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

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

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

Robotics Labs ‒ Department of Computer Science
PCL 官网，http://www.pointclouds.org/about/#open 2018/5/23
Three.js 官网 https://threejs.org/ 2018/5/23