open3d 点云、图像、网格的读取、保存、显示

一、读取

1.1 点云读取

pcd = o3d.io.read_point_cloud('点云文件路径', format='auto', remove_nan_points=True, remove_infinite_points=True, print_progress=False)

返回类型

<class 'open3d.cpu.pybind.geometry.PointCloud'>

输出点云个数

print(pcd)

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用）：

• filename (str)：要读取的点云文件的路径。

• format (str, optional)：要读取的文件的格式。默认为 None，此时 Open3D 将根据文件的扩展名自动确定文件格式。支持的格式包括 'auto', 'xyz', 'xyzn', 'pts', 'ptx', 'ply', 'pcd', 'xyzrgb', 'xyznrgb', 'xyzbgr', 'xyzrgb+', 'vtp', 'vtu', 'obj', 'gltf' 等。如果指定了格式，Open3D 将尝试以指定的格式读取文件，而不是根据扩展名自动确定。

• remove_nan_points (bool, optional)：是否删除包含 NaN（Not a Number）值的点。默认为 True，即删除包含 NaN 值的点。

  （补充：在点云中，NAN(Not a Number)表示一个无效的数字或值，通常是由于数据输入错误、计算错误或其他问题导致的。NAN点可能表示一个不存在的点、一个超出点云范围的点、一个无效的坐标值等。）

• remove_infinite_points (bool, optional)：是否删除包含无穷值的点。默认为 True，即删除包含无穷值的点。

• print_progress (bool, optional)：是否打印读取进度信息。默认为 False，不打印。

  点云数据支持类型

  格式	描述
  xyz	每一行包含[x,y,z]，其中x,y,z是三维坐标
  xyzn	每一行包含[x,y,z,nx,ny,nz]，其中x,y,z是三维坐标，nx,ny,nz是法向量
  xyzrgb	每一行包含[x,y,z,r,g,b]，其中x,y,z是三维坐标，r,g,b是颜色信息，取值范围是[0,1]
  pts	第一行是表示点数的整数。随后的行遵循以下一种格式：[x,y,z,i,r,g,b],[x,y,z,r,g,b],[x,y,z,i]或[x,y,z],，其中x,y,z,i是double类型，r,g,b是unint8类型
  ply	见：多边形文件格式，ply文件可同时包含点云和网格数据
  pcd	见：点云数据

1.2 图像读取

images = o3d.io.read_image('图像路径')

返回类型

<class 'open3d.cpu.pybind.geometry.Image'>

图像信息

print(images)

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用）：

• filename (str)：要读取的图像文件的路径。
• dtype (numpy.dtype, optional)：图像数据的数据类型。默认为 numpy.uint8。
• num_channels (int, optional)：图像的通道数。默认为 3。
• print_progress (bool, optional)：是否打印读取进度信息。默认为 False，即不打印。

图像数据支持类型

Open3D 支持使用 OpenCV (cv2) 和 Pillow (PIL) 两种库来读取图像文件。因此，支持的图像类型包括但不限于：

JPEG (.jpg, .jpeg)、PNG (.png)、BMP (.bmp)等。如果安装了适当的依赖库（OpenCV 或 Pillow），o3d.io.read_image 应该能够读取大多数常见的图像格式。

1.3 网格读取

网格读取条件

• 当文件中包含描述物体表面拓扑结构的数据时，如三角面片和顶点法线等信息，通常将其视为网格文件。常见的网格文件格式包括 OBJ、PLY、STL 等。
• 使用 open3d.io.read_triangle_mesh() 函数读取网格文件。

mesh = o3d.io.read_triangle_mesh()

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用）：

• filename：要读取的文件的路径。

• format

  (optional)：文件格式。默认为自动检测。可以是以下值之一：

  • "auto"：自动检测文件格式。
  • "ply"：PLY 格式。
  • "obj"：OBJ 格式。
  • "stl"：STL 格式。
  • "off"：OFF 格式。
  • "xyz"：XYZ 格式。

• remove_duplicated_vertices (optional)：如果为 True，则在读取网格时删除重复的顶点。默认为 True。

• remove_duplicated_triangles (optional)：如果为 True，则在读取网格时删除重复的三角形。默认为 True。

• remove_non_manifold_edges (optional)：如果为 True，则在读取网格时删除非流形边。默认为 True。

点云数量和三角网格数量

print(mesh)

点云返回类型

<class 'open3d.cpu.pybind.geometry.TriangleMesh'>

二、保存

2.1 点云保存

o3d.io.write_point_cloud('保存文件路径', '点云数据', write_ascii=False, compressed=False, print_progress=False)

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用）：

• filename (str)：要写入的点云文件的路径。
• pointcloud (open3d.geometry.PointCloud)：要写入的点云对象。
• write_ascii (bool, optional)：是否以 ASCII 格式写入文件。默认为 False，即以二进制格式写入文件。
• compressed (bool, optional)：是否使用压缩格式写入文件。默认为 False，即不使用压缩。
• print_progress (bool, optional)：是否打印写入进度信息。默认为 False，不打印。

2.2 图像保存

o3d.io.write_image('保存路径', 图像)

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用）：

• filename (str): 要写入的图像文件的路径和名称。
• image (numpy.ndarray): 要写入的图像数据，通常是一个三维的 NumPy 数组。对于彩色图像，形状应为 (height, width, 3)，表示高度、宽度和通道数。对于灰度图像，形状应为 (height, width)。
• quality (int, optional): 图像质量参数，仅适用于某些格式（例如 JPEG）。范围通常从 0 到 100，其中 100 表示最高质量。默认为 95。
• progressive (bool, optional): 是否启用渐进式加载，仅适用于某些格式（例如 JPEG）。默认为 False。
• compression_level (int, optional): 压缩级别，仅适用于某些格式（例如 PNG）。较低的级别通常会导致更高的压缩率，但可能会降低图像质量。默认为 6。
• format (str, optional): 要使用的图像格式。如果未指定，Open3D 将根据文件扩展名自动确定格式。目前支持的格式包括 ‘PNG’, ‘JPEG’, ‘BMP’, ‘GIF’, ‘TIFF’, ‘PPM’ 和 ‘PGM’。

2.3 mesh保存

o3d.io.write_triangle_mesh("mesh路径”, mesh数据)

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用）：

• filename：要保存的文件的路径。
• mesh：要保存的网格对象，类型为 open3d.geometry.TriangleMesh。
• write_ascii (optional)：如果为 True，则以 ASCII 格式写入文件。默认为 False，以二进制格式写入文件。

三、显示

3.1 点云显示

o3d.visualization.draw_geometries(['点云数据', '第二个点云数据', '...'],window_name='Open3D界面', width=1920, height=1080, left=50, top=50, point_show_normal=False, mesh_show_wireframe=False, mesh_show_back_face, *args, **kwargs)

以下是该函数的参数介绍（大部分用不上, 红色使用居多）：

• geometries：必需参数，要可视化的几何对象列表（点云数据）。
• window_name：窗口的名称，可选参数，默认为 “Open3D”。
• width：窗口的宽度，可选参数，默认为 1920 像素。
• height：窗口的高度，可选参数，默认为 1080 像素。
• left：窗口在屏幕上的左侧位置，可选参数，默认为 50。
• top：窗口在屏幕上的顶部位置，可选参数，默认为 50。
• point_show_normal：是否显示点云法向量，可选参数，默认为 False。
• mesh_show_wireframe：是否以线框模式显示网格，可选参数，默认为 False。
• mesh_show_back_face：是否显示网格的背面，可选参数，默认为 True。
• lookat：相机观察的目标点，可选参数，默认为 [0, 0, 0]。
• up：相机的上方向，可选参数，默认为 [0, 0, 1]。
• field_of_view：相机的视场角，可选参数，默认为 60。
• zoom：相机的缩放级别，可选参数，默认为 0.8。
• front：相机到近裁剪平面的距离，可选参数，默认为 0.1。
• back：相机到远裁剪平面的距离，可选参数，默认为 10000。
• view_control：设置视图控制器，可选参数，默认为 None。
• bg_color：背景颜色，可选参数，默认为黑色 [0, 0, 0]。
• return_images：是否返回渲染的图像，可选参数，默认为 False。

3.2 图像显示

同点云显示一样滴！

3.3 mesh显示

同点云显示一样滴！

四、结果展示

pcd文件展示

png图像展示

obj文件显示

等。。。

五、点云数据获取

包括 obj,pcd,las,png,ply

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