激光雷达（LiDAR）| Open3D：第一节 点云数据的读取与可视化

本节将介绍采用Python语言的点云处理技术-Open3D开源库：支持点云的读写、可视化、重建和配准等处理、3D机器学习等

Open3D 第一节

核心功能如下：

• 3D data structures
• 3D data processing algorithms
• Scene reconstruction
• Surface alignment
• 3D visualization
• Physically based rendering (PBR)
• 3D machine learning support with PyTorch and TensorFlow
• GPU acceleration for core 3D operations
• Available in C++ and Python

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安装

Open3D 官网、官方教程、GitHub网址如下：

• http://www.open3d.org/
• http://www.open3d.org/docs/release/
• https://github.com/isl-org/Open3D

通过执行以下命令安装

# install
pip3 install open3d -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

# verify installation
python -c "import open3d as o3d; print(o3d.__version__)"

读取、写入与可视化

Open3D支持点云（point cloud）、网格（mesh）、图像（RGB-D）三种类型的数据处理。

点云（point cloud）

• 支持xyz、xyzn、xyzrgb、pts、ply、pcd等格式
  ；采用read_point_cloud函数读取点云，可根据后缀判断文件类型；采用draw_geometries函数进行可视化

# 加载
import open3d as o3d
import numpy as np
# 读取点云、可视化
pc = o3d.io.read_point_cloud("./bunny/bunny.xyz")
# 可视化
o3d.visualization.draw_geometries([pc], window_name = "bunny",
    width = 900, height = 800)

# 显示点数与点坐标
print(pc)
print(np.asarray(pc.points))

# 写入/保存
o3d.io.write_point_cloud("./bunny/bunny_output.pcd", pc)  

网格（mesh）：

• 支持ply、stl、obj、off、gltf/glb的格式；采用read_triangle_mesh函数读取

# 读取网格
mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("./bunny/bunny.ply")
# 可视化
o3d.visualization.draw_geometries([mesh], mesh_show_wireframe = True) # True 显示网格线

# 显示三角形个数
o3d.visualization.draw_geometries([mesh], width = 900, height = 800,
    mesh_show_wireframe = True) # True 显示网格线

# 写入
o3d.io.write_triangle_mesh("./bunny/bunny_output.ply", mesh)

图像（RGB-D）：

• 支持img、png等格式；采用read_image函数读取

# 图像读写
img = o3d.io.read_image("./bunny/bunny.jpg")
o3d.visualization.draw_geometries([img])
print(img) # 显示图片大小
print(np.asarray(img))
img = o3d.io.write_image("./bunny/bunny_output.png", img)

总结

本节介绍采用开源点云处理库Open3D进行点云数据的读写与简单可视化

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