前言

　　网上有不少使用Qt做界面，OpenNI为库来开发kinect。或许大家的第一个问题就是询问该怎样使用Kinect来获取颜色信息图和深度信息图呢？这一节就是简单来回答这个问题的。

　　开发环境：QtCreator2.5.1+OpenNI1.5.4.0+Qt4.8.2；原因：Qt与VTK可以完美融合，虽然工作量不大，但是还是没有时间了。

　　实验说明：

　　在使用OpenNI来驱动读取kinect数据时，我们需要了解context object这个名词。查看了下OpenNI UserGuide文档，简单翻译下这个名词的意思：

　　Context是openNI中一个主要的object，它掌握了OpenNI使用过程中应用程序的全部状态，以及这些状态的prodection chains,一个应用程序有多个context，但是这些context之间不能共享信息。例如一个中间件节点不能使用另一个context的驱动节点。Context在使用前必须被立即初始化，因此此时所有嵌入的模块被下载和分析。为了释放context的内存，应用程序需调用shutdown程序。

　　虽然翻译得不准确，但是它的大概意思就是告诉我们在驱动kinect时，需要用到context这个类，且我们需要安装一定顺序去使用，这与一些常见的库驱动差不多，比如opengl，这些都需要什么初始化啊，设置属性啊等。因此我们只需要直接去看懂他人的一个工程实例就ok了。

　　好了，本文参考Heresy的教程中的源码写的。

　　在新建好工程文件后，需要包含XnCppWrapper头文件，且需在Qt工程中设置好头文件目录和库文件目录。

　　使用OpenNI读取颜色图和深度图的步骤如下（这个是程序的核心部分）：

　　1. 定义一个Context对象，并 调用该对象的Init()方法来进行初始化。

　　2. 定义一个XnMapOutputMode格式对象，设置好分图像分辨率和帧率。

　　3. 定义颜色图和深度图的节点对象，并用其Create()方法来创建，参数为Context对象.

　　4. 设置颜色和深度图的输出模式，调用的方法是SetMapOutputMode();参数为步骤2中定义和设置好了的XnMapOutputMode对象。

　　6. 如果深度图和颜色图在一张图上显示，则必须对深度图像进行校正，校正的方法是调用深度图的如下方法：.GetAlternativeViewPointCap().SetViewPoint();

　　7. 调用context对象的StartGeneratingAll()来开启设备读取数据开关。

　　8. 调用context对象的更新数据方法，比如WaitAndupdateAll()方法。

　　9. 定义颜色图和色彩图的ImageMetaData对象，并利用对应的节点对象的方法GetMetaData()，将获取到的数据保存到对应的ImageMetaData对象中。

　　10. 如果需要将深度图转换成灰度图来显示，则需要自己将深度值转换成0~255的单通道或者多通道数据，然后直接用来显示。

　　注意如果没有设置视觉校正，则深度图的显示与颜色图的显示会出现对应不上的情况，后面的实验可以看出这2者的区别，另外对于是否需要设置镜像就要看自己的具体应用场合了。

　　实验结果：

　　下面分别分是否设置图像镜像，是否对深度图像进行校正来给出实验结果.

　　无镜像无校正：

　　无镜像有校正：

　　有镜像无校正：　　

　　有镜像有校正：

　　从有无镜像可以看出，设置镜像的效果与字面的理解是一样的，即有镜像时就相当于取镜子中的图像。有无校正可以看出，没有校正时，深度图片和颜色图片同一个物体都对应不起来，可以看下天花板上的吊灯就可以发现，没校正，2者不重合，且相差不少。有校正时效果就好多了，只是此时的深度图像显示的范围要稍小些。

实验主要部分代码及注释(附录有工程code下载链接)：

　　首先来个最小工程，即去掉那些错误处理代码：

　　main.cpp:

#include <QtGui>
#include <XnCppWrapper.h> //包含OpenNI的头文件using namespace xn;//使用OpenNI库中的命名空间//全局的OpenNI object
Context g_context;
ImageGenerator g_image_generator;
DepthGenerator g_depth_generator;//全局的Qt Object
QGraphicsPixmapItem *g_image_map;
QGraphicsPixmapItem *g_depth_map;//CTimer类的定义
class CTimer : public QObject
{
public:void start() {        g_context.StartGeneratingAll();//开启设备读取数据的开关startTimer(33);//使用startTimer()启动定时器，每当时间到时会自动调用timerEvent()函数}
private:void timerEvent(QTimerEvent *) {g_context.WaitAndUpdateAll();//更新数据//颜色数据ImageMetaData image_map;g_image_generator.GetMetaData(image_map);//为g_image_map设置图片，图片的数据来源于外部硬件设备g_image_map->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(image_map.Data(), image_map.XRes(),image_map.YRes(), QImage::Format_RGB888)));//深度数据DepthMetaData depth_map;g_depth_generator.GetMetaData(depth_map);XnDepthPixel max_depth_value = depth_map.ZRes();QImage depth_img(depth_map.XRes(), depth_map.YRes(), QImage::Format_ARGB32);//格式为ARGB32型的for(unsigned int i = 0; i < depth_map.XRes(); i++)for(unsigned int j = 0; j < depth_map.YRes(); j++){XnDepthPixel depth_value_ij = depth_map(i, j);//获取x，y处的坐标值if(depth_value_ij == 0) {depth_img.setPixel(i, j, qRgba(0, 0, 0, 0));}//如果捕捉不到深度信息，则将其设置为0else {float fscale = 1.0f*depth_value_ij/max_depth_value;//当前深度的比例因子depth_img.setPixel(i, j, qRgba(255*(1-fscale), 0, 255*fscale, 255*(1-fscale)));}}g_depth_map->setPixmap(QPixmap::fromImage(depth_img));}
};int  main(int argc, char **argv)
{QApplication app(argc, argv);g_context.Init();//context初始化g_context.SetGlobalMirror(true);//设置全局镜像,就像照镜子一样，与设置为false时的2张图片镜像XnMapOutputMode xmode;//定义图像的输出模式xmode.nXRes = 640;//x方向分辨率xmode.nYRes = 480;//y方向分辨率xmode.nFPS = 30;//帧率//设置颜色节点属性g_image_generator.Create(g_context);g_image_generator.SetMapOutputMode(xmode);//设置深度节点属性g_depth_generator.Create(g_context);g_depth_generator.SetMapOutputMode(xmode);//视觉校正,否则深度图和颜色图感应到的区域不能一一对应g_depth_generator.GetAlternativeViewPointCap().SetViewPoint(g_image_generator);//Qt场景设置QGraphicsScene scene;g_image_map = scene.addPixmap(QPixmap());g_image_map->setZValue(1);//设置为z方向上的第1层g_depth_map = scene.addPixmap(QPixmap());g_depth_map->setZValue(2);//设置为z方向上的第2层//Qt视图创建QGraphicsView view(&scene);view.resize(660, 500);//设置定时器，每隔一段时间读取kinect的颜色信息和深度信息CTimer timer;timer.start();view.show();return app.exec();
}

加入错误处理部分后的完整main.cpp:

#include <QtGui>
#include <XnCppWrapper.h> //包含OpenNI的头文件using namespace xn;//使用OpenNI库中的命名空间//全局的OpenNI object
XnStatus g_status;
Context g_context;
ImageGenerator g_image_generator;
DepthGenerator g_depth_generator;
bool g_has_image_generator = true;//全局的Qt Object
QGraphicsPixmapItem *g_image_map;
QGraphicsPixmapItem *g_depth_map;//CTimer类的定义
class CTimer : public QObject
{
public:void start() {g_status = g_context.StartGeneratingAll();//开启设备读取数据的开关if(g_status == XN_STATUS_OK) {startTimer(33);//使用startTimer()启动定时器，每当时间到时会自动调用timerEvent()函数}else {QMessageBox::critical(NULL, "Create Data Error!", xnGetStatusString(g_status));//显示创建数据失败，该消息框没有父窗口}}
private:void timerEvent(QTimerEvent *) {g_context.WaitAndUpdateAll();//更新数据//颜色数据if(g_has_image_generator) {ImageMetaData image_map;g_image_generator.GetMetaData(image_map);//为g_image_map设置图片，图片的数据来源于外部硬件设备g_image_map->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(image_map.Data(), image_map.XRes(),image_map.YRes(), QImage::Format_RGB888)));}//深度数据DepthMetaData depth_map;g_depth_generator.GetMetaData(depth_map);XnDepthPixel max_depth_value = depth_map.ZRes();QImage depth_img(depth_map.XRes(), depth_map.YRes(), QImage::Format_ARGB32);//格式为ARGB32型的for(unsigned int i = 0; i < depth_map.XRes(); i++)for(unsigned int j = 0; j < depth_map.YRes(); j++){XnDepthPixel depth_value_ij = depth_map(i, j);//获取x，y处的坐标值if(depth_value_ij == 0) {depth_img.setPixel(i, j, qRgba(0, 0, 0, 0));}//如果捕捉不到深度信息，则将其设置为0else {float fscale = 1.0f*depth_value_ij/max_depth_value;//当前深度的比例因子depth_img.setPixel(i, j, qRgba(255*(1-fscale), 0, 255*fscale, 255*(1-fscale)));}}g_depth_map->setPixmap(QPixmap::fromImage(depth_img));}
};int  main(int argc, char **argv)
{QApplication app(argc, argv);g_status = g_context.Init();//context初始化if(g_status != XN_STATUS_OK) {QMessageBox::critical(NULL, "Context Initial Error!", xnGetStatusString(g_status));return -1;}// g_context.SetGlobalMirror(true);//设置全局镜像,就像照镜子一样，与设置为false时的2张图片镜像XnMapOutputMode xmode;//定义图像的输出模式xmode.nXRes = 640;//x方向分辨率xmode.nYRes = 480;//y方向分辨率xmode.nFPS = 30;//帧率//设置颜色节点属性g_status = g_image_generator.Create(g_context);if(g_status != XN_STATUS_OK) {QMessageBox::critical(NULL, "Image map create failed", xnGetStatusString(g_status));g_has_image_generator = false;}if( g_has_image_generator ) {g_status = g_image_generator.SetMapOutputMode(xmode);if(g_status != XN_STATUS_OK) {QMessageBox::critical(NULL, "Image map output mode error!", xnGetStatusString(g_status));return -1;}}//设置深度节点属性g_status = g_depth_generator.Create(g_context);if(g_status != XN_STATUS_OK) {QMessageBox::critical(NULL, "Depth map create failed", xnGetStatusString(g_status));return -1;}g_status = g_depth_generator.SetMapOutputMode(xmode);if(g_status != XN_STATUS_OK) {QMessageBox::critical(NULL, "Depth map output mode error!", xnGetStatusString(g_status));return -1;}if(g_has_image_generator)//视觉校正,否则深度图和颜色图感应到的区域不能一一对应;//g_depth_generator.GetAlternativeViewPointCap().SetViewPoint(g_image_generator);//Qt场景设置QGraphicsScene scene;g_image_map = scene.addPixmap(QPixmap());g_image_map->setZValue(1);//设置为z方向上的第1层g_depth_map = scene.addPixmap(QPixmap());g_depth_map->setZValue(2);//设置为z方向上的第2层//Qt视图创建QGraphicsView view(&scene);view.resize(660, 500);//设置定时器，每隔一段时间读取kinect的颜色信息和深度信息CTimer timer;timer.start();view.show();return app.exec();
}

　　 参考资料：http://kheresy.wordpress.com/index_of_openni_and_kinect/comment-page-5/

　　 附录：实验工程code下载。

#include <XnCppWrapper.h>
#include <QtGui>
#include <iostream>using namespace xn;
using namespace std;class COpenNI
{
public:~COpenNI() {context.Release();//释放空间}bool Initial() {//初始化status = context.Init();if(CheckError("Context initial failed!")) {return false;}context.SetGlobalMirror(true);//设置镜像//产生图片nodestatus = image_generator.Create(context);if(CheckError("Create image generator  error!")) {return false;}//产生深度nodestatus = depth_generator.Create(context);if(CheckError("Create depth generator  error!")) {return false;}//视角校正status = depth_generator.GetAlternativeViewPointCap().SetViewPoint(image_generator);if(CheckError("Can't set the alternative view point on depth generator")) {return false;}return true;}bool Start() {status = context.StartGeneratingAll();if(CheckError("Start generating error!")) {return false;}return true;}bool UpdateData() {status = context.WaitNoneUpdateAll();if(CheckError("Update date error!")) {return false;}//获取数据image_generator.GetMetaData(image_metadata);depth_generator.GetMetaData(depth_metadata);return true;}public:DepthMetaData depth_metadata;ImageMetaData image_metadata;private://该函数返回真代表出现了错误，返回假代表正确bool CheckError(const char* error) {if(status != XN_STATUS_OK ) {QMessageBox::critical(NULL, error, xnGetStatusString(status));cerr << error << ": " << xnGetStatusString( status ) << endl;return true;}return false;}private:XnStatus    status;Context     context;DepthGenerator  depth_generator;ImageGenerator  image_generator;
};

#include <QtGui>
#include <QDebug>
#include <XnCppWrapper.h>
#include "copenni.cpp"  //要包含cpp文件，不能直接包含类
#include <iostream>using namespace std;class CKinectReader: public QObject
{
public://构造函数,用构造函数中的变量给类的私有成员赋值CKinectReader(COpenNI &openni, QGraphicsScene &scene) : openni(openni), scene(scene) {test = 0.0;}~CKinectReader() {scene.removeItem(image_item);scene.removeItem(depth_item);delete [] p_depth_argb;}bool Start(int interval = 33) {openni.Start();//因为在调用CKinectReader这个类的之前会初始化好的,所以这里直接调用Start了image_item = scene.addPixmap(QPixmap());image_item->setZValue(1);depth_item = scene.addPixmap(QPixmap());depth_item->setZValue(2);openni.UpdateData();p_depth_argb = new uchar[4*openni.depth_metadata.XRes()*openni.depth_metadata.YRes()];startTimer(interval);//这里是继承QObject类，因此可以调用该函数return true;}float test ;
private:COpenNI &openni;    //定义引用同时没有初始化,因为在构造函数的时候用冒号来初始化QGraphicsScene &scene;QGraphicsPixmapItem *image_item;QGraphicsPixmapItem *depth_item;uchar *p_depth_argb;private:void timerEvent(QTimerEvent *) {openni.UpdateData();//这里使用const，是因为右边的函数返回的值就是const类型的const XnDepthPixel *p_depth_pixpel = openni.depth_metadata.Data();unsigned int size = openni.depth_metadata.XRes()*openni.depth_metadata.YRes();//找深度最大值点XnDepthPixel max_depth = *p_depth_pixpel;for(unsigned int i = 1; i < size; ++i)if(p_depth_pixpel[i] > max_depth )max_depth = p_depth_pixpel[i];test = max_depth;//将深度图像格式归一化到0~255int idx = 0;for(unsigned int i = 1; i < size; ++i) {//一定要使用1.0f相乘，转换成float类型，否则该工程的结果会有错误,因为这个要么是0，要么是1，0的概率要大很多float fscale = 1.0f*(*p_depth_pixpel)/max_depth;if((*p_depth_pixpel) != 0) {p_depth_argb[idx++] = 255*(1-fscale);    //蓝色分量p_depth_argb[idx++] = 0; //绿色分量p_depth_argb[idx++] = 255*fscale;   //红色分量，越远越红p_depth_argb[idx++] = 255*(1-fscale); //距离越近，越不透明}else {p_depth_argb[idx++] = 0;p_depth_argb[idx++] = 0;p_depth_argb[idx++] = 0;p_depth_argb[idx++] = 255;}++p_depth_pixpel;//此处的++p_depth_pixpel和p_depth_pixpel++是一样的}//往item中设置图像色彩数据image_item->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(openni.image_metadata.Data(), openni.image_metadata.XRes(), openni.image_metadata.YRes(),QImage::Format_RGB888)));//往item中设置深度数据depth_item->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(p_depth_argb, openni.depth_metadata.XRes(), openni.depth_metadata.YRes(), QImage::Format_ARGB32)));}
};

#include <QtGui/QtGui>
#include <QDebug>
#include "ckinectreader.cpp"int main(int argc, char **argv)
{COpenNI openni;if(!openni.Initial())//初始化返回1表示初始化成功return 1;QApplication app(argc, argv);QGraphicsScene scene;QGraphicsView view;view.setScene(&scene);view.resize(650, 540);view.show();CKinectReader kinect_reader(openni, scene);kinect_reader.Start();//启动，读取数据qDebug() << kinect_reader.test;return app.exec();
}