图3-7-1点云可视化
点云可视化工具就像是打开点云数据宝藏大门的钥匙,能让我们直观地理解和分析这些复杂的数据。本章节,主要介绍了PCL、Open3D、Matplotlib、PCShow、VTK 这几种点云可视化工具。
PCL(Point Cloud Library)是专注于点云操作处理的开源算法库 ,堪称三维信息处理层面的 “瑞士军刀”。它实现了点云数据获取、滤波、分割、配准、检索、特征提取、识别、追踪、曲面重建以及可视化等功能,支持在 Linux、MacOS、Windows 和 Android 等多平台运行。凭借丰富的算法和高效的数据结构,PCL 在点云处理领域应用广泛。
Open3D 是英特尔实验室智能系统实验室开发的开源 3D 计算机视觉库,为开发者打造了易于使用且高性能的 3D 数据处理平台。它涵盖 3D 几何处理、场景重建、3D 机器学习等功能,支持点云、网格等多种 3D 数据结构的处理,在 3D 计算机视觉研究与工程开发中备受青睐。
Matplotlib 是一个 Python 的 2D 绘图库,别看它主要用于二维绘图,也具备一定的 3D 绘图能力,能实现简单的点云可视化 。它能生成直方图、功率谱、条形图、错误图、散点图等,以各种硬拷贝格式和跨平台的交互式环境生成出版质量级别的图形。
PCShow 是 Matlab 中 Lidar Toolbox 提供的三维点云可视化函数,使用简单,能方便地展示单个点云数据 ,在 Matlab 环境下处理点云可视化任务时较为常用。
VTK(Visualization Toolkit)是一个开源免费的软件系统,主要用于三维计算机图形学、图像处理和可视化 。它以 C++ 构建内核,包含大量代码和类,还提供多种语言的转换界面。VTK 功能强大,支持体绘制和传统面绘制,在处理大规模数据时优势明显,在科学研究、医学成像、工程设计等领域应用广泛。
表3-7-1 对比分析表
可视化工具 | PCL | Open3D | matplotlib | pcshow | vtk |
数据读取 | 存在 | 存在 | 不存在 | 存在 | 存在 |
代码语言 | C++/Python | C++/Python | Python | Matlab | C++/Python |
平台 | Win/Linux | Win/Linux | Win/Linux | Win | Win/Linux |
可视化功能 | 丰富 | 丰富 | 一般 | 一般 | 丰富 |
接口复杂性 | 复杂 | 简洁 | 偏低 | 偏低 | 复杂 |
内存(100万点) | 200Mb | 180Mb | 300Mb | 250Mb | 220Mb |
应用场景 | 科研、工程 | 科研、工程 | 科研 | 科研 | 科研、工程 |