将 3D 对象切片/栅格化到图像堆栈时，如何标记轮廓的内/外？

问：

对于 3D 打印，我们将数字对象切成图像堆栈，以便使用 3D 打印机逐层堆叠它们。切片完成后，如何标记内/外以设置实心部分？

1. STL 模型：

2. 切片：

3. 一个图像堆栈的示例（切片）：

但需要保留或标记轮廓的内/外轮廓，比如说内部是黑色的，这样 3D 打印机就会打印出来并跳过白色的外部。目标填充在轮廓内部，如下图所示：

尝试 1

import pyvista as pv

mesh = pv.read('./haus.stl')
slices = mesh.slice_along_axis(n=20, axis='z', progress_bar=True) 

# show single slice with camera setting
slices[15].plot(cpos=[0, 1, 1], line_width=5, parallel_projection=True,)

# save slices (outcome is as step.3 image stack)
for i in range(20):
    p = pv.Plotter(off_screen=True)
    p.add_mesh(slices[i])
    p.camera_position = 'zy'
    p.enable_parallel_projection()
    im_name = "im_slice_" + str(i) + ".jpg"
    p.screenshot(im_name)


# Try voxelize (as ans from https://stackoverflow.com/questions/75300529)
voxels = pv.voxelize(mesh, density=mesh.length / 100)

# Try pv.Plane() (not test yet)
plane=pv.Plane()
plane.compute_implicit_distance(mesh, inplace=True)
np.sign(plane.point_data['implicit_distance'])
#i_resolution=?, j_resolution=?


# Try vtk (not test yet)
# https://stackoverflow.com/questions/68191368

体素化模型：

体素切片：

但似乎不太合适。需要构建一个非常精细的网格来恢复边界。voxelize sliced

尝试 2 个 VTK 示例

显示 STL：

只需添加 STL 读取器和映射器：

filename = './haus.stl'
    
reader = vtkSTLReader()
reader.SetFileName(filename)
reader.Update()

stlMapper = vtk.vtkPolyDataMapper()
stlMapper.SetInputConnection(reader.GetOutputPort())
polydata = stlMapper
print("Get GetOrigin", polydata.GetCenter()) 
sphereSource = reader

切片结果：

尝试 2 几乎完成了工作，但无法弄清楚 SetExtent/SetOrigin 效果。输出图像都适合轮廓的尺寸，因此每个输出图像 WXH 都不相同。

尝试 3 个 3D Silcer 示例

仅更改某些代码，如下所示：

inputModelFile = "./data/haus.stl"
outputDir = "./outputs/"
...
for i in range(80,140, 10):
  imageio.imwrite(f"{outputDir}/image_{i:03}.jpg", 255 - outputLabelmapVolumeArray[i]) # Inverting Colors

结果似乎是可以接受的，但需要将来修改一些代码以匹配分辨率、位置、间距等。那么，有没有一种更精简、更高效的方法来自动化类似的工作呢？