几种常见的点云格式数据解析与在线预览

什么是点云？

点云格式是用来存储和传输点云数据的文件格式，其中包含了点的坐标和属性等信息。

点云是一种用于表示三维空间中离散点集的数据结构，它广泛应用于计算机图形学、计算机视觉、机器人学和地理信息系统等领域。

有哪些点云格式？

常见的点云格式有：

• .las、.laz：LiDAR数据的工业标准格式，是一种二进制文件格式。
• .pcd：PCL库官方指定格式。
• .obj：由Alias|Wavefront Techonologies公司从几何学上定义的3D模型文件格式，是一种文本文件。
• .pcap：现在流行的Velodyne公司出品的激光雷达默认采集数据的二进制文件格式。
• .ply：一种由斯坦福大学的Turk等人设计开发的多边形文件格式，因而也被成为斯坦福三角格式。
• .pts：被称之为最简便的点云格式，属于文本格式。只包含点坐标信息，按X Y Z顺序存储。
• .xyz、.txt：一种文本格式。

点云格式的优缺点

点云格式的优缺点如下：

• 优点：记忆灵活，读写方便，通常硬件设备可以普遍采用的存储方式。
• 缺点：存储量大，读写速度慢。

点云数据组织

pcd格式

一个pcd文件中通常由两部分组成：分别是文件说明和点云数据。

文件说明由11行组成：

• 第1行：以“#”开头的行，表示注释行。
• 第2行：PCD_VERSION = "PCD_FORMAT_VERSION = "1.0"表示该点云文件的版本号。
• 第3行：FIELDS x y z表示该点云文件中点的坐标信息。
• 第4行：SIZE 4 4 4表示该点云文件中点的坐标信息的数据类型为float。
• 第5行：TYPE FLOAT FLOAT FLOAT表示该点云文件中点的坐标信息的数据类型为float。
• 第6行：OFFSETS 0 0 0表示该点云文件中点的坐标信息的偏移量。
• 第7行：VAR_NAME x y z表示该点云文件中点的坐标信息的变量名。
• 第8行：DIMENSIONS 3 1 1表示该点云文件中点的坐标信息的维度数。
• 第9行：COUNT 1 0 0表示该点云文件中点的坐标信息的个数。
• 第10行：未知表示未知意义。
• 第11行：ENDTYPE "PCF"表示该点云文件的结束标记。

pts格式

pts格式数据由三部分组成：

• 第一行记录点数。
• 随后的每一行有7个值，前三个是点的（x，y，z）坐标，第四个是“强度”值，后三个是（r，g，b）颜色估计值。
• （r，g，b）值的范围为0到255（单个无符号字节）。强度值是该点表面反射的入射辐射比例的估计值，0表示非常差的返回，而255表示非常严重的返回。

xyz格式

XYZ格式文件由多行组成，每行表示一个点。每个点的X、Y、Z坐标值用空格或制表符分隔。文件中不包含文件头信息或其他元数据，只有纯粹的点云数据。

XYZ格式是一种简单的文本文件格式，常用于存储点云数据的几何信息。它以每行一个点的形式，存储点的X、Y、Z坐标值，没有额外的属性信息。由于其简单性，XYZ格式易于创建、编辑和阅读，适用于快速查看和处理点云的几何数据。

las格式

LAS格式文件包含公共报头块、任意数量（可选）可变长度记录（VLRs）、点数据记录（Point data Records）和任意数量（可选）扩展可变长度记录（EVLRs）。

公共报头块包含泛型数据，如点编号和点数据边界。可变长度记录包含可变类型的数据，包括投影信息、元数据、波形包信息和用户应用程序数据。扩展可变长度记录（EVLRs）允许比可变长度记录（VLRs）更高的负载，并且它们具有可被追加到LASfile末尾的优点。

laz格式

LAZ文件格式是LAS文件格式的压缩版本。

LAS文件包含一个具有激光雷达元数据的公共头，然后是激光雷达点记录。每个点记录包含诸如三维坐标、强度和GPS时间戳等属性。

LAZ Laz文件是Las文件的一种压缩格式，在LAStools中就有Laszip这个exe，可以直接调用。 Laszip压缩器把Las数据中点类型看做四种不同的数据组成的：POINT10，GPSTIME10，RGB12和WAVEPACKET13，针对这个四种数据分别进行压缩。

asc格式

ASC格式文件是ASCII字符流，该字符流由按行列排序的数据值组成。

ASC文件中的每一行的列定义相同。数据流中的各行由行定界符分隔。在一行中，每一列都由开始结束位置对（由IMPORT参数指定）定义。每个位置对都表示一行中以字节位置形式指定的位置。行中的第一个位置是字节位置。每个位置对的第一个元素是列开始的字节，而每个位置对的第二个元素是列结束的字节。

ply格式

PLY格式数据组成如下：

PLY文件是由文件头和数据区两部分组成，文件头记录的是点云文件中的注释、元素类别和属性，以ply开头，以end header结尾。数据区包含顶点数据和面数据，顶点数据由vector表示。

点云文件查看

点云文件查看方法如下：

1. 使用QGIS 3软件查看：QGIS 3可以处理原始点云格式，有一些选项可以根据类、高度和RGB属性来符号化点云。
2. 使用LasViewer浏览器查看：LasViewer可以在浏览器里渲染点云数据(LAS或LAZ)，它的一些亮点包括夸大垂直高度(z值)、选择要显示的属性、添加LAS文件时可以利用WebGL顺利实现可视化。
3. 使用Geek3D Point Cloud Viewer软件查看：Geek3D Point Cloud Viewer是一款专门用于查看.pcd点云文件的软件，该软件支持多种点云处理操作。
4. 使用3D模型在线转换网站进行点云文件在线预览：3Dconvert 网站提供多种模型格式文件转换，支持pcd、pts、xyz、las、laz、asc、ply等点云格式文件在线预览，同时支持将点云格式在线转换为ply、xyz等模型格式。

点云格式怎么生成的？

根据点云的不同应用需求，其来源呈现多样化的特征，常见的来源：

1. 三维激光雷达扫描：使用LiDAR（Light Detection and Ranging）设备进行激光雷达扫描获取点云数据。
2. 三维扫描仪：利用三维扫描仪获取物体表面的点云数据。
3. 摄像头：利用单目、双目或鱼眼摄像头获取场景的点云数据。
4. 传感器：利用激光、毫米波雷达、超声波等传感器获取环境点云数据。

点云格式应用前景

点云格式应用前景广阔，例如：

1. 自动驾驶：自动驾驶系统通过激光雷达等设备获取地形地貌、道路标志等点云信息，实现自动驾驶。
2. 智慧城市：通过激光扫描获取建筑、树木等点云信息，建立城市三维模型，为智慧城市提供数据支撑。
3. 医疗领域：通过激光扫描获取人体三维模型，为手术导航、医学研究等提供数据支撑。
4. 工业领域：通过激光扫描获取产品三维模型，为工业检测、质量控制等提供数据支撑。

点云格式有哪些前瞻技术？

点云格式前瞻技术1：

1. 三维重建：通过点云数据，实现三维场景重建，应用于虚拟现实、增强现实等领域。
2. 物体识别：通过点云数据，实现物体识别，应用于自动驾驶、机器人等领域。
3. 目标检测：通过点云数据，实现目标检测，应用于智能监控、安全等领域。
4. 三维测量：通过点云数据，实现三维测量，应用于工业检测、质量控制等领域。