在PyQt5窗口中嵌入open3d窗口显示点云图形

 本文方法来自:PYQT5内嵌外部exe程序(win7)_pyqt5嵌入外部窗口_这杯可乐有点甜的博客-CSDN博客

open3d在绘制点云等图形时,通常需要创建一个窗口。本文实现了将open3d创建的窗口显示在Qt窗口内,以便于后续通过Qt控件和槽函数调用open3d强大的绘图和处理功能。

运行结果如下图所示:

在PyQt5窗口中嵌入open3d窗口显示点云图形_第1张图片

 

实现过程:

1.首先,导入需要的库:

import sys
import open3d as o3d
from PyQt5.QtWidgets import QApplication,QMainWindow,QWidget
from PyQt5.QtGui import QWindow
from PyQt5.QtCore import QTimer
import win32gui

其中win32gui为Pywin32库。

2.设计界面:

用Qt Designer绘制界面,如图:

在PyQt5窗口中嵌入open3d窗口显示点云图形_第2张图片

 保存并编译.ui文件,得到对应的.py文件。

3.嵌入窗口:

新建一个python文件,继承刚刚所写的界面的类。

创建一个open3d的Visualizer类的实例vis,并创建窗口:

class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self,parent=None):
        super(MainWindow, self).__init__(parent)
        self.ui = Ui_display_test.Ui_MainWindow()
        self.ui.setupUi(self)
        self.vis = o3d.visualization.Visualizer()
        self.vis.create_window()
        

添加断点,或者使用vis.run()使窗口保持显示,在Visual Studio安装目录的Community\Common7\Tools找到并打开Spy++,按Ctrl+F,将“查找程序工具”拖动到打开的open3d窗口上,如图:在PyQt5窗口中嵌入open3d窗口显示点云图形_第3张图片

得到窗体类名为GLFW30。

通过Pywin32和PyQt5.QtGui 找到这个类对应的窗口,并获得对应WinId:

        self.winid = win32gui.FindWindow('GLFW30',None)
        self.sub_window = QWindow.fromWinId(self.winid)

创建WindowContainer,将窗口放入其中,在将WindowContainer添加到Qt布局中:

        self.displayer = QWidget.createWindowContainer(self.sub_window)
        self.ui.grid_display.addWidget(self.displayer)

此时open3d窗口已经嵌入Qt窗口中。

4.加载点云,测试效果:

根据open3d文档,o3d.visualization.draw_geometries([pcd])方法可以用以下代码替代实现:

def custom_draw_geometry(pcd):
    # The following code achieves the same effect as:
    # o3d.visualization.draw_geometries([pcd])
    vis = o3d.visualization.Visualizer()
    vis.create_window()
    vis.add_geometry(pcd)
    vis.run()
    vis.destroy_window()

因此,添加函数:

    def draw_test(self):
        pcd = o3d.io.read_point_cloud(r'../material/bun000.pcd')    #点云路径
        self.vis.add_geometry(pcd)
        self.vis.run()

并在析构函数添加

self.vis.destroy_window()

5.修改为非阻塞显示方式:

上面的代码虽然能正常显示点云,但是由于vis.run()是阻塞方式运行的,所以在窗口关闭时destroy_window()并不能被执行,此时会导致GLFW一直报错,程序无法停止运行。

在open3d文档中,有:

代码的下一部分是本教程的核心。update_geometry通知vis相关的几何图形已经更新。最后,可视化器通过调用poll_eventsupdate_renderer渲染一个新帧。在任何for循环迭代之后,destroy_window将关闭窗口。

 将vis.run()替换为:

while True:
        self.vis.poll_events()
        self.vis.update_renderer()

实现的效果与vis.run()相同。

添加一个定时器,设置定时器为20毫秒,将这两行代码写到定时器信号对应的槽函数中:

    def __init__:
        …………
        self.clock = QTimer(self)
        self.clock.timeout.connect(self.draw_update)
        self.clock.start(20)
        …………

    def draw_update(self):
        self.vis.poll_events()
        self.vis.update_renderer()      

就实现了每20ms刷新一次显示,同时不阻塞程序运行。

完整代码:

display_test.ui:



 MainWindow
 
  
   
    0
    0
    828
    608
   
  
  
   MainWindow
  
  
   
    
     
      
       
        
         QLayout::SetDefaultConstraint
        
       
      
     
    
   
  
  
   
    
     0
     0
     828
     26
    
   
  
  
 
 
 

Ui_display_test.py,由display_test.ui编译生成:

# -*- coding: utf-8 -*-

# Form implementation generated from reading ui file 'd:\personal programs\gradesign\CSDN文章用\display_test.ui'
#
# Created by: PyQt5 UI code generator 5.15.4
#
# WARNING: Any manual changes made to this file will be lost when pyuic5 is
# run again.  Do not edit this file unless you know what you are doing.


from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets


class Ui_MainWindow(object):
    def setupUi(self, MainWindow):
        MainWindow.setObjectName("MainWindow")
        MainWindow.resize(828, 608)
        self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)
        self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")
        self.gridLayout = QtWidgets.QGridLayout(self.centralwidget)
        self.gridLayout.setObjectName("gridLayout")
        self.horizontalLayout = QtWidgets.QHBoxLayout()
        self.horizontalLayout.setObjectName("horizontalLayout")
        self.grid_display = QtWidgets.QGridLayout()
        self.grid_display.setSizeConstraint(QtWidgets.QLayout.SetDefaultConstraint)
        self.grid_display.setObjectName("grid_display")
        self.horizontalLayout.addLayout(self.grid_display)
        self.horizontalLayout.setStretch(0, 3)
        self.gridLayout.addLayout(self.horizontalLayout, 0, 0, 1, 1)
        MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)
        self.menubar = QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)
        self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 828, 26))
        self.menubar.setObjectName("menubar")
        MainWindow.setMenuBar(self.menubar)
        self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)
        self.statusbar.setObjectName("statusbar")
        MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)

        self.retranslateUi(MainWindow)
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)

    def retranslateUi(self, MainWindow):
        _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
        MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "MainWindow"))

displaytest.py:

import sys
import open3d as o3d
from PyQt5.QtWidgets import QApplication,QMainWindow,QWidget
from PyQt5.QtGui import QWindow
from PyQt5.QtCore import QTimer
import win32gui
import Ui_display_test

class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self,parent=None):
        super(MainWindow, self).__init__(parent)
        self.ui = Ui_display_test.Ui_MainWindow()
        self.ui.setupUi(self)
        self.vis = o3d.visualization.Visualizer()
        self.vis.create_window(visible=False)  #visible=False窗口不显示,避免启动时一闪而过
        self.winid = win32gui.FindWindow('GLFW30',None)
        self.sub_window = QWindow.fromWinId(self.winid)
        self.displayer = QWidget.createWindowContainer(self.sub_window)
        self.ui.grid_display.addWidget(self.displayer)
        self.clock = QTimer(self)
        self.clock.timeout.connect(self.draw_update)
        self.clock.start(20)
        self.draw_test()


    def draw_test(self):
        pcd = o3d.io.read_point_cloud(r'../material/bun000.pcd')    #点云路径
        self.vis.add_geometry(pcd)
        self.vis.update_geometry(pcd)
        
    def draw_update(self):
        self.vis.poll_events()
        self.vis.update_renderer()      

    def __del__(self):
        #self.clock.stop()      #这一行其实并不需要
        self.vis.destroy_window()


if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

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