点云库PCL学习笔记 — 可视化 — 3.PCLVisualizer可视化类

1. PCLVisualizer可视化类代码

PCLVisualizer可视化类代码
pcl_visualizer_demo.cpp

#include <iostream>
#include <thread>

#include <pcl/common/common_headers.h>
#include <pcl/features/normal_3d.h>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
#include <pcl/console/parse.h>

using namespace std::chrono_literals;


/************************************************************************************/
/************************* printUsage 函数打印Help相关信息 ***************************/
/************************************************************************************/
void
printUsage (const char* progName)
{
  std::cout << "\n\nUsage: "<<progName<<" [options]\n\n"
            << "Options:\n"
            << "-------------------------------------------\n"
            << "-h           this help\n"
            << "-s           Simple visualisation example\n"
            << "-r           RGB colour visualisation example\n"
            << "-c           Custom colour visualisation example\n"
            << "-n           Normals visualisation example\n"
            << "-a           Shapes visualisation example\n"
            << "-v           Viewports example\n"
            << "-i           Interaction Customization example\n"
            << "\n\n";
}





/************************************************************************************/
/********************** simpleVis 函数实现最基本的点云可视化操作 **********************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr simpleVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::ConstPtr cloud)
{
  //创建视窗对象,并给标题栏设置一个名称“3D Viewer”,并将它设置为boost::shared_ptr智能共享指针，这样可以保证指针在程序中全局使用，而不引起内存错误
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZ> (cloud, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 1, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}





/************************************************************************************/
/************************ rgbVis 函数可视化点云颜色特征 ******************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr rgbVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个点云句柄,创建一个颜色处理对象，PointCloudColorHandlerRGBField利用这样的对象显示自定义颜色数据，PointCloudColorHandlerRGBField 对象得到每个点云的RGB颜色字段
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");		//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}




/************************************************************************************/
/****************** customColourVis 函数可视化点云自定义颜色特征 **********************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr customColourVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::ConstPtr cloud)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个自定义的颜色处理器PointCloudColorHandlerCustom对象，并设置颜色为纯绿色(0, 255, 0)(创建一个点云的句柄)
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZ> single_color(cloud, 0, 255, 0);		
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZ> (cloud, single_color, "sample cloud");	//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}





/************************************************************************************/
/****************** normalsVis 函数可视化点云法线和其他特征 ************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr normalsVis (
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud, pcl::PointCloud<pcl::Normal>::ConstPtr normals)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个点云句柄,创建一个颜色处理对象，PointCloudColorHandlerRGBField利用这样的对象显示自定义颜色数据，PointCloudColorHandlerRGBField 对象得到每个点云的RGB颜色字段
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addPointCloudNormals<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> (cloud, normals, 10, 0.05, "normals");		//实现点云法线的显示，每10个点显示一个法线，法线长度为0.05
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}




/************************************************************************************/
/*************************** shapesVis 函数绘制普通形状 ******************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr shapesVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个点云句柄,创建一个颜色处理对象，PointCloudColorHandlerRGBField利用这样的对象显示自定义颜色数据，PointCloudColorHandlerRGBField 对象得到每个点云的RGB颜色字段
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云


  //绘制点之间的连线（添加第一个点云到最后一个点云的连线）
  viewer->addLine<pcl::PointXYZRGB> ((*cloud)[0],
                                     (*cloud)[cloud->size() - 1], "line");

  //添加点云中第一个点为中心，半径为0.2的球体，同时可以自定义颜色
  viewer->addSphere ((*cloud)[0], 0.2, 0.5, 0.5, 0.0, "sphere");

  //添加绘制平面使用标准平面方程ax+by+cz+d=0来定义平面，这个平面以原点为中心，方向沿着Z方向
  pcl::ModelCoefficients coeffs;
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (1.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  viewer->addPlane (coeffs, "plane");

  //添加锥形，利用模型参数制定锥形参数
  coeffs.values.clear ();			//清除相关模型参数
  coeffs.values.push_back (0.3);
  coeffs.values.push_back (0.3);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (1.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (5.0);
  viewer->addCone (coeffs, "cone");

  return (viewer);
}





/************************************************************************************/
/************************** viewportsVis 函数多视角显示 ******************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewportsVis (
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud, pcl::PointCloud<pcl::Normal>::ConstPtr normals1, pcl::PointCloud<pcl::Normal>::ConstPtr normals2)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云

  int v1(0);	//创建新的视口
  viewer->createViewPort(0.0, 0.0, 0.5, 1.0, v1);			//4个参数分别是X轴的最小值，最大值，Y轴的最小值，最大值，取值0-1，v1是标识
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0, v1);					//设置视口的背景颜色（黑色）
  viewer->addText("Radius: 0.01", 10, 10, "v1 text", v1);	//添加一个标签区别其他窗口 [内容"Radius: 0.01"； 坐标位置：(10, 10)； 标签ID："v1 text"]
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);	//利用RGB颜色着色器并添加点云到视口中
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud1", v1);		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud1"为点云ID

  //对第二视口做同样的操作，使得做创建的点云分布于右半窗口，将该视口背景赋值于灰色，以便明显区别，虽然添加同样的点云，给点云自定义颜色着色
  int v2(0);
  viewer->createViewPort(0.5, 0.0, 1.0, 1.0, v2);
  viewer->setBackgroundColor (0.3, 0.3, 0.3, v2);		//设置视口的背景颜色（灰色）
  viewer->addText("Radius: 0.1", 10, 10, "v2 text", v2);
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZRGB> single_color(cloud, 0, 255, 0);		//给点云使用自定义的颜色（绿色）
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, single_color, "sample cloud2", v2);	//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud2"为点云ID


  //设置点云属性，设置改变点云的尺寸大小
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud1");
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud2");
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）

  //为两个视口添加对应的法线，每10个点显示一个法线，法线长度为0.05
  viewer->addPointCloudNormals<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> (cloud, normals1, 10, 0.05, "normals1", v1);
  viewer->addPointCloudNormals<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> (cloud, normals2, 10, 0.05, "normals2", v2);

  return (viewer);
}





/************************************************************************************/
/****************** interactionCustomizationVis 函数自定义交互 ***********************/
/************************************************************************************/

//处理键盘的回调函数
unsigned int text_id = 0;
void keyboardEventOccurred (const pcl::visualization::KeyboardEvent &event,
                            void* viewer_void)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer *viewer = static_cast<pcl::visualization::PCLVisualizer *> (viewer_void);
  if (event.getKeySym () == "r" && event.keyDown ())
  {
    std::cout << "r was pressed => removing all text" << std::endl;

    char str[512];
    for (unsigned int i = 0; i < text_id; ++i)
    {
      sprintf (str, "text#%03d", i);
      viewer->removeShape (str);
    }
    text_id = 0;
  }
}

//处理鼠标的回调函数
void mouseEventOccurred (const pcl::visualization::MouseEvent &event,
                         void* viewer_void)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer *viewer = static_cast<pcl::visualization::PCLVisualizer *> (viewer_void);
  if (event.getButton () == pcl::visualization::MouseEvent::LeftButton &&
      event.getType () == pcl::visualization::MouseEvent::MouseButtonRelease)
  {
    std::cout << "Left mouse button released at position (" << event.getX () << ", " << event.getY () << ")" << std::endl;

    char str[512];
    sprintf (str, "text#%03d", text_id ++);
    viewer->addText ("clicked here", event.getX (), event.getY (), str);
  }
}

// interactionCustomizationVis 函数自定义交互
// interactionCustomizationVis函数进行演示如何捕捉鼠标和键盘事件，在窗口点击，将会显示一个2D的文本标签，按下r健出去文本
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr interactionCustomizationVis ()
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);

  //分别注册响应键盘和鼠标事件，keyboardEventOccurred  mouseEventOccurred回调函数，需要将boost::shared_ptr强制转换为void*
  viewer->registerKeyboardCallback (keyboardEventOccurred, (void*)viewer.get ());
  viewer->registerMouseCallback (mouseEventOccurred, (void*)viewer.get ());

  return (viewer);
}


// --------------
// -----Main-----
// --------------
int
main (int argc, char** argv)
{
  //解析命令行参数
  // "-h" 用于打印 Help 帮助信息
  if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-h") >= 0)
  {
    printUsage (argv[0]);
    return 0;
  }

  //采用 bool值 作为标志位去检测相关命令行参数，以便执行相关函数
  bool simple(false), rgb(false), custom_c(false), normals(false),
    shapes(false), viewports(false), interaction_customization(false);
  if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-s") >= 0)
  {
    simple = true;
    std::cout << "Simple visualisation example\n";
  }
  else if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-c") >= 0)
  {
    custom_c = true;
    std::cout << "Custom colour visualisation example\n";
  }
  else if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-r") >= 0)
  {
    rgb = true;
    std::cout << "RGB colour visualisation example\n";
  }
  else if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-n") >= 0)
  {
    normals = true;
    std::cout << "Normals visualisation example\n";
  }
  else if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-a") >= 0)
  {
    shapes = true;
    std::cout << "Shapes visualisation example\n";
  }
  else if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-v") >= 0)
  {
    viewports = true;
    std::cout << "Viewports example\n";
  }
  else if (pcl::console::find_argument (argc, argv, "-i") >= 0)
  {
    interaction_customization = true;
    std::cout << "Interaction Customization example\n";
  }
  else
  {
    printUsage (argv[0]);
    return 0;
  }


  //创建示例点云
  pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr basic_cloud_ptr (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
  pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::Ptr point_cloud_ptr (new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>);
  std::cout << "Generating example point clouds.\n\n";

  //做一个沿z轴拉伸的椭圆，XYZRGB点云颜色将逐渐从红色变为绿色再变为蓝色
  std::uint8_t r(255), g(15), b(15);
  for (float z(-1.0); z <= 1.0; z += 0.05)
  {
    for (float angle(0.0); angle <= 360.0; angle += 5.0)
    {
      pcl::PointXYZ basic_point;
      basic_point.x = 0.5 * std::cos (pcl::deg2rad(angle));
      basic_point.y = sinf (pcl::deg2rad(angle));
      basic_point.z = z;
      basic_cloud_ptr->points.push_back(basic_point);

      pcl::PointXYZRGB point;
      point.x = basic_point.x;
      point.y = basic_point.y;
      point.z = basic_point.z;
      std::uint32_t rgb = (static_cast<std::uint32_t>(r) << 16 |
              static_cast<std::uint32_t>(g) << 8 | static_cast<std::uint32_t>(b));
      point.rgb = *reinterpret_cast<float*>(&rgb);
      point_cloud_ptr->points.push_back (point);
    }
    if (z < 0.0)
    {
      r -= 12;
      g += 12;
    }
    else
    {
      g -= 12;
      b += 12;
    }
  }
  basic_cloud_ptr->width = basic_cloud_ptr->size ();
  basic_cloud_ptr->height = 1;
  point_cloud_ptr->width = point_cloud_ptr->size ();
  point_cloud_ptr->height = 1;


  //计算搜索半径为0.05的曲面法线
  pcl::NormalEstimation<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> ne;
  ne.setInputCloud (point_cloud_ptr);
  pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZRGB>::Ptr tree (new pcl::search::KdTree<pcl::PointXYZRGB> ());
  ne.setSearchMethod (tree);
  pcl::PointCloud<pcl::Normal>::Ptr cloud_normals1 (new pcl::PointCloud<pcl::Normal>);
  ne.setRadiusSearch (0.05);
  ne.compute (*cloud_normals1);


  //计算搜索半径为0.1的曲面法线
  pcl::PointCloud<pcl::Normal>::Ptr cloud_normals2 (new pcl::PointCloud<pcl::Normal>);
  ne.setRadiusSearch (0.1);
  ne.compute (*cloud_normals2);

  //根据命令行参数响应的标志位，执行相关函数的可视化
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer;
  if (simple)
  {
    viewer = simpleVis(basic_cloud_ptr);
  }
  else if (rgb)
  {
    viewer = rgbVis(point_cloud_ptr);
  }
  else if (custom_c)
  {
    viewer = customColourVis(basic_cloud_ptr);
  }
  else if (normals)
  {
    viewer = normalsVis(point_cloud_ptr, cloud_normals2);
  }
  else if (shapes)
  {
    viewer = shapesVis(point_cloud_ptr);
  }
  else if (viewports)
  {
    viewer = viewportsVis(point_cloud_ptr, cloud_normals1, cloud_normals2);
  }
  else if (interaction_customization)
  {
    viewer = interactionCustomizationVis();
  }

  //--------------------
  // -----Main loop-----
  //--------------------
  while (!viewer->wasStopped ())
  {
    viewer->spinOnce (100);
    std::this_thread::sleep_for(100ms);
  }
}

1.1. printUsage 函数打印Help相关信息

/************************************************************************************/
/************************* printUsage 函数打印Help相关信息 ***************************/
/************************************************************************************/
void
printUsage (const char* progName)
{
  std::cout << "\n\nUsage: "<<progName<<" [options]\n\n"
            << "Options:\n"
            << "-------------------------------------------\n"
            << "-h           this help\n"
            << "-s           Simple visualisation example\n"
            << "-r           RGB colour visualisation example\n"
            << "-c           Custom colour visualisation example\n"
            << "-n           Normals visualisation example\n"
            << "-a           Shapes visualisation example\n"
            << "-v           Viewports example\n"
            << "-i           Interaction Customization example\n"
            << "\n\n";
}

simpleVis函数
实现最基本的点云可视化操作。

1.2. simpleVis 函数实现最基本的点云可视化操作

/************************************************************************************/
/********************** simpleVis 函数实现最基本的点云可视化操作 **********************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr simpleVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::ConstPtr cloud)
{
  //创建视窗对象,并给标题栏设置一个名称“3D Viewer”,并将它设置为boost::shared_ptr智能共享指针，这样可以保证指针在程序中全局使用，而不引起内存错误
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZ> (cloud, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 1, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}

1.3. rgbVis 函数可视化点云颜色特征

多数情况下点云显示不采用简单的XYZ类型，常用的点云类型是XYZRGB点，包含颜色数据，除此之外，还可以给指定的点云定制颜色以示得点云在视窗中比较容易区分。

点赋予不同的颜色表征其对应的Z轴值不同，PCL Visualizer可根据所存储的颜色数据为点云赋色，比如许多设备kinect可以获取带有RGB数据的点云，PCL Vizualizer可视化类可使用这种颜色数据为点云着色，
rgbVis函数
中的代码用于完成这种操作。

与前面的示例相比点云的类型发生了变化，这里使用的点云带有RGB数据的属性字段。
设置窗口的背景颜色后，创建一个颜色处理对象，
PointCloudColorHandlerRGBField
利用这样的对象显示自定义颜色数据，
PointCloudColorHandlerRGBField
对象得到每个点云的RGB颜色字段

/************************************************************************************/
/************************ rgbVis 函数可视化点云颜色特征 ******************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr rgbVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个点云句柄,创建一个颜色处理对象，PointCloudColorHandlerRGBField利用这样的对象显示自定义颜色数据，PointCloudColorHandlerRGBField 对象得到每个点云的RGB颜色字段
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");		//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}

1.4. customColourVis 函数可视化点云自定义颜色特征

演示怎样给点云着上单独的一种颜色，可以利用该技术给指定的点云着色，以区别其他的点云。

点云类型为XYZ类型，
customColourVis函数
将点云赋值为绿色。

/************************************************************************************/
/****************** customColourVis 函数可视化点云自定义颜色特征 **********************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr customColourVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::ConstPtr cloud)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个自定义的颜色处理器PointCloudColorHandlerCustom对象，并设置颜色为纯绿色(0, 255, 0)(创建一个点云的句柄)
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZ> single_color(cloud, 0, 255, 0);		
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZ> (cloud, single_color, "sample cloud");	//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}

1.5. normalsVis 函数可视化点云法线和其他特征

显示法线是理解点云的一个重要步骤，点云法线特征是非常重要的基础特征，PCL visualizer可视化类可用于绘制法线，也可以绘制表征点云的其他特征，比如主曲率和几何特征。

normalsVis函数
中演示了如何实现点云的法线。

/************************************************************************************/
/****************** normalsVis 函数可视化点云法线和其他特征 ************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr normalsVis (
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud, pcl::PointCloud<pcl::Normal>::ConstPtr normals)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个点云句柄,创建一个颜色处理对象，PointCloudColorHandlerRGBField利用这样的对象显示自定义颜色数据，PointCloudColorHandlerRGBField 对象得到每个点云的RGB颜色字段
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addPointCloudNormals<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> (cloud, normals, 10, 0.05, "normals");		//实现点云法线的显示，每10个点显示一个法线，法线长度为0.05
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云
  return (viewer);
}

1.6. shapesVis 函数绘制普通形状

PCL visualizer可视化类允许用户在视窗中绘制一般图元，这个类常用于显示点云处理算法的可视化结果。例如：通过可视化球体包围聚类得到的点云集以显示聚类结果.

shapesVis函数
用于实现添加形状到视窗中，添加了四种形状：从点云中的一个点到最后一个点之间的连线，原点所在的平面，以点云中第一个点为中心的球体，沿Y轴的椎体

/************************************************************************************/
/*************************** shapesVis 函数绘制普通形状 ******************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr shapesVis (pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);		//设置视窗的背景颜色(0, 0, 0)
  
  //创建一个点云句柄,创建一个颜色处理对象，PointCloudColorHandlerRGBField利用这样的对象显示自定义颜色数据，PointCloudColorHandlerRGBField 对象得到每个点云的RGB颜色字段
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud");		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud"为点云ID
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud");	//设置改变点云的尺寸大小
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云


  //绘制点之间的连线（添加第一个点云到最后一个点云的连线）
  viewer->addLine<pcl::PointXYZRGB> ((*cloud)[0],
                                     (*cloud)[cloud->size() - 1], "line");

  //添加点云中第一个点为中心，半径为0.2的球体，同时可以自定义颜色
  viewer->addSphere ((*cloud)[0], 0.2, 0.5, 0.5, 0.0, "sphere");

  //添加绘制平面使用标准平面方程ax+by+cz+d=0来定义平面，这个平面以原点为中心，方向沿着Z方向
  pcl::ModelCoefficients coeffs;
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (1.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  viewer->addPlane (coeffs, "plane");

  //添加锥形，利用模型参数制定锥形参数
  coeffs.values.clear ();			//清除相关模型参数
  coeffs.values.push_back (0.3);
  coeffs.values.push_back (0.3);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (1.0);
  coeffs.values.push_back (0.0);
  coeffs.values.push_back (5.0);
  viewer->addCone (coeffs, "cone");

  return (viewer);
}

1.7. viewportsVis 函数多视角显示

多视角显示：PCL visealizer可视化类允许用户通过不同的窗口（Viewport）绘制多个点云这样方便对点云比较。

viewportsVis函数
演示如何用多视角来显示点云计算法线的方法结果对比。

/************************************************************************************/
/************************** viewportsVis 函数多视角显示 ******************************/
/************************************************************************************/
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewportsVis (
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::ConstPtr cloud, pcl::PointCloud<pcl::Normal>::ConstPtr normals1, pcl::PointCloud<pcl::Normal>::ConstPtr normals2)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->initCameraParameters ();		//设置相机的参数，使用户从默认的角度和方向观察点云

  int v1(0);	//创建新的视口
  viewer->createViewPort(0.0, 0.0, 0.5, 1.0, v1);			//4个参数分别是X轴的最小值，最大值，Y轴的最小值，最大值，取值0-1，v1是标识
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0, v1);					//设置视口的背景颜色（黑色）
  viewer->addText("Radius: 0.01", 10, 10, "v1 text", v1);	//添加一个标签区别其他窗口 [内容"Radius: 0.01"； 坐标位置：(10, 10)； 标签ID："v1 text"]
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);	//利用RGB颜色着色器并添加点云到视口中
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, rgb, "sample cloud1", v1);		//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud1"为点云ID

  //对第二视口做同样的操作，使得做创建的点云分布于右半窗口，将该视口背景赋值于灰色，以便明显区别，虽然添加同样的点云，给点云自定义颜色着色
  int v2(0);
  viewer->createViewPort(0.5, 0.0, 1.0, 1.0, v2);
  viewer->setBackgroundColor (0.3, 0.3, 0.3, v2);		//设置视口的背景颜色（灰色）
  viewer->addText("Radius: 0.1", 10, 10, "v2 text", v2);
  pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZRGB> single_color(cloud, 0, 255, 0);		//给点云使用自定义的颜色（绿色）
  viewer->addPointCloud<pcl::PointXYZRGB> (cloud, single_color, "sample cloud2", v2);	//将点云添加到视窗viewer中，并设置字符串"sample cloud2"为点云ID


  //设置点云属性，设置改变点云的尺寸大小
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud1");
  viewer->setPointCloudRenderingProperties (pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 3, "sample cloud2");
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);	//添加坐标系统，1.0指的是轴的长度（X-红色；Y-绿色；Z-蓝色）

  //为两个视口添加对应的法线，每10个点显示一个法线，法线长度为0.05
  viewer->addPointCloudNormals<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> (cloud, normals1, 10, 0.05, "normals1", v1);
  viewer->addPointCloudNormals<pcl::PointXYZRGB, pcl::Normal> (cloud, normals2, 10, 0.05, "normals2", v2);

  return (viewer);
}

1.8. interactionCustomizationVis 函数自定义交互

/************************************************************************************/
/****************** interactionCustomizationVis 函数自定义交互 ***********************/
/************************************************************************************/

//处理键盘的回调函数
unsigned int text_id = 0;
void keyboardEventOccurred (const pcl::visualization::KeyboardEvent &event,
                            void* viewer_void)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer *viewer = static_cast<pcl::visualization::PCLVisualizer *> (viewer_void);
  if (event.getKeySym () == "r" && event.keyDown ())
  {
    std::cout << "r was pressed => removing all text" << std::endl;

    char str[512];
    for (unsigned int i = 0; i < text_id; ++i)
    {
      sprintf (str, "text#%03d", i);
      viewer->removeShape (str);
    }
    text_id = 0;
  }
}

//处理鼠标的回调函数
void mouseEventOccurred (const pcl::visualization::MouseEvent &event,
                         void* viewer_void)
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer *viewer = static_cast<pcl::visualization::PCLVisualizer *> (viewer_void);
  if (event.getButton () == pcl::visualization::MouseEvent::LeftButton &&
      event.getType () == pcl::visualization::MouseEvent::MouseButtonRelease)
  {
    std::cout << "Left mouse button released at position (" << event.getX () << ", " << event.getY () << ")" << std::endl;

    char str[512];
    sprintf (str, "text#%03d", text_id ++);
    viewer->addText ("clicked here", event.getX (), event.getY (), str);
  }
}

// interactionCustomizationVis 函数自定义交互
// interactionCustomizationVis函数进行演示如何捕捉鼠标和键盘事件，在窗口点击，将会显示一个2D的文本标签，按下r健出去文本
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr interactionCustomizationVis ()
{
  pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewer (new pcl::visualization::PCLVisualizer ("3D Viewer"));
  viewer->setBackgroundColor (0, 0, 0);
  viewer->addCoordinateSystem (1.0);

  //分别注册响应键盘和鼠标事件，keyboardEventOccurred  mouseEventOccurred回调函数，需要将boost::shared_ptr强制转换为void*
  viewer->registerKeyboardCallback (keyboardEventOccurred, (void*)viewer.get ());
  viewer->registerMouseCallback (mouseEventOccurred, (void*)viewer.get ());

  return (viewer);
}

2. 编译文件

设置编译文件
CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.6 FATAL_ERROR)

project(pcl_visualizer_viewports)

find_package(PCL 1.2 REQUIRED)

include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})

add_executable (pcl_visualizer_demo pcl_visualizer_demo.cpp)
target_link_libraries (pcl_visualizer_demo ${PCL_LIBRARIES})

编译

mkdir build
cd build/
cmake ..
make

3. 测试

3.1. 打印Help相关信息

执行程序

cd ..
./build/pcl_visualizer_demo -h

结果如下：

在这里插入图片描述

3.2. 可视化单个点云

./build/pcl_visualizer_demo -s

3.3. 可视化点云颜色特征

./build/pcl_visualizer_demo -r

在这里插入图片描述

3.4. 可视化点云自定义颜色特征

./build/pcl_visualizer_demo -c

在这里插入图片描述

3.5. 可视化点云法线和其它特征

./build/pcl_visualizer_demo -n

在这里插入图片描述

3.6. 绘制普通形状

./build/pcl_visualizer_demo -a

在这里插入图片描述

3.7. 多视口显示

./build/pcl_visualizer_demo -v

在这里插入图片描述

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_44444810/article/details/123256443