如何将STL文件中包含的几何模型拓扑信息转换为SDF（符号距离函数）并提供相关的实现代码示例？

将STL文件中的几何模型拓扑信息转换为SDF（符号距离函数）是一个常见的3D建模任务，SDF是一种用于表示空间中某个点与物体边界之间距离的函数，它的值可以在负无穷到正无穷之间变化。以下是基本的步骤：

1. **导入STL文件**：
首先，我们需要使用如`trimesh`这样的库来加载STL文件并创建一个3D网格模型。

import trimesh
mesh = trimesh.load_mesh('model.stl')

2. **计算距离函数**：
`trimesh`库已经内置了计算SDF的功能。你可以通过`SignedDistanceFunction`类来创建SDF实例。

sdf = mesh.signed_distance_function()

3. **数值限制**：
SDF有时会被限制在一个固定的范围内（比如0到1），这有助于减少计算的复杂度。如果需要这样做，可以对结果进行缩放和截断。

sdf = sdf.clip(min_value=0, max_value=1)

4. **转换为数值型输出**：
最终，SDF将返回一个numpy数组，表示每个网格节点的SDF值。负数表示内部，正值表示外部，零位于表面上。

# 获取网格节点的坐标
grid_points, sdf_values = sdf.grid_samples((50, 50, 50), signed=True)

以下是一个简化的代码片段：

import trimesh
import numpy as np

def convert_stl_to_sdf(stl_path):
    mesh = trimesh.load_mesh(stl_path)
    sdf = mesh.signed_distance_function().clip(min_value=0, max_value=1)
    grid_points, sdf_values = sdf.grid_samples((50, 50, 50), signed=True)
    return grid_points, sdf_values

# 使用示例
grid_points, sdf_values = convert_stl_to_sdf('model.stl')

请注意，这只是一个基础的实现，实际应用可能需要更复杂的设置，比如自适应采样或处理非均匀网格。