VS + OpenCV + cmake，源码编译，使用及调试

为什么要源码编译

OpenCV的安装包只有针对特定版本VS的dll，这就比较不灵活了，在不换VS版本的情况下靠安装包没法随心所欲使用各个版本的OpenCV，而使用OpenCV源码进行编译则可以。另外源码编译时能够生成一些pdb文件，这些文件使得我们能够进入OpenCV函数内部进行源码级调试。这就是为什么要学会使用OpenCV源码编译。

工具和环境准备

• Windows操作系统，win10
  • 安装过程略
• VS2019 community
  • 安装过程略
• OpenCV源码
  • 官网：https://opencv.org/
  • 下载页面：https://opencv.org/releases/
  • 进入下载页面，随便下一个OpenCV的源码包，即点击Sources进行下载，这里下载的是opencv-4.4.0.zip
• cmake
  • 官网：https://cmake.org/
  • 下载页面：https://cmake.org/download/
  • 进入下载页面，下载最新的cmake安装包，.msi后缀的那种，这里下载的是cmake-3.18.4-win64-x64.msi
  • 双击安装包，安装cmake。除了安装路径的地方可能根据需要改一下外，其他一路火花闪电的next就行了

cmake构建VS工程

1. 解压opencv-4.4.0.zip，我这里解压后的路径是D:\software\opencv-4.4.0，在此路径下新建一个文件夹build-vs2019，cmake构建的结果就输出在这个文件夹下（build文件夹可建立在任何地方，之所以建立在opencv解压目录下，为了清楚了解build对应的源代码是哪一份，个人习惯而已）

2. 双击cmake-gui，配置两个路径：
   （1）源码路径：D:\software\opencv-4.4.0
   （2）构建输出路径：D:\software\opencv-4.4.0\build_vs2019
   

3. 点击Configure开始配置。这个过程耗时较长，并且经常一次不能成功，因为配置过程需要再下载一些东西，然而常常无法通过cmake下载成功，需另外手动下载。即便第一次Configure经常不能成功，也还是得先点一次，这样才能通过下面的日志信息了解到为什么不能成功。
   
   上图中上面一坨红，表明Configure不成功，翻一翻下面的日志发现一些组件没有下载下来，特别是Video I/O 里的 FFMPEG。不是所有组件都必须补齐的，但是FFMPEG跟视频编解码相关，几乎一定会用到，所以必须补齐。

   可以打开下载日志文件D:/software/opencv-4.4.0/build_vs2019/CMakeDownloadLog.txt查看哪些组件下载失败，此文件中也会告诉我们到哪里下载缺失的组件。打开该日志文件后可以找到如下信息：

   #do_copy “opencv_videoio_ffmpeg.dll” “854b3460c435d04277e1f1ecc06cb809” “https://raw.githubusercontent.com/opencv/opencv_3rdparty/1df9bf0c0c6c2cf225bd3d8e4cf5985198352454/ffmpeg/opencv_videoio_ffmpeg.dll” “D:/software/opencv-4.4.0/build_vs2019/3rdparty/ffmpeg”
   #missing “D:/software/opencv-4.4.0/build_vs2019/3rdparty/ffmpeg/opencv_videoio_ffmpeg.dll”
   #check_md5 “D:/software/opencv-4.4.0/.cache/ffmpeg/854b3460c435d04277e1f1ecc06cb809-opencv_videoio_ffmpeg.dll”

   上面的日志至少告诉我们如下信息：1. opencv_videoio_ffmpeg.dll的下载网址；2. 本地存放的路径；3. 需要校验md5。

   因为要校验md5，所以我们不能随便下载一个同名dll放到本地存放路径下，必需下载上述网址的dll。接下来手动下载上述文件并放入.../build_vs2019/3rdparty/ffmpeg中即可。同理下载opencv_videoio_ffmpeg_64.dll和ffmpeg_version.cmake。需要注意 ffmpeg_version.cmake 点击链接后可能直接打开了链接而不是下载，此时不能使用复制粘贴的方式把信息搞下来，而应该在网页上点右键 -> 另存为的方式保存文件，然后把后缀.txt干掉，不然MD5校验不通过。除了FFMPEG组件之外，我这里还有一个ippicv_2020_win_intel64_20191018_general.zip也下载失败了，一并手动下载掉。（这几个东西下载是真的慢）

   下载好并放入相应文件夹之后，再次点击Configure进行配置，这次速度会快一些，因为已经配置好的内容会直接跳过去。配置好后上面的一坨红消失了，并且下面日志也不会有诡异的错误。（至于下面图片中Java那里显示的NO，就忽略好了，不搞Java）
   

4. 点击Generate生成VS工程，这一步通常没有什么坑，并且速度比较快。之后进入build文件夹D:\software\opencv-4.4.0\build_vs2019，现在文件夹下有OpenCV的VS工程OpenCV.sln。

VS编译OpenCV

1. 打开OpenCV.sln

2. 把Debug模式改成Release模式

3. 依次点击生成 -> 生成解决方案，然后等待一段时间。电脑不太好的话可以去吃个饭或者干点其他的。生成后vs的输出如下，至于跳过的项目，暂且不用在意。
   

4. 在VS解决方案管理器展开CMakeTargets，右键点击INSTALL，然后点击生成。之后会将我们需要用到的东西全部放在D:\software\opencv-4.4.0\build_vs2019\install文件夹下，包括以下内容：
   （1） include，头文件
   （2）x64/vc16/bin，dll文件
   （3）x64/vc16/lib，lib文件
   

   install文件夹下所有的东西在其他地方都存在，比如dll文件在D:\software\opencv-4.4.0\build_vs2019\bin\Release，lib文件在D:\software\opencv-4.4.0\build_vs2019\lib\Release，但是头文件比较零散。INSTALL项目只是将这些我们调用OpenCV时需要用到的所有文件统一拷贝到了一个地方，省得自己找来找去。

5. 改成Debug模式，将上面流程再来一套。Debug模式下生成的dll和lib文件，文件名后面都带个d，表示是Debug模式下生成的，比如opencv_core440d.dll，opencv_highgui440d.lib。而Release模式下生成的文件是没有这个d的。

VS使用OpenCV

新建VS工程，起名为TestOpenCV。

1. 在TestOpenCV工程文件夹下新建一个文件夹，起名opencv，然后将...\opencv-4.4.0\build_vs2019\install中的部分文件拷贝到该文件夹下，常用的需拷贝的文件有：
   （1） include，整个文件夹全拷贝进去（include是必需的）
   （2）在opencv中新建bin文件夹，将opencv_core440(d).dll，opencv_highgui440(d).dll，opencv_imgcodecs440(d).dll，opencv_imgproc440(d).dll，opencv_videoio440(d).dll，opencv_videoio_ffmpeg440_64.dll，拷贝进bin中。(d)的意思表示Debug模式可选，如果你需要在Debug模式下调试程序，那么就把Debug模式的依赖库也拷进去，否则可以不用拷，此时你的程序可能只能在Release模式下跑。
   （3）在opencv中新建lib文件夹，将opencv_core440(d).lib，opencv_highgui440(d).lib，opencv_imgcodecs440(d).lib，opencv_imgproc440(d).lib，opencv_videoio440(d).lib，拷贝进lib中

   为什么要把文件拷贝到VS工程文件夹下呢？这样的话只要我们把后续的路径配置成相对路径，那么当我们把工程文件夹拷贝给别人后，别人不需要额外配置就可以直接打开运行。而如果我们把所有的dll，lib，头文件放在一个地方，每次使用绝对路径进行后续配置，那么拷给别人后就会很麻烦。
   

2. 右键点击工程名字，然后在弹出菜单中点属性进行配置。Debug和Release需要分别配置，但是此处除了链接器 -> 输入之外，其他的配置Debug和Release是相同的，所以可以在属性界面的左上角将配置通过下拉框改为所有配置，意思就是把Debug和Release配置成相同的参数。
   

3. 配置dll路径。依次点击调试 -> 环境，配置bin文件夹路径，前面要加PATH=，即PATH=./opencv/bin
   

4. 配置include目录。依次点击VC++ 目录 -> 包含目录，增加./opencv/include

5. 配置lib目录。依次点击VC++ 目录 -> 库目录，增加./opencv/lib
   

6. 配置lib文件名，此处需区分Debug和Release。依次点击链接器 -> 输入，在Debug模式下添加opencv_core440d.lib，opencv_highgui440d.lib，opencv_imgproc440d.lib，opencv_imgcodecs440d.lib，opencv_videoio440d.lib；在Release模式下添加opencv_core440.lib，opencv_highgui440.lib，opencv_imgproc440.lib，opencv_imgcodecs440.lib，opencv_videoio440.lib

7. 写一段测试代码：

#include 
#include 
#include 

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    string imagePath = "D:/data/1.bmp";
    Mat image = imread(imagePath);
    resize(image, image, Size(1024, 1024));
    namedWindow("TestOpenCV", 0);
    imshow("TestOpenCV", image);
    waitKey(0);
    destroyAllWindows();

    return 0;
}

这段测试代码简单地读入一张图片，然后做个resize，然后将其显示出来，道理上讲前面配置没问题的话，这里不论是Debug模式还是Release模式都能正常运行。

VS调试OpenCV

前面一部分使用OpenCV的方法不能够进入到OpenCV的函数内部进行调试。假如OpenCV某个函数比较玄妙，我们想要单步进去看看执行情况，怎么办？比如现在想要看OpenCV的resize实现方式，此时对着resize点F12只能看到头文件中的函数声明，函数实现无法看到。

源码编译OpenCV后会生成一些后缀名为.pdb的文件， 这些文件是调试的关键。下面分两种情况说明如何对OpenCV进行源码调试。

源码编译的路径未发生过变化

这种情况非常简单，在想要调试的地方打个断点，然后点F11进行单步，不停地点，点着点着就进入到源码里了。

源码编译的路径已发生变化

这种情况我们只是有源码编译过的文件，包括dll，lib，pdb，头文件，源码等等都有，但是路径不再是源码编译时的路径了。有可能我们编译过，但是路径改了，也有可能这些文件是从别人那里拷过来的。不管怎样，此时点F11无法进入到函数内部。为了能够进入函数内部，在之前VS工程设置的基础上，我们需要再做如下操作：

1. 将相关的Debug的pdb文件考入到.../opencv/bin文件夹下。pdb文件在...\opencv-4.4.0\build_vs2019\bin\Debug路径下
2. 在想要调试的地方打断点，不停地点F11
3. 由于此时通过pdb无法直接找到源码，所以取而代之地，会弹出一个窗口，让我们选择源码路径，此时手动选择一下即可。实际上并不需要精准地找到resize.cpp的路径，只要找到OpenCV的根目录即可。