VTK源码编译安装记录与教程（VS2019+QT5.15.2+PCL1.12.1+VTK9.1.0配置，超详细）

因为PCL库（傻瓜式安装）中自动安装的VTK库并不完整，不支持QT环境的UI界面开发，于是，想用QT在VS2019上开发图形界面程序，需要单独自己通过VTK源码编译安装，再进行配置。本人安装时开发环境已经装好的是VS2019+QT5.15.2+PCL1.12.1，供参考，其他版本基本上大同小异，需要注意的是在自动安装的PCL库中，看到里面VTK库的版本是9.1.0，于是，在源码编译安装VTK过程中，为了保险也用的是9.1.0版本。

下载VTK源码：

1. 下载VTK源码
   VTK官网下载链接，点击进入找到源码地址，找到官方在gitlab上的官方仓库，根据自己需要的版本下载源码。
   
   
   进入gitlab官方仓库，点击标签
   
   找到自己需要的版本进行下载
   

2. 下载安装CMake
   进入CMake官网进行下载，Windows系统下载二进制的安装文件直接点击就可以安装。
   

用CMake编译源码

1. 准备好以下空目录，并把下载到的源码解压到VTK-Source中（目录命名仅作参考，读者可根据自己情况定义，但是建议目录中不要有中文字符，避免出现字符编码问题）
   
2. 打开CMake-GUI
   我是以管理员身份运行的CMake，不知道是不是必须条件，没有试过，运行后首先配置路径：
   
3. 勾选grouped和advanced这两个选项（为了configure之后显示的结果进行分组归整，容易查看），再点击configure选择合适的编译器，点击Finish开始进行编译。
   
4. 经过一定时间的等待，可以看到有很多红色选项是需要手动去检查或设置的，大家不要被一堆红色吓到了，这里的红色并不是报错了，只是编译器检测到了有这么多项需要配置，根据需要核查和设置几个最主要的项就行了。
   
5. 配置关键属性项
   1） BUILD_SHARED_LIBS 这个默认是勾选的，如果没勾选，勾选即可，作用是生成动态链接库dll，如果不勾，就是静态链接了，一般都是勾选的。
   
   2）CMAKE_INSTALL_PREFIX是VTK的安装目录，默认是C盘中的一个目录，这里把它改为我们希望的目录地址，我这里改就是事先准备好的VTK-Install下的release（我后来在VTK-Install这个目录下又分别创建了release和debug两个目录，是为了以后万一要再生成一个debug版的库）
   PS(事后补充）：除非只打算编译一种（release或debug或其他，见下一条设置），这里可以不用分，或者说事后再分。因为如果下一条编译类型写了多个的话（还是见下一条），那么在最后生成库的时候（VS中生成INSTALL这个项目时，后面会讲到），其实会全部生成到这个选项所设置的目录当中去，如果要区分，只能自己在生成过程中或者之后，手动剪切粘贴来完成（尝试过在VS中修改输出目录，但没起作用，欢迎大神解答或者以后再研究）。
   
   3）CMAKE_CONFIGURATION_TYPES 是设置编译的类型（release或者debug等），默认是“Debug;Release;MinSizeRel;RelWithDebInfo”，这样一来生成的VS解决方案里(就是上面Buld这个目录）的工程打开，就可以支持四种不同设置的工程。这个根据需要来设置即可，也可以按默认的来。
   

4）与QT有关的配置，可以用关键词来搜索相关的配置项，默认都是DEFAULT，咱也不知道这个默认值到底是啥（有兴趣的伙伴可以试试），按照网上说的教程选了WANT，有的版本是只有勾选框，就直接勾选就好了，我这个版本有四个选项（YES，NO，WANT，NO_WANT），我也不知道YES和WANT有啥区别（搜了一下也没找到答案，有知道的大佬欢迎评论指正）。

6. 以上这些主要的配置完了之后，再次点击“Configure”，会把大部分的配置项清除（或者变为白色，个人理解就是系统不需要向用户确认了）。但是由于我们在QT相关的配置项做了修改（主要是WANT了QT相关内容），所以又会出现一些红色配置项（系统需要我们补充配置或向我们确认），情况如下：
   
   这里出现了一个小插曲：由于我的机器之前装了anaconda3且配置了环境变量，里面可能以前装了（不记得是默认装的还是手动装的了）QT，所以这里目录自动检索到了anaconda3里的目录，但是我实际上是单独安装了QT5.15.2且选择了对应的msvc2019编译器，也装了vs的QT插件，显然这个需求和anaconda3里的QT是不符合的。所以手动重新按照自己单独安装QT的目录重新设置了（如果在系统环境变量中，自己装的QT的目录在anaconda之前，应该可以直接避免这种情况），如下：
   
   设置好后再次点击Configure，理想情况，应该是没有红色的事项了，然而意外还是发生了：
   
   这里还有一个红色的警告，和QML有关，警告内容上面截图没截到，内容是“CMake Warning (dev) at GUISupport/QtQuick/qml/CMakeLists.txt:93 (message): Qt5 is configured in both Debug and Release modes. Due to Qt issue 47774 (https://bugreports.qt.io/browse/QTBUG-47774), skipping generation of qmltypes file. Using the one provided with the source tree instead.”,网上搜索一番，有人说是QML不能编译release版的，具体解决方法没有深究，只是一个告警，再次点击configure，会被直接忽略，如下图：
   
   点击Generate,如下，大功告成？！
   

在VS中生成库

好了，上面那步的Generate只是生成了VS的解决方案，也就是build里的东西，接下来，点击旁边的“Open Project”，会自动启动Visual Studio并打开Build目录下的解决方案。如下图：


可以看到，上图中，编译类型有四种，跟我们之前在CMake中配置的一样。

1. 编译DEBUG版本的
   选择，Debug，64位，
   首先，右键右边项目列表中的ALL_BUILD，点击生成，这个过程会比较慢，耐心等。生成成功以后，可以看到Build目录下多了一个bin目录，里面还有个debug目录，里面有很多的dll文件和pdb文件。但是我们之前CMake里面配置的Install目录下还空空如也呢！
   然后，在右侧找到项目INSTALL，右键点击——生成，这个就块多了。
   生成成功！这下算真的大功告成了！我们之前设置的Install的目录下有了四个子目录，这就是我们要用的VTK的库文件了，如下：
   
   上面提到，不管编译debug还是release，都会按照CMake里CMAKE_INSTALL_PREFIX项的值所指向的目录来生成这些文件，所以我后来这个项设置为…/VTK-Install/output了。
   最后，把这些剪切到自己想放的debug目录下（因为我们这里编译的是debug的库，可以看到bin目录下的dll文件最后都会带一个字母“d”。
2. 编译RELEASE版本的
   跟上面Debug版本的过程类似，只是最前面选择release即可，就不赘述了。

最后，得到debug和release的VTK的库，如下：


这两个目录都是自己创建的，内容都是从output中拷出来的。

替换PCL库中的VTK

好了，我们的目的并不是单独为了这个VTK，是因为PCL中的VTK不全（不支持QT），所以，接下来就直接替换，替换前我对比了一下，如下图：

可以看到，右边是我们自己编译安装的，要多一些文件，左边是PCL自带的，很明显少了些东西（除了QT还有啥？没有深究）
然后，因为看了一下PCL中的VTK，里面lib，bin这些目录下，release和debug版本的文件都在一个目录里没有分，索性我也不分了，直接把output中（前面提到了，release和debug的都生成到这个里面了）的文件拷贝过去。
很显然，拷贝的时候会遇到重名的，4261个，跟上图左边的一致，因为两边都是9.1版本的VTK，为了防止这些重名文件跟PCL有啥关联，就没有覆盖，直接跳过重名，相当于只补充多出来的跟QT有关的（或许还有别的？）。



如图，果然是多了一些跟QT有关的库文件。

配置QT项目属性

在VS中创建QT项目，然后添加属性文件，这里也可以直接右键项目编辑属性，但是采用属性文件的方式，有利于项目配置的复用（毕竟配置一次完整的PCL相关库需要添加很多lib文件）。具体操作步骤如下图：


注意这里debug版本的和release版本的需要分别添加。具体VS项目属性文件的有关教程可以网上自行搜索，这里照着后面接着做即可。


创建好后双击，即可打开项目属性设置窗口，这个窗口是针对该项目属性文件的，配置好后，以后新建项目或者其他项目需要用到PCL库release或者Debug版的属性配置，只需要添加这个属性文件即可。

插曲：OpenNI2的安装
在直接自动安装的PCL1.12.1目录里面，发现OpenNI2目录中居然是空的（只有安装程序，好像是直接给装到C盘去了？），后面包含目录和库目录可是要用到的啊！于是直接在目录中安装，如果显示已经有了OpenNI，需要先用清除选项清除，然后再一次运行安装程序就可以了，如下图：

照惯例，安装目录只要能修改，就修改成我们想要的，我直接修改成了当前的PCL中的OpenNI2的目录，安装完成以后是这样的：

系统环境变量跟着这个新安装的目录改一下就好，我也不知道为什么之前安装PCL的时候系统环境变量虽然添加了OpenNI2，但是目录却是C盘的而不是PCL的安装目录。

1. 包含目录的设置
   可以通过属性配置窗口的“C/C++"—>”常规“中的附加包含目录，也可以通过”VC++目录“中的”包含目录“进行添加，添加结果如下：
   
   注意事项：上图中pcl、boost等几个库的包含目录一直写到了”……\pcl“（以pcl为例），后来写代码的时候发现，最好是写到前一级目录即可（或者加一个前一级目录，按我自己这个例子，就是写到D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\include\pcl-1.12），为什么？因为这些包含目录里的.h头文件很多，我们开发的时候实际也不会只用这一两个库（可能有一大堆），这些库里面的很多头文件都并没有带自己的库名称，所以为了更好地区分和阅读代码，在引用pcl的库的时候（其他库也是一样），更习惯于用#include之类的写法，如果包含目录像上图那样写，就只能写成#include<****.h>，万一有些库里面出现了同名头文件，还会让编译器混淆。

2. 库目录设置
   这个没啥好说的了，照着来就行了。
   

3. 链接器——输入——附加依赖项
   这个设置算是最麻烦的一步了，主要是因为要添加的lib文件太多了。更麻烦的是，有很多库文件，是要区分debug版和release版的，光vtk有200多个（release的和debug的各100多个，关键咱这还是专门为了它而来）。网上很多教程给了批处理的代码，这里自己完善了一下，如下图，一次性把pcl和里面各种第三方库.lib文件的文件名都分别提取到.txt中，便于复制粘贴，有一些库的debug版本和release版本文件可以很容易用代码区分，就分别存到不同的.txt中（release后缀r，debug后缀d），部分库区分不易，就都在一起了，后缀rd，提取完了以后再手动区分，如下图：
   
   批处理的代码如下（路径可以根据自己需要修改）：

dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\lib\*.lib" /b > libs_pcl_rd.txt

dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\Boost\lib\*mt-gd-x64-1_78.lib" /b > libs_boost_d.txt
dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\Boost\lib\*mt-x64-1_78.lib" /b > libs_boost_r.txt

dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\FLANN\lib\*.lib" /b > libs_flann_rd.txt

dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\OpenNI2\Lib\*.lib" /b > libs_openni2_rd.txt

dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\Qhull\lib\*.lib" /b > libs_qhull_rd.txt

dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\VTK\lib\*1.lib" /b > libs_vtk_r.txt
dir "D:\My3rdLib\PCL 1.12.1\3rdParty\VTK\lib\*d.lib" /b > libs_vtk_d.txt

为了方便，上传了我自己的批处理程序文件和处理好（自动提取+手动整理）的结果，跟我这篇记录的版本完全一致的，想偷懒的，直接用压缩包里面libs_pcl_3rdpart_all_d.txt和libs_pcl_3rdpart_all_r.txt（后缀r的是release的，后缀d的是debug的）这两个文件中的内容即可，是pcl相关所有库的lib文件整理合并之后的，直接粘贴到vs的项目属性配置的链接器——输入——附加依赖项里就行了。
点击下载提取文件名批处理程序及处理结果

测试点云显示（QT项目PCL读取+VTK显示）

1. QVTK显示控件
   根据网上说的，在VTK9.0以后没有QT插件了，需要通过OpenGL Widget来提升，如下图：
   
   点击提升为后，在窗口中填写提升的类名称为QVTKOpenGLNativeWidget，下面的头文件会自动填充。
   
   点击提升完成后，修改该控件的Object Name为自己需要的，我这里是修改为qvtkWidget了，如下图：
   
   回到Visual Studio以后，进入”ui_*****.h"这个特殊的头文件（QT自动生成的UI界面的头文件）会发现自动添加了上述头文件，控件的定义也添加进去了，如图：
   

2. 读取点云（仅以.ply数据读取为例）
   回到Visual Studio，代码中添加如下头文件：

#include		//用来读取.ply格式的点云
#include		//用于点云变量定义			

然后在自己希望的地方添加如下读取代码：

pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr myCloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
if (pcl::io::loadPLYFile<pcl::PointXYZ>("D:\\Users\\YeL313\\Downloads\\bunny.ply", *myCloud) == -1) {
	QMessageBox::information(NULL, "Title", "read failed!");
}
else {
	QMessageBox::information(NULL, "Title", "read completed!");		
}

3. 显示点云
   代码中添加如下头文件：

#include	
#include		
#include	

然后添加如下代码显示点云：

//创建渲染器
vtkRenderer* ren = vtkRenderer::New();
//创建渲染窗口
vtkGenericOpenGLRenderWindow* renderWindow = vtkGenericOpenGLRenderWindow::New();
//创建pcl显示器并与VTK的渲染器和渲染窗口绑定
pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr pclViewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer(ren,renderWindow,"viewer", false));
//渲染窗口与qvtkWidget绑定
ui.qvtkWidget->setRenderWindow(pclViewer->getRenderWindow());
//添加点云数据
pclViewer->addPointCloud(myCloud,"cloud");
//刷新控件（如果是第一次载入点云，点云没有变更，可以不加下面这句）
ui.qvtkWidget->update();

网上找到一些代码，但是有很多显示不出来，不知道是不是我没用对，还有一些用VTK来读取点云的或者一些比较复杂的，就没去深究，想用最简单的方法来显示，就折腾了这么几句代码，根据自己的理解写了注释，如有错误，欢迎指正。以后关于更加详细和复杂的点云操作和显示，再另外开帖，这篇主要是讲VTK的编译和配置，这个代码的折腾纯粹为了测试一下配置好了没。

最后运行程序，成功！