通过kinect实现3d扫描建立打印模型（processing、skanect、ReconstructMe）

http://www.sigvc.org/bbs/thread-722-1-1.html

在本文中将详细梳理使用Kinect进行3d扫描的过程，一共包含3种实现方法：processing编程实现、skanect软件实现、ReconstructMe软件实现。RecontructMe只能基于32位系统的驱动与kinect连接，而skanect与processing不论是32位还是64位都可以较好的兼容。

Comparison of ReconstructMe, KinectFusion and Skanect：

我们首先来看ReconstructMe:
ReconstructMe是基于32位系统的，但是在64位操作系统下仍旧使用32位的kinect驱动以及ReconstructMe。
ReconstructMe官方网址：http://reconstructme.net/
官网中针对不同的用户，有免费版以及收费版两种软件，具体下载地址为：http://reconstructme.net/projects/reconstructme-console/
下载完成以后，先不要安装，在安装ReconstructMe之前我们首先需要安装Kinect的驱动，具体步骤如下：

下载32位openni驱动包，下载地址：

Dropbox下载地址：
https://www.dropbox.com/s/n55mr8q1j0nzyru/Sensor%20Driver%20Package%
20×86%201.5.2.zip
坚果云下载地址：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/uGqA8e_Y18lRqUluPrFMdXnCzq3o0ko9_Eh_5yDu-3U
2.解压驱动包，首先安装OpenNI，再然后是SensorKinect，然后是SensorPrimesense。（在安装之前，一定要把原来kinect的驱动卸载掉）
3.全部安装完成以后，重启
4.将你的Kinect连接上电脑，可以通过查看控制面板中的设备管理器，检查你的电脑是否已经识别Kinect.

5.确认Kinect已经能和电脑通信之后，安装下载好的ReconstructMe，安装完以后运行目录中的Start ReconstructMe Scan OpenNI.bat，注意不是ReconstructMe.exe。然后根据提示进行操作即可
附图：

接下来是通过skanect进行3d扫描：
Skanect官方网址： http://skanect.manctl.com
下载地址： http://manctl.com/products.html （页面中含有详细的安装步骤，但是一些链接已经失效，在后面的安装步骤中含有其他下载链接）
详细安装步骤：

下载skanect
下载kinect驱动包：

Dropbox下载地址：
https://www.dropbox.com/s/734160v5imqyd5d/kinect%20driver%20package%20for%2064bit.zip
坚果云下载地址：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/sm_vNwOtndapU8ya3p46l6BXj-ujPkDmnt7JrTnhjoc
3. 下载完驱动包以后，首先安装OpenNI，然后是NITE，再然后是sensor（此文件也就是Primesense），最后是SensorKinect.
4.把kinect通过USB连接到电脑，检查控制面板中的设备管理器，判断是否已经连接成功。
5.安装skanect并运行skanect.exe
( 备注：
1. 若基于32位操作系统，当使用skanect应下载之前ReconstructMe的所需的驱动，并附加NITE（具体安装顺序如上所示）：
dropbox下载： https://www.dropbox.com/s/alvz98xzchlhlqj/NITE-Win32-1.5.2.21-Dev.zip
坚果云下载：
https://jianguoyun.com/c/pubfile/pw4suN5cAEsSIyTDyMGLaoAIw3Dfc6baECBR_1udBkY
2. 若运行skanect时，提示未查找到openni.dll则需根据你安装的目录找到openni.dll并复制到system32中！)
附图：

最后一种方法是通过processing编程实现，对于使用过Processing或者java的人比较适用。虽然自己之前没有接触过java，但还是尝试了一下，欢迎大家一起折腾，具体步骤：

首先还是需要安装Kinect的驱动（本人亲测为安装64位的驱动，如果你使用的操作系统是32位的还需安装NITE，因为后面调用processing库是需使用到）
Processing的simple-openni库下载及安装:

http://code.google.com/p/simple-openni/downloads/list
(木有接触过processing的，百度一下即可找到，下载该软件并根据官网指示了解如何安装库文件)
3.Coding!
Processing代码：

普通浏览复制代码

import processing.opengl.*;
import SimpleOpenNI.*;
import kinectOrbit.*;
KinectOrbit myOrbit;
SimpleOpenNI kinect;
String turnTableAngle = "0";
ArrayList scanPoints = new ArrayList(); // PointCloud
ArrayList scanColors = new ArrayList(); // Object Colors
ArrayList objectPoints = new ArrayList(); // PointCloud
ArrayList objectColors = new ArrayList(); // Object Colors
float baseHeight = ; // Height of the Model's base//1
float modelWidth = ;//2
float modelHeight = ;//3
PVector axis = new PVector(0, baseHeight, );//4
int scanLines = 200;
int scanRes = 1;
float[] shotNumber = new float[3];
int currentShot = 0;
public void setup()
{
size(800, 600, OPENGL);
// Orbit
myOrbit = new KinectOrbit(this, 0, "kinect");
myOrbit.drawCS(true);
myOrbit.drawGizmo(true);
myOrbit.setCSScale( );//5
myOrbit.drawGround(true);
// Simple-openni
kinect = new SimpleOpenNI(this);
kinect.setMirror(false);
kinect.enableDepth();
kinect.enableRGB();
kinect.alternativeViewPointDepthToImage();
for (int i = 0; i < shotNumber.length; i++)
{
shotNumber<i> = i * (2 * PI) / shotNumber.length;
}
}
public void draw()
{
kinect.update(); // Update Kinect data
background(0);
myOrbit.pushOrbit(this); // Start Orbiting
drawPointCloud(5);
updateObject(scanLines, scanRes);
if(currentShot>0&¤tShot<4)
{
scan();
}
drawObjects();
drawBoundingBox(); // Draw Box Around Scanned Objects
kinect.drawCamFrustum(); // Draw the Kinect cam
myOrbit.popOrbit(this); // Stop Orbiting
}
void drawPointCloud(int steps)
{
// draw the 3D point depth map
int index;
PVector realWorldPoint;
stroke(255);
for (int y = 0; y < kinect.depthHeight(); y += steps)
{
for (int x = 0; x < kinect.depthWidth(); x += steps)
{
index = x + y * kinect.depthWidth();
realWorldPoint = kinect.depthMapRealWorld()[index];
stroke(150);
point(realWorldPoint.x, realWorldPoint.y, realWorldPoint.z);
}
}
}
void drawObjects()
{
pushStyle();
strokeWeight(4);
for (int i = 1; i < objectPoints.size(); i++)
{
stroke(objectColors.get(i).x, objectColors.get(i).y, objectColors.get(i).z);
point(objectPoints.get(i).x, objectPoints.get(i).y, objectPoints.get(i).z + axis.z);
}
for (int i = 1; i < scanPoints.size(); i++)
{
stroke(scanColors.get(i).x, scanColors.get(i).y, scanColors.get(i).z);
point(scanPoints.get(i).x, scanPoints.get(i).y, scanPoints.get(i).z + axis.z);
}
popStyle();
}
void drawBoundingBox()
{
stroke(255, 0, 0);
line(axis.x, axis.y, axis.z, axis.x, axis.y + 100, axis.z);
noFill();
pushMatrix();
translate(axis.x, axis.x + baseHeight + modelHeight / 2, axis.z);
box(modelWidth, modelHeight, modelWidth);
popMatrix();
}
void scan()
{
for (PVector v : scanPoints)
{
boolean newPoint = true;
for (PVector w : objectPoints)
{
if (v.dist(w) < 1)
newPoint = false;
}
if (newPoint)
{
objectPoints.add(v.get());
int index = scanPoints.indexOf(v);
objectColors.add(scanColors.get(index).get());
}
}
}
void updateObject(int scanWidth, int step)
{
int index;
PVector realWorldPoint;
scanPoints.clear();
scanColors.clear();
float angle=(currentShot-1)*2*PI/3;
rotateY(angle);
line(0,0,100,0);//draw a line at the base of the bounding box to indicate the rotation
int xMin = (int) (kinect.depthWidth() / 2 - scanWidth / 2);
int xMax = (int) (kinect.depthWidth() / 2 + scanWidth / 2);
for (int y = 0; y < kinect.depthHeight(); y += step)
{
for (int x = xMin; x < xMax; x += step)
{
index = x + (y * kinect.depthWidth());
realWorldPoint = kinect.depthMapRealWorld()[index];
color pointCol = kinect.rgbImage().pixels[index];
if (realWorldPoint.y < modelHeight + baseHeight && realWorldPoint.y > baseHeight)
{
if (abs(realWorldPoint.x - axis.x) < modelWidth / 2)
{ // Check x
if (realWorldPoint.z < axis.z + modelWidth / 2 && realWorldPoint.z > axis.z -modelWidth / 2)
{ // Check z
PVector rotatedPoint;
realWorldPoint.z -= axis.z;
realWorldPoint.x -= axis.x;
rotatedPoint = vecRotY(realWorldPoint, angle);
scanPoints.add(rotatedPoint.get());
scanColors.add(new PVector(red(pointCol), green(pointCol), blue(pointCol)));
}
}
}
}
}
}
PVector vecRotY(PVector vecIn, float phi)
{
// Rotate the vector around the y-axis
PVector rotatedVec = new PVector();
rotatedVec.x = vecIn.x * cos(phi) - vecIn.z * sin(phi);
rotatedVec.z = vecIn.x * sin(phi) + vecIn.z * cos(phi);
rotatedVec.y = vecIn.y;
return rotatedVec;
}
public void keyPressed() {
switch(key)
{
case 's':
currentShot++;
break;
case 'c': // Clear the object points
objectPoints.clear();
objectColors.clear();
currentshot=0;
break;
case 'e': // Export the object points
exportPly('0');
break;
case '+': // Increment the number of scanned lines
scanLines++;
println(scanLines);
break;
case '-': // Decrease the number of scanned lines
scanLines--;
println(scanLines);
break;
}
}

代码下载地址：
Dropbox下载：https://www.dropbox.com/s/90fttmvheag2k2r/scan.pde
坚果云下载：https://jianguoyun.com/c/pubfile/GHAf-ZzTMjgr1KNNinHgpWf7QKdTmBu2Z-2SIU_YbE8
收工！

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