Open3d图形界面之3D显示控件

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SceneWidget
3D Label
相机与视角

SceneWidget

SceneWidget是open3d用以展示三维内容的控件，功能极其强大。考虑到大家都已经受够了斯坦福兔子，今天就用一个古希腊雕塑做案例。

import open3d as o3d
import open3d.visualization.gui as gui
import open3d.visualization.rendering as rendering
from numpy import random as rd
app = gui.Application.instanceapp.initialize()win = app.create_window("scene", 1024, 768)
view3d = gui.SceneWidget()
view3d.scene = rendering.Open3DScene(win.renderer)
mat = rendering.MaterialRecord()
mat.base_color = [1.0,0.94,0.96,1.0]
mat.shader = "defaultLit"
venus = o3d.io.read_point_cloud("venus.pcd")
venus.compute_vertex_normals()
view3d.scene.add_geometry("venus", venus, mat)win.add_child(view3d)
app.run()

效果为

其中，view3d就是通过SceneWidget创建的场景，通过rendering.Open3dScene来选择这个场景的渲染位置。

venus是一个雕塑的点云文件，名字叫沉睡的维纳斯，通过add_geometry这个方法，将venus装载到场景中。

和直接采用o3d.visualization.draw_geometries相比，secene默认挂载的功能并不多，只有旋转拖动。类似+-号调整点尺寸的功能，均需要自行添加。

3D Label

顾名思义，3D Label就是3D标签，可以在空间中显示，有如下效果，非常炫酷

其代码将venus相关的代码换成如下部分

pts = rd.uniform(-1, 1, size=[100, 3])
pc = o3d.geometry.PointCloud()
pc.points = o3d.utility.Vector3dVector(pts)
colors = rd.uniform(0.0, 1.0, size=[100, 3])
pc.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)
view3d.scene.add_geometry("points", pc, mat)for idx in range(0, len(pts)):view3d.add_3d_label(pts[idx], "{}".format(idx))win.add_child(view3d)
app.run()

其中，add_3d_label就是添加3D标签的方法，与之相对应的是remove_3d_label，可以移除标签。

相机与视角

sceneWidget提供了look_at函数，用于设置视角位置；setup_camera用于设置相机参数。

其中，look_at的输入为三个向量

center：相机所指向的中心位置
eye：相机的位置
up：规定上方的向量

setup_camera相对复杂，重载了多种不同的构造函数，就参数而言，包括下面几种

setup_camera(field_of_view, model_bounds, center_of_rotation)

field_of_view 视场角
model_bounds 模型边界
center_of_rotation 旋转中心

setup_camera(intrinsics, extrinsic, model_bounds)

intrinsics 相机内部矩阵
extrinsic 相机外部矩阵

setup_camera(intrinsic, extrinsic, idth_px, height_px, model_bounds)

width_px 像素宽
height_px 像素高