Доступ к вершине меша не по индексу, а по координате (найти ближ. вершину)

subj. Делать цикл по всем вершинам нереально (сетка большая и с неизвестной заранее сегментацией).

Алгоритмов оптимизации поиска в пространстве достаточно много
такие как бинарные деревья (Binary Space Partioning Trees), Octrees, тд.