Open3D-GUI系列教程（七）打包应用程序
Open3D-GUI 应用程序打包
前面几篇讲解了从创建一个窗口，回调函数，再到选取顶点，显示法线。这都是在python环境中运行的，为了在其他环境下也能正常使用，需要将其打包成exe文件。
版本：0.14.1
文章目录
- Open3D-GUI 应用程序打包
- 1. pyinstaller直接打包（浅尝一下）
- 错误1【INTEL MKL ERROR】
- 错误2【Open3D Error】
- 1.1 pyinstaller 运行时信息
- 1.2 设置资源路径
- 1.3 其他更改
- 2. 正确的打包姿势
- 3. 其他错误
- 完整代码
1. pyinstaller直接打包（浅尝一下）
项目结构：
app
├── model
│ └── bunny.obj
└── myApp.py
pyinstaller -w ./myApp.py
直接对myApp.py打包，尝试运行可能会出现以下问题：
错误1【INTEL MKL ERROR】
解决方法：把mkl_intel_thread.1.dll直接复制到exe的目录中,不知道位置的话建议直接Everything搜索
错误2【Open3D Error】
可以看到错误是由于找不到resource目录引起的。
这个问题发生在初始化过程中，即gui.Application.instance.initialize()，这个函数是重载的
initialize(*args, **kwargs)
initialize(self) -> None初始化应用，使用默认的资源文件（包含在轮子里）
initialize(self, str) -> None使用str给出的资源文件路径来初始化应用。
在之前的代码中，使用的一直是默认资源文件，这在python的运行环境中是没问题的，但是打包之后，程序不在python环境中运行，所以默认的资源文件路径失效，导致无法找到资源文件，即上述错误。
1.1 pyinstaller 运行时信息
打包的代码运行在捆绑包（bundle）中，我们可以使用下面的方法来检测代码是否运行在bundle（“frozen”）中：
import sys
if getattr(sys, 'frozen', False) and hasattr(sys, '_MEIPASS'):print('running in a PyInstaller bundle')
else:print('running in a normal Python process')
当bundle应用程序启动时，引导加载器（bootloader）设置sys.frozen属性，并将bundle文件夹的绝对路径存储在**sys._MEIPASS**中.
- 对于单文件夹（one-folder)，存储的是文件夹的路径
- 对于单文件（one-file)，存储的时bootloader创建的临时文件夹路径。
1.2 设置资源路径
对于要打包的文件，我们需要使用显示的给出资源文件路径，使用上面提到的方法可以兼顾bundle的运行和python环境的运行。
if __name__ == "__main__":if getattr(sys, 'forzen',False) and hasattr(sys,'_MEIPASS'):print("Run in Pyinstaller!")print(sys._MEIPASS)base_path = sys._MEIPASSresource_path = os.path.abspath(os.path.join(base_path,'resources')) else:print("Run in python process!")resource_path = 'resources'resource_path = os.path.abspath(resource_path)print("Resources:",resource_path)app = App(resource_path)app.run()
相应的对App的__init__进行修改，
class App:# ...def __init__(self, resource_path):gui.Application.instance.initialize(resource_path) #用指定资源进行初始化#...
默认的资源文件可以在轮子里找到，例如
C:\Users\xxx\anaconda3\envs\open3d_014\Lib\site-packages\open3d
将该目录下的resources目录复制到项目中。
1.3 其他更改
在文件拾取器中，我们设置了拾取器的初始路径，但这个路径在bundle里一般是错误的，所以要更改对应的代码，即：
def _menu_open(self):# ...# 初始路径 /modelif getattr(sys, 'frozen', False) and hasattr(sys,'_MEIPASS'):file_picker.set_path(os.path.join(sys._MEIPASS,'model'))else:file_picker.set_path('./model')# ...
2. 正确的打包姿势
因为要添加资源文件和数据，我们使用spec进行打包。
项目结构
app
├── Geometry.ico
├── mkl_intel_thread.1.dll
├── model
│ └── bunny.obj
├── myApp.py
└── resources
│ ├── brightday_ibl.ktx
│ ├── brightday_skybox.ktx
│ ├── colorMap.filamat
│ ├── crossroads_ibl.ktx
│ ├── crossroads_skybox.ktx
│ ├── defaultGradient.png
│ ├── defaultLit.filamat
│ ├── defaultLitSSR.filamat
│ ├── defaultLitTransparency.filamat
│ ├── defaultTexture.png
│ ├── defaultUnlit.filamat
│ ├── defaultUnlitTransparency.filamat
│ ├── default_ibl.ktx
│ ├── default_skybox.ktx
│ ├── depth.filamat
│ ├── depth_value.filamat
│ ├── hall_ibl.ktx
│ ├── hall_skybox.ktx
│ ├── html
│ ├── img_blit.filamat
│ ├── infiniteGroundPlane.filamat
│ ├── konzerthaus_ibl.ktx
│ ├── konzerthaus_skybox.ktx
│ ├── nightlights_ibl.ktx
│ ├── nightlights_skybox.ktx
│ ├── normals.filamat
│ ├── park2_ibl.ktx
│ ├── park2_skybox.ktx
│ ├── park_ibl.ktx
│ ├── park_skybox.ktx
│ ├── pillars_ibl.ktx
│ ├── pillars_skybox.ktx
│ ├── pointcloud.filamat
│ ├── Roboto-Bold.ttf
│ ├── Roboto-BoldItalic.ttf
│ ├── Roboto-License.txt
│ ├── Roboto-Medium.ttf
│ ├── Roboto-MediumItalic.ttf
│ ├── RobotoMono-Medium.ttf
│ ├── streetlamp_ibl.ktx
│ ├── streetlamp_skybox.ktx
│ ├── ui_blit.filamat
│ ├── unlitBackground.filamat
│ ├── unlitGradient.filamat
│ ├── unlitLine.filamat
│ ├── unlitPolygonOffset.filamat
│ └── unlitSolidColor.filamat
创建spec文件
pyi-makespec ./myApp.py在myApp.spec中添加资源文件，图标等，为了防止错误1，这里也把mkl_intel_thread.1.dll添加进去。
- 在datas中添加数据文件
- 在EXE中添加图标（icon = “Geometry.ico”）
# -*- mode: python ; coding: utf-8 -*-block_cipher = Nonea = Analysis(['myApp.py'],pathex=[],binaries=[],datas=[('resources','resources'),('model','model'),('mkl_intel_thread.1.dll','.')],hiddenimports=[],hookspath=[],hooksconfig={},runtime_hooks=[],excludes=[],win_no_prefer_redirects=False,win_private_assemblies=False,cipher=block_cipher,noarchive=False) pyz = PYZ(a.pure, a.zipped_data,cipher=block_cipher)exe = EXE(pyz,a.scripts, [],exclude_binaries=True,name='myApp',debug=False,bootloader_ignore_signals=False,strip=False,upx=True,console=True,disable_windowed_traceback=False,target_arch=None,codesign_identity=None,entitlements_file=None,icon='Geometry.ico',) coll = COLLECT(exe,a.binaries,a.zipfiles,a.datas, strip=False,upx=True,upx_exclude=[],name='myApp')打包
pyinstaller .\myApp.spec至此，打包的程序应该和python环境中运行结果一致。
3. 其他错误
还可能出现一些其它问题，可以打开cmd，将exe拖入cmd运行防止闪退，然后根据错误信息改bug即可。
完整代码
import open3d as o3d
import open3d.visualization.gui as gui
import open3d.visualization.rendering as rendering
import numpy as np
import copy
import sys
import osdef normals_lineset(pcd, normal_scale = 0.005, color = [1,0,0]):line_set = o3d.geometry.LineSet()start = np.asarray(pcd.points)end = np.asarray(pcd.points)+(np.asarray(pcd.normals) * normal_scale)points = np.concatenate((start,end))line_set.points = o3d.utility.Vector3dVector(points)size = len(start)line_set.lines = o3d.utility.Vector2iVector(np.asarray([[i,i+size] for i in range(0,size)]))line_set.paint_uniform_color(color)return line_setSCRIPT_DIR = os.path.dirname(os.path.realpath(__file__))class App:MENU_OPEN = 1MENU_SHOW = 5MENU_QUIT = 20MENU_ABOUT = 21show = True_picked_indicates = []_picked_points = []_pick_num = 0_label3d_list = []def __init__(self, resource_path):gui.Application.instance.initialize(resource_path)self.window = gui.Application.instance.create_window("Pick Points",800,600)w = self.windowem = w.theme.font_size# 渲染窗口self._scene = gui.SceneWidget()self._scene.scene = rendering.Open3DScene(w.renderer)self._scene.set_on_mouse(self._on_mouse_widget3d)self._info = gui.Label("")self._info.visible = False# 布局回调函数w.set_on_layout(self._on_layout)w.add_child(self._scene)w.add_child(self._info)# ---------------Menu----------------# 菜单栏是全局的（因为macOS上是全局的）# 无论创建多少窗口，菜单栏只创建一次。# ----以下只针对Windows的菜单栏创建----if gui.Application.instance.menubar is None:# 文件菜单栏file_menu = gui.Menu()file_menu.add_item("Open",App.MENU_OPEN)file_menu.add_separator()file_menu.add_item("Quit",App.MENU_QUIT)# 显示菜单栏show_menu = gui.Menu()show_menu.add_item("Show Geometry",App.MENU_SHOW)show_menu.set_checked(App.MENU_SHOW,True)# 帮助菜单栏help_menu = gui.Menu()help_menu.add_item("About",App.MENU_ABOUT)help_menu.set_enabled(App.MENU_ABOUT,False)# 菜单栏menu = gui.Menu()menu.add_menu("File",file_menu)menu.add_menu("Show",show_menu)menu.add_menu("Help",help_menu)gui.Application.instance.menubar = menu#-----注册菜单栏事件------w.set_on_menu_item_activated(App.MENU_OPEN,self._menu_open)w.set_on_menu_item_activated(App.MENU_QUIT,self._menu_quit)w.set_on_menu_item_activated(App.MENU_SHOW,self._menu_show)# 鼠标事件def _on_mouse_widget3d(self, event):if event.type == gui.MouseEvent.Type.BUTTON_DOWN and event.is_button_down(gui.MouseButton.LEFT) and event.is_modifier_down(gui.KeyModifier.CTRL):def depth_callback(depth_image):x = event.x - self._scene.frame.xy = event.y - self._scene.frame.ydepth = np.asarray(depth_image)[y, x]if depth==1.0:# 远平面（没有几何体）text = ""else:world = self._scene.scene.camera.unproject(x, self._scene.frame.height - y, depth, self._scene.frame.width, self._scene.frame.height)text = "({:.3f}, {:.3f}, {:.3f})".format(world[0],world[1],world[2])idx = self._cacl_prefer_indicate(world)true_point = np.asarray(self.pcd.points)[idx]self._pick_num += 1self._picked_indicates.append(idx)self._picked_points.append(true_point)print(f"Pick point #{idx} at ({true_point[0]}, {true_point[1]}, {true_point[2]})")def draw_point():self._info.text = textself._info.visible = (text != "")self.window.set_needs_layout()if depth != 1.0:label3d = self._scene.add_3d_label(true_point, "#"+str(self._pick_num))self._label3d_list.append(label3d)# 标记球sphere = o3d.geometry.TriangleMesh.create_sphere(0.0025)sphere.paint_uniform_color([1,0,0])sphere.translate(true_point)material = rendering.MaterialRecord()material.shader = 'defaultUnlit'self._scene.scene.add_geometry("sphere"+str(self._pick_num),sphere,material)self._scene.force_redraw()gui.Application.instance.post_to_main_thread(self.window, draw_point)self._scene.scene.scene.render_to_depth_image(depth_callback)return gui.Widget.EventCallbackResult.HANDLEDelif event.type == gui.MouseEvent.Type.BUTTON_DOWN and event.is_button_down(gui.MouseButton.RIGHT) and event.is_modifier_down(gui.KeyModifier.CTRL):if self._pick_num > 0:idx = self._picked_indicates.pop()point = self._picked_points.pop()print(f"Undo pick: #{idx} at ({point[0]}, {point[1]}, {point[2]})")self._scene.scene.remove_geometry('sphere'+str(self._pick_num))self._pick_num -= 1self._scene.remove_3d_label(self._label3d_list.pop())self._scene.force_redraw()else:print("Undo no point!")return gui.Widget.EventCallbackResult.HANDLEDreturn gui.Widget.EventCallbackResult.IGNOREDdef _cacl_prefer_indicate(self, point):pcd = copy.deepcopy(self.pcd)pcd.points.append(np.asarray(point))pcd_tree = o3d.geometry.KDTreeFlann(pcd)[k, idx, _]=pcd_tree.search_knn_vector_3d(pcd.points[-1], 2)return idx[-1]# 打开并显示一个obj模型def _menu_open(self):# 文件拾取对话框file_picker = gui.FileDialog(gui.FileDialog.OPEN,"Select file...",self.window.theme)# 文件类型过滤file_picker.add_filter('.obj', 'obj model')file_picker.add_filter('', 'All files')if getattr(sys, 'frozen', False) and hasattr(sys,'_MEIPASS'):file_picker.set_path(os.path.join(sys._MEIPASS,'model'))else:file_picker.set_path('./model')print("Current workspace",os.getcwd()) # 设置对话框按钮回调file_picker.set_on_cancel(self._on_cancel)file_picker.set_on_done(self._on_done)# 显示对话框self.window.show_dialog(file_picker)def _on_cancel(self):# 关闭当前对话框self.window.close_dialog()def _on_done(self, filename): self.window.close_dialog()self.load(filename)def load(self, file):# 读取模型文件print("file: ",file)mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(os.path.realpath(file))mesh.compute_vertex_normals()# 定义材质material = rendering.MaterialRecord()material.shader = 'defaultLit'# 向场景中添加模型self._scene.scene.add_geometry('bunny',mesh,material)bounds = mesh.get_axis_aligned_bounding_box()self._scene.setup_camera(60,bounds,bounds.get_center())# self._scene.scene.show_geometry('bunny',False)self.mesh = meshself.pcd = o3d.geometry.PointCloud()self.pcd.points = o3d.utility.Vector3dVector(np.asarray(mesh.vertices))self.pcd.normals = o3d.utility.Vector3dVector(np.asarray(mesh.vertex_normals))normals = normals_lineset(self.pcd)normal_mat = rendering.MaterialRecord()normal_mat.shader = 'defaultUnlit'self._scene.scene.add_geometry('normal',normals,normal_mat)# 重绘self._scene.force_redraw()# 退出应用def _menu_quit(self):self.window.close()# 切换显示模型def _menu_show(self):self.show = not self.showgui.Application.instance.menubar.set_checked(App.MENU_SHOW,self.show)self._scene.scene.show_geometry('bunny',self.show)def _on_layout(self, layout_context):r = self.window.content_rectself._scene.frame = rpref = self._info.calc_preferred_size(layout_context, gui.Widget.Constraints())self._info.frame = gui.Rect(r.x, r.get_bottom()-pref.height, pref.width, pref.height)def run(self):gui.Application.instance.run()if __name__ == "__main__":if getattr(sys, 'frozen', False) and hasattr(sys,'_MEIPASS'):print("Run in Pyinstaller!")print(sys._MEIPASS)base_path = sys._MEIPASSresource_path = os.path.abspath(os.path.join(base_path,'resources')) else:print("Run in python process!")resource_path = 'resources'resource_path = os.path.abspath(resource_path)print("Resources:",resource_path)app = App(resource_path)app.run()
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