点云的三种可视化方法

1 点云介绍

点云数据是来自斯坦福大学的 HDF5 格式数据。HDF5 格式是用于存储和分发科学数据的一种多对象文件格式。可以用 HDFView 打开文件，查看数据。

1	www = 'https://shapenet.cs.stanford.edu/media/modelnet40_ply_hdf5_2048.zip

点云还有 PLY 格式：PLY 文件格式是 Stanford 大学开发的一套三维 mesh 模型数据格式，图形学领域最初很多模型都是基于此格式，我使用了此格式的点云物体文件进行了部分物体的参考和对比。

点云还有 PCD 格式：一种新的 3D 点云数据文件格式，是当初为了解决某些不支持 PCL 为 3D 点云处理进行的文件扩展。他的文件头部具有固定格式，必须用 ASCII 编码，包含标题、对点云数据的某些属性的声明。PCD 文件可以使用 PCL 库里的 PCL_Viewer 打开，从而直接查看到点云的三维图像。

MAC 上的 PCL_Viewer 需要装 PCL 库，当时配置的一些问题记录在博客里了。PCL 在 Mac 上环境问题

2 可视化方法

2.1 Matplotlib 方法

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fig = plt.figure() ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') # point_range = range(0, points.shape[0], skip) # skip points to prevent crash point_range = range(0, points.shape[0]) ax.scatter(points[point_range, 0], # x points[point_range, 1], # y points[point_range, 2], # z c=points[point_range, 2], # height data for color cmap='spectral', marker="x") ax.axis('scaled') # {equal, scaled} plt.show()

效果如下：

2.2 PCD 格式转化用 PCL_Viewer 可视化

对 HDF5 格式的数据进行了重写为 PCD 文件格式，主要 就是将数据写入的时候需要满足 PCD 文件顶头部分的特定格式。PCL_viewer 是可视化点云文件的 PCL 工具，它需要用到 PCL 库里的 vtk 库进 行可视化。

详情见我的 github 项目里 点云分类 的 H5toPcd.py。

2.3 Three.js 网页可视化

首先构建一个场景，遍历添加 3D 点云的所有 点到场景里，并给点赋值颜色 RGB 值和材质，其实场景就是物体的一个容器。然后设置好相机，相机的角度决定了场景中某一角度的 3D 点云物体的图像。相机对 旋转的点云拍照，从而渲染显示在页面上即可看到可视化的点云物体了。最后设置 好渲染器。使用渲染器的 render (scene, camera) 函数，设置渲染器的像素和页面元 素大小，渲染器将相机拍到的图形渲染显示在页面的元素内，从而在页面中可以看到图像。

详情见 github 项目 点云分类网页展示 的 draw2.html

Reference

1. 普林斯顿大学 Modelnet 官网，http://modelnet.cs.princeton.edu/ 2018 Princeton Vision &

   Robotics Labs ‒ Department of Computer Science

2. PCL 官网，http://www.pointclouds.org/about/#open 2018/5/23

3. Three.js 官网 https://threejs.org/ 2018/5/23

原文：

https://saruagithub.github.io/2020/01/16/20200116%E7%82%B9%E4%BA%91%E7%9A%84%E4%B8%89%E7%A7%8D%E5%8F%AF%E8%A7%86%E5%8C%96%E6%96%B9%E6%B3%95/

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