00000032.592602,00000019.950001,00000132.546799,00000092.342598,00000025.799999',
                 'LAYERS/000040', 'HEADEREND'] '''
                Ls = [s for s in Ls if '/' in s]  # 如果有/就保存，没有就删去
                ''' Ls = ['UNITS/00000000.010000', 'VERSION/200', 'LABEL/1,part1', 'DATE/200620', 'DIMENSION/00000072.796799,00000032.592602,
                00000019.950001,00000132.546799,00000092.342598,00000025.799999', 'LAYERS/000040']  '''
                Ls = [item.split('/') for item in Ls]  # 用/分割成小数组
                '''  Ls = [['UNITS', '00000000.010000'], ['VERSION', '200'], ['LABEL', '1,part1'], ['DATE', '200620'],
                ['DIMENSION', '00000072.796799,00000032.592602,00000019.950001,00000132.546799,00000092.342598,00000025.799999'],
                ['LAYERS', '000040']]                '''
                d_Ls = dict(Ls)  # 转化成字典
                '''  d_Ls = {'UNITS': '00000000.010000', 'VERSION': '200', 'LABEL': '1,part1', 'DATE': '200620', 'DIMENSION':
                 '00000072.796799,00000032.592602,00000019.950001,00000132.546799,00000092.342598,00000025.799999', 'LAYERS': '000040'}  '''
                self.UNIT = float(d_Ls['UNITS'])  # 得到单位
                self.LAYERS = int(d_Ls['LAYERS'])  # 得到层数
                return d_Ls
                break

    def get_layer(self):
        f1 = self.f_ascii
        byts = ' '
        byt = 0
        L = []
        n = 1
        while byts:
            byts = self.f.read(2)  # 因为数据是我无符号整型，所以要一次读两个字节
            byt_int, = struct.unpack("h", byts)  # 进行格式转换成无符号整型
            if byt_int == 128:  # 如果是128
                f1.write(str(byt_int))  # 写入128
                f1.write('\n')  # 换行
                byts = self.f.read(2)  # 读两个
                byt_int, = struct.unpack("h", byts)  # 转换格式
                f1.write(str(byt_int * self.UNIT))  # 写入层厚
                f1.write('\n')
            elif byt_int == 129:  # 写入129
                f1.write(str(byt_int))
                f1.write('\n')  # 写入层厚mm
                byts = self.f.read(2)
                byt_int, = struct.unpack("h", byts)
                f1.write(str(byt_int * self.UNIT))
                f1.write('\n')  # 写入内/外轮廓(0:内轮廓；1：外轮廓)
                byts = self.f.read(2)
                byt_int, = struct.unpack("h", byts)
                f1.write(str(byt_int))
                f1.write('\n')  # 写入顶点的个数
                byts = self.f.read(2)
                byt_int, = struct.unpack("h", byts)
                f1.write(str(byt_int))
                f1.write('\n')
                m = 2 * byt_int
                while m > 0:
                    byts = self.f.read(2)
                    byt_int, = struct.unpack("h", byts)
                    cod = byt_int * self.UNIT
                    cod = round(cod, 2)
                    f1.write(str(cod))
                    f1.write(',')
                    m -= 1
                    f1.write('\n')
        return 1

#下面要替换成自己的文件路径
f = open('D:/py_dir/CLI/tt.cli', 'rb')
f_ascii = open('D:/py_dir/CLI/tt1.cli', 'w')
structure = Structure(f, f_ascii)
d = structure.get_head()
n = structure.get_layer()
layers = structure.LAYERSf.close()
f.closed()  #一定要记得关闭数据
f_ascii.close() #一定要记得关闭数据

java

源码在放在我写的blog里面了[http://www.welcomefsjblog.top/archives/3d打印cli格式文件的读取]

用了差不多一天才写出来，果然是个小垃圾。期间遇到很多问题，查了一些书或者有些从别人博客上看的，因为好多所以有些网址都忘了，非常不好意思白嫖了那么多大佬的解决办法。

代码还是有很多可以优化的地方，因为我的目的也不是得到这个输出的文件，而是直接在程序中对数据进行加工处理，在这只是给出代码给后面想读取cli文件的朋友提供直接的方法，避免走弯路而已。（自己确实走了很多弯路，相关资料不是很多）。

还是推荐各位去看官网的详细说明，本篇只是用到了无符号整型，以及没有任何的填充信息，所以代码跑起来不一定能够成功，只是提供一种思路而已，不至于无从下手。

参考网址

1.cli入门

2.python源码

3.激光选区熔化分区扫描策略算法生成及软件系统实现——硕士论文