通過kinect實現3d掃描建立打印模型（processing、skanect、ReconstructMe）

http://www.sigvc.org/bbs/thread-722-1-1.html

在本文中將詳細梳理使用Kinect進行3d掃描的過程，一共包含3種實現方法：processing編程實現、skanect軟件實現、ReconstructMe軟件實現。RecontructMe只能基於32位系統的驅動與kinect連接，而skanect與processing不論是32位還是64位都可以較好的兼容。

Comparison of ReconstructMe, KinectFusion and Skanect：

我們首先來看ReconstructMe:
ReconstructMe是基於32位系統的，但是在64位操作系統下仍舊使用32位的kinect驅動以及ReconstructMe。
ReconstructMe官方網址：http://reconstructme.net/
官網中針對不同的用戶，有免費版以及收費版兩種軟件，具體下載地址爲：http://reconstructme.net/projects/reconstructme-console/
下載完成以後，先不要安裝，在安裝ReconstructMe之前我們首先需要安裝Kinect的驅動，具體步驟如下：

下載32位openni驅動包，下載地址：

Dropbox下載地址：
https://www.dropbox.com/s/n55mr8q1j0nzyru/Sensor%20Driver%20Package%
20×86%201.5.2.zip
堅果雲下載地址：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/uGqA8e_Y18lRqUluPrFMdXnCzq3o0ko9_Eh_5yDu-3U
2.解壓驅動包，首先安裝OpenNI，再然後是SensorKinect，然後是SensorPrimesense。（在安裝之前，一定要把原來kinect的驅動卸載掉）
3.全部安裝完成以後，重啓
4.將你的Kinect連接上電腦，可以通過查看控制面板中的設備管理器，檢查你的電腦是否已經識別Kinect.

5.確認Kinect已經能和電腦通信之後，安裝下載好的ReconstructMe，安裝完以後運行目錄中的Start ReconstructMe Scan OpenNI.bat，注意不是ReconstructMe.exe。然後根據提示進行操作即可
附圖：

接下來是通過skanect進行3d掃描：
Skanect官方網址：http://skanect.manctl.com
下載地址：http://manctl.com/products.html（頁面中含有詳細的安裝步驟，但是一些鏈接已經失效，在後面的安裝步驟中含有其他下載鏈接）
詳細安裝步驟：

下載skanect
下載kinect驅動包：

Dropbox下載地址：
https://www.dropbox.com/s/734160v5imqyd5d/kinect%20driver%20package%20for%2064bit.zip
堅果雲下載地址：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/sm_vNwOtndapU8ya3p46l6BXj-ujPkDmnt7JrTnhjoc
3. 下載完驅動包以後，首先安裝OpenNI，然後是NITE，再然後是sensor（此文件也就是Primesense），最後是SensorKinect.
4.把kinect通過USB連接到電腦，檢查控制面板中的設備管理器，判斷是否已經連接成功。
5.安裝skanect並運行skanect.exe
(備註：
1. 若基於32位操作系統，當使用skanect應下載之前ReconstructMe的所需的驅動，並附加NITE（具體安裝順序如上所示）：
dropbox下載：https://www.dropbox.com/s/alvz98xzchlhlqj/NITE-Win32-1.5.2.21-Dev.zip
堅果雲下載：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/pw4suN5cAEsSIyTDyMGLaoAIw3Dfc6baECBR_1udBkY
2. 若運行skanect時，提示未查找到openni.dll則需根據你安裝的目錄找到openni.dll並複製到system32中！)
附圖：

最後一種方法是通過processing編程實現，對於使用過Processing或者java的人比較適用。雖然自己之前沒有接觸過java，但還是嘗試了一下，歡迎大家一起折騰，具體步驟：

首先還是需要安裝Kinect的驅動（本人親測爲安裝64位的驅動，如果你使用的操作系統是32位的還需安裝NITE，因爲後面調用processing庫是需使用到）
Processing的simple-openni庫下載及安裝:

http://code.google.com/p/simple-openni/downloads/list
(木有接觸過processing的，百度一下即可找到，下載該軟件並根據官網指示瞭解如何安裝庫文件)
3.Coding!
Processing代碼：

普通瀏覽複製代碼

import processing.opengl.*;
import SimpleOpenNI.*;
import kinectOrbit.*;
KinectOrbit myOrbit;
SimpleOpenNI kinect;
String turnTableAngle = "0";
ArrayList scanPoints = new ArrayList(); // PointCloud
ArrayList scanColors = new ArrayList(); // Object Colors
ArrayList objectPoints = new ArrayList(); // PointCloud
ArrayList objectColors = new ArrayList(); // Object Colors
float baseHeight = ; // Height of the Model's base//1
float modelWidth = ;//2
float modelHeight = ;//3
PVector axis = new PVector(0, baseHeight, );//4
int scanLines = 200;
int scanRes = 1;
float[] shotNumber = new float[3];
int currentShot = 0;
public void setup()
{
size(800, 600, OPENGL);
// Orbit
myOrbit = new KinectOrbit(this, 0, "kinect");
myOrbit.drawCS(true);
myOrbit.drawGizmo(true);
myOrbit.setCSScale( );//5
myOrbit.drawGround(true);
// Simple-openni
kinect = new SimpleOpenNI(this);
kinect.setMirror(false);
kinect.enableDepth();
kinect.enableRGB();
kinect.alternativeViewPointDepthToImage();
for (int i = 0; i < shotNumber.length; i++)
{
shotNumber<i> = i * (2 * PI) / shotNumber.length;
}
}
public void draw()
{
kinect.update(); // Update Kinect data
background(0);
myOrbit.pushOrbit(this); // Start Orbiting
drawPointCloud(5);
updateObject(scanLines, scanRes);
if(currentShot>0&¤tShot<4)
{
scan();
}
drawObjects();
drawBoundingBox(); // Draw Box Around Scanned Objects
kinect.drawCamFrustum(); // Draw the Kinect cam
myOrbit.popOrbit(this); // Stop Orbiting
}
void drawPointCloud(int steps)
{
// draw the 3D point depth map
int index;
PVector realWorldPoint;
stroke(255);
for (int y = 0; y < kinect.depthHeight(); y += steps)
{
for (int x = 0; x < kinect.depthWidth(); x += steps)
{
index = x + y * kinect.depthWidth();
realWorldPoint = kinect.depthMapRealWorld()[index];
stroke(150);
point(realWorldPoint.x, realWorldPoint.y, realWorldPoint.z);
}
}
}
void drawObjects()
{
pushStyle();
strokeWeight(4);
for (int i = 1; i < objectPoints.size(); i++)
{
stroke(objectColors.get(i).x, objectColors.get(i).y, objectColors.get(i).z);
point(objectPoints.get(i).x, objectPoints.get(i).y, objectPoints.get(i).z + axis.z);
}
for (int i = 1; i < scanPoints.size(); i++)
{
stroke(scanColors.get(i).x, scanColors.get(i).y, scanColors.get(i).z);
point(scanPoints.get(i).x, scanPoints.get(i).y, scanPoints.get(i).z + axis.z);
}
popStyle();
}
void drawBoundingBox()
{
stroke(255, 0, 0);
line(axis.x, axis.y, axis.z, axis.x, axis.y + 100, axis.z);
noFill();
pushMatrix();
translate(axis.x, axis.x + baseHeight + modelHeight / 2, axis.z);
box(modelWidth, modelHeight, modelWidth);
popMatrix();
}
void scan()
{
for (PVector v : scanPoints)
{
boolean newPoint = true;
for (PVector w : objectPoints)
{
if (v.dist(w) < 1)
newPoint = false;
}
if (newPoint)
{
objectPoints.add(v.get());
int index = scanPoints.indexOf(v);
objectColors.add(scanColors.get(index).get());
}
}
}
void updateObject(int scanWidth, int step)
{
int index;
PVector realWorldPoint;
scanPoints.clear();
scanColors.clear();
float angle=(currentShot-1)*2*PI/3;
rotateY(angle);
line(0,0,100,0);//draw a line at the base of the bounding box to indicate the rotation
int xMin = (int) (kinect.depthWidth() / 2 - scanWidth / 2);
int xMax = (int) (kinect.depthWidth() / 2 + scanWidth / 2);
for (int y = 0; y < kinect.depthHeight(); y += step)
{
for (int x = xMin; x < xMax; x += step)
{
index = x + (y * kinect.depthWidth());
realWorldPoint = kinect.depthMapRealWorld()[index];
color pointCol = kinect.rgbImage().pixels[index];
if (realWorldPoint.y < modelHeight + baseHeight && realWorldPoint.y > baseHeight)
{
if (abs(realWorldPoint.x - axis.x) < modelWidth / 2)
{ // Check x
if (realWorldPoint.z < axis.z + modelWidth / 2 && realWorldPoint.z > axis.z -modelWidth / 2)
{ // Check z
PVector rotatedPoint;
realWorldPoint.z -= axis.z;
realWorldPoint.x -= axis.x;
rotatedPoint = vecRotY(realWorldPoint, angle);
scanPoints.add(rotatedPoint.get());
scanColors.add(new PVector(red(pointCol), green(pointCol), blue(pointCol)));
}
}
}
}
}
}
PVector vecRotY(PVector vecIn, float phi)
{
// Rotate the vector around the y-axis
PVector rotatedVec = new PVector();
rotatedVec.x = vecIn.x * cos(phi) - vecIn.z * sin(phi);
rotatedVec.z = vecIn.x * sin(phi) + vecIn.z * cos(phi);
rotatedVec.y = vecIn.y;
return rotatedVec;
}
public void keyPressed() {
switch(key)
{
case 's':
currentShot++;
break;
case 'c': // Clear the object points
objectPoints.clear();
objectColors.clear();
currentshot=0;
break;
case 'e': // Export the object points
exportPly('0');
break;
case '+': // Increment the number of scanned lines
scanLines++;
println(scanLines);
break;
case '-': // Decrease the number of scanned lines
scanLines--;
println(scanLines);
break;
}
}

代碼下載地址：
Dropbox下載：https://www.dropbox.com/s/90fttmvheag2k2r/scan.pde
堅果雲下載：https://jianguoyun.com/c/pubfile/GHAf-ZzTMjgr1KNNinHgpWf7QKdTmBu2Z-2SIU_YbE8
收工！

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