通过kinect实现3d扫描建立打印模型（processing、skanect、ReconstructMe）

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

在本文中将详细梳理使用Kinect进行3d扫描的过程，一共包含3种实现方法：processing编程实现、skanect软件实现、ReconstructMe软件实现。RecontructMe只能基于32位系统的驱动与kinect连接，而skanect与processing不论是32位还是64位都可以较好的兼容。

Comparison of ReconstructMe, KinectFusion and Skanect：



我们首先来看ReconstructMe:
ReconstructMe是基于32位系统的，但是在64位操作系统下仍旧使用32位的kinect驱动以及ReconstructMe。
ReconstructMe官方网址：http://reconstructme.net/
官网中针对不同的用户，有免费版以及收费版两种软件，具体下载地址为：http://reconstructme.net/projects/reconstructme-console/
下载完成以后，先不要安装，在安装ReconstructMe之前我们首先需要安装Kinect的驱动，具体步骤如下：

• 下载32位openni驱动包，下载地址：
  

Dropbox下载地址：
https://www.dropbox.com/s/n55mr8q1j0nzyru/Sensor%20Driver%20Package%
20×86%201.5.2.zip
坚果云下载地址：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/uGqA8e_Y18lRqUluPrFMdXnCzq3o0ko9_Eh_5yDu-3U
2.解压驱动包，首先安装OpenNI，再然后是SensorKinect，然后是SensorPrimesense。（在安装之前，一定要把原来kinect的驱动卸载掉）
3.全部安装完成以后，重启
4.将你的Kinect连接上电脑，可以通过查看控制面板中的设备管理器，检查你的电脑是否已 经识别Kinect.
 
5.确认Kinect已经能和电脑通信之后，安装下载好的ReconstructMe，安装完以后运行目录中的Start ReconstructMe Scan OpenNI.bat，注意不是ReconstructMe.exe。然后根据提示进行操作即可
附图：
 


接下来是通过skanect进行3d扫描：
Skanect官方网址：http://skanect.manctl.com
下载地址：http://manctl.com/products.html（页面中含有详细的安装步骤，但是一些链接已经失效，在后面的安装步骤中含有其他下载链接）
详细安装步骤：

• 下载skanect
• 下载kinect驱动包：
  

Dropbox下载地址：
https://www.dropbox.com/s/734160v5imqyd5d/kinect%20driver%20package%20for%2064bit.zip
坚果云下载地址：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/sm_vNwOtndapU8ya3p46l6BXj-ujPkDmnt7JrTnhjoc
3. 下载完驱动包以后，首先安装OpenNI，然后是NITE，再然后是sensor（此文件也就是Primesense），最后是SensorKinect.
4.把kinect通过USB连接到电脑，检查控制面板中的设备管理器，判断是否已经连接成功。
5.安装skanect并运行skanect.exe
(备注：
1. 若基于32位操作系统，当使用skanect应下载之前ReconstructMe的所需的驱动，并附加NITE（具体安装顺序如上所示）：
dropbox下载：https://www.dropbox.com/s/alvz98xzchlhlqj/NITE-Win32-1.5.2.21-Dev.zip
坚果云下载：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/pw4suN5cAEsSIyTDyMGLaoAIw3Dfc6baECBR_1udBkY
2. 若运行skanect时，提示未查找到openni.dll则需根据你安装的目录找到openni.dll并复制到system32中！)
附图：
 


最后一种方法是通过processing编程实现，对于使用过Processing或者java的人比较适用。虽然自己之前没有接触过java，但还是尝试了一下，欢迎大家一起折腾，具体步骤：

• 首先还是需要安装Kinect的驱动（本人亲测为安装64位的驱动，如果你使用的操作系统是32位的还需安装NITE，因为后面调用processing库是需使用到）
• Processing的simple-openni库下载及安装:
  

http://code.google.com/p/simple-openni/downloads/list
(木有接触过processing的，百度一下即可找到，下载该软件并根据官网指示了解如何安装库文件)
3.Coding!
Processing代码：

普通浏览复制代码

1. import processing.opengl.*;
2. import SimpleOpenNI.*;
3. import kinectOrbit.*;
4. KinectOrbit myOrbit;
5. SimpleOpenNI kinect;
6. String turnTableAngle = "0";
7. ArrayList scanPoints = new ArrayList(); // PointCloud
8. ArrayList scanColors = new ArrayList(); // Object Colors
9. ArrayList objectPoints = new ArrayList(); // PointCloud
10. ArrayList objectColors = new ArrayList(); // Object Colors
11. float baseHeight =   ; // Height of the Model's base//1
13. float modelWidth =    ;//2
15. float modelHeight =    ;//3
17. PVector axis = new PVector(0, baseHeight,   );//4
19. int scanLines = 200;
20. int scanRes = 1;
21. float[] shotNumber = new float[3];
22. int currentShot = 0;
24. public void setup()
25. {
26.   size(800, 600, OPENGL);
27.   // Orbit
28.   myOrbit = new KinectOrbit(this, 0, "kinect");
29.   myOrbit.drawCS(true);
30.   myOrbit.drawGizmo(true);
31.   myOrbit.setCSScale(  );//5
33.   myOrbit.drawGround(true);
34.   // Simple-openni
35.   kinect = new SimpleOpenNI(this);
36.   kinect.setMirror(false);
37.   kinect.enableDepth();
38.   kinect.enableRGB();
39.   kinect.alternativeViewPointDepthToImage();
40.   for (int i = 0; i < shotNumber.length; i++) 
41.   {
42.     shotNumber<i> = i * (2 * PI) / shotNumber.length;
43.   }
44. }
46. public void draw() 
47. {
48.   kinect.update(); // Update Kinect data
49.   background(0);
50.   myOrbit.pushOrbit(this); // Start Orbiting
51.   drawPointCloud(5);
52.   updateObject(scanLines, scanRes);
53.   if(currentShot>0&¤tShot<4)
54.   {
55.     scan();
56.   }
57.   drawObjects();
58.   drawBoundingBox(); // Draw Box Around Scanned Objects
59.   kinect.drawCamFrustum(); // Draw the Kinect cam
60.   myOrbit.popOrbit(this); // Stop Orbiting
61. }
63. void drawPointCloud(int steps)
64. {
65.   // draw the 3D point depth map
66.   int index;
67.   PVector realWorldPoint;
68.   stroke(255);
69.   for (int y = 0; y < kinect.depthHeight(); y += steps)
70.   {
71.     for (int x = 0; x < kinect.depthWidth(); x += steps)
72.     {
73.       index = x + y * kinect.depthWidth();
74.       realWorldPoint = kinect.depthMapRealWorld()[index];
75.       stroke(150);
76.       point(realWorldPoint.x, realWorldPoint.y, realWorldPoint.z);
77.     }
78.   }
79. }
81. void drawObjects()
82. {
83.   pushStyle();
84.   strokeWeight(4);
85.   for (int i = 1; i < objectPoints.size(); i++)
86.   {
87.     stroke(objectColors.get(i).x, objectColors.get(i).y, objectColors.get(i).z);
88.     point(objectPoints.get(i).x, objectPoints.get(i).y, objectPoints.get(i).z + axis.z);
89.   }
90.   for (int i = 1; i < scanPoints.size(); i++)
91.   {
92.     stroke(scanColors.get(i).x, scanColors.get(i).y, scanColors.get(i).z);
93.     point(scanPoints.get(i).x, scanPoints.get(i).y, scanPoints.get(i).z + axis.z);
94.   }
95.   popStyle();
96. }
98. void drawBoundingBox()
99. {
100.   stroke(255, 0, 0);
101.   line(axis.x, axis.y, axis.z, axis.x, axis.y + 100, axis.z);
102.   noFill();
103.   pushMatrix();
104.   translate(axis.x, axis.x + baseHeight + modelHeight / 2, axis.z);
105.   box(modelWidth, modelHeight, modelWidth);
106.   popMatrix();
107. }
109. void scan()
110. {
111.   for (PVector v : scanPoints)
112.   {
113.     boolean newPoint = true;
114.     for (PVector w : objectPoints)
115.     {
116.       if (v.dist(w) < 1)
117.       newPoint = false;
118.     }
119.     if (newPoint)
120.     {
121.       objectPoints.add(v.get());
122.       int index = scanPoints.indexOf(v);
123.       objectColors.add(scanColors.get(index).get());
124.     }
125.   }
126. }
128. void updateObject(int scanWidth, int step)
129. {
130.   int index;
131.   PVector realWorldPoint;
132.   scanPoints.clear();
133.   scanColors.clear();
134.   float angle=(currentShot-1)*2*PI/3;
135.   rotateY(angle);
136.   line(0,0,100,0);//draw a line at the base of the bounding box to indicate the rotation
137.   int xMin = (int) (kinect.depthWidth() / 2 - scanWidth / 2);
138.   int xMax = (int) (kinect.depthWidth() / 2 + scanWidth / 2);
139.   for (int y = 0; y < kinect.depthHeight(); y += step)
140.   {
141.     for (int x = xMin; x < xMax; x += step)
142.     {
143.       index = x + (y * kinect.depthWidth());
144.       realWorldPoint = kinect.depthMapRealWorld()[index];
145.       color pointCol = kinect.rgbImage().pixels[index];
146.       if (realWorldPoint.y < modelHeight + baseHeight && realWorldPoint.y > baseHeight)
147.       {
148.         if (abs(realWorldPoint.x - axis.x) < modelWidth / 2)
149.         { // Check x
150.           if (realWorldPoint.z < axis.z + modelWidth / 2 && realWorldPoint.z > axis.z -modelWidth / 2)
151.           { // Check z
152.             PVector rotatedPoint;
153.             realWorldPoint.z -= axis.z;
154.             realWorldPoint.x -= axis.x;
155.             rotatedPoint = vecRotY(realWorldPoint, angle);
156.             scanPoints.add(rotatedPoint.get());
157.             scanColors.add(new PVector(red(pointCol), green(pointCol), blue(pointCol)));
158.           }
159.         }
160.       }
161.     }
162.   }
163. }
165. PVector vecRotY(PVector vecIn, float phi)
166. {
167.   // Rotate the vector around the y-axis
168.   PVector rotatedVec = new PVector();
169.   rotatedVec.x = vecIn.x * cos(phi) - vecIn.z * sin(phi);
170.   rotatedVec.z = vecIn.x * sin(phi) + vecIn.z * cos(phi);
171.   rotatedVec.y = vecIn.y;
172.   return rotatedVec;
173. }
175. public void keyPressed() {
176.   switch(key)
177.   {
178.     case 's':
179.     currentShot++;
180.     break;
181.     case 'c': // Clear the object points
182.     objectPoints.clear();
183.     objectColors.clear();
184.     currentshot=0;
185.     break;
186.     case 'e': // Export the object points
187.     exportPly('0');
188.     break;
189.     case '+': // Increment the number of scanned lines
190.     scanLines++;
191.     println(scanLines);
192.     break;
193.     case '-': // Decrease the number of scanned lines
194.     scanLines--;
195.     println(scanLines);
196.     break;
197.   }
198. }

代码下载地址：
Dropbox下载：https://www.dropbox.com/s/90fttmvheag2k2r/scan.pde
坚果云下载：https://jianguoyun.com/c/pubfile/GHAf-ZzTMjgr1KNNinHgpWf7QKdTmBu2Z-2SIU_YbE8
收工！