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1、第7章可视化可视化(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理 技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来， 并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及计算机 图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等 多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析 等一紊列问题的综合我术。可视化技术最早运用于计算机科学中，并形成了可视化 技术的一个重要分支一一科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)。科学计算可 视化能够把科学数据，包括测量获得的数值、图像或 是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形 图像信息表示的、随时间和空间变化
2、的物理现象或物 理量呈现在研究者面前，使他们能够观察、模拟和计 算。目前正在发展的虚拟现实技术，所有这些都依赖于计算机图形学、计算机可视化技术的发展，已涉及建 筑、产品设计、医学、地球科学、流体力学、虚拟农 业等领域。本章首先对常用的点云可视化概念进行介绍，其次对 PCL的可视化相关模块及类进行简单说明，最后通过 应用实例来展示如何对PCL中可视化模块进行灵活运 用。本章各小节目录7.1可视化相关概念及算法简介7.2 PCL中visualization模块及类介绍7.3应用实例解析7.1可视化相关概念及算法简介可视化方面相关概念比较常见，此处不进行详细列 岀。7.2 PCL中visualiza
3、tion模块及类介绍PCL中pcl_visualization库提供了可视化相关的数据结 构和纟H件，其主要是为了可视化其他模块的算法 处理后的结果，可直观的反馈给用户。其依赖于 pcl_common、pcl_range_image、pcl_kdtree、 pcl_IO模块以及VTK外部弃源可视化库o7.2.1 pcl_visualization 模块中类说明pcLvisualization模块中目前共有28个类，以后有可能增 加以下类：1. class pcl:visualization:CloudViewer类CloudViewer实现创建点云可视化的窗口，以及相关的 可视化功能。类Clo
4、udViewer关键成员函数：CloudViewer(c onst std:string & window _n ame)构建可视化点云窗口，窗口名为window_name0CIoudViewer()注销窗口相关资源。void showCloud(const ColorCloud:ConstPtr& cloud, const std:string& cloudname二cloucT)在可视化点云窗口中显示cloud对应的点云，考虑到多个 点云用键值cloudname来限定具体是哪个点云。void showCloud(const ColorACIoud:ConstPtr& cloud, cons
5、t std:string & cloud name 二cloud)void showCloud(const GrayCloud:ConstPtr&cloud, const std:stri ng&cl oud name 二cloud)void showCloud(const MonochromeCloud:ConstPtr& cloud, const std:string& cloudname二cloud)以上3个函数分别实现对不同类型点云的在窗口中的显bool wasStopped(int millis_to_wait=l)判断用户是否已关闭窗口，如果是则需要注销窗口， millis_to_
6、wait为在注销窗白之前的尊待。void runOnVisualizationThread(VizCallable x, const std:string& key二callable)在窗口运行期间处理X回调函数，key为键值标识此回调 函数，直到窗口关闭。void runOnVisualizationThreadOnce(VizCallable x)同上，但只调用回调函数一次。void removeVisualizationCallablefconst std:stringkey 二callable) 删除key对应的回调函数。boost:signals2:c onn ection regi
7、sterKeyboardCallback(void(*callback)(c on stpcl:visualizati on:KeyboardEvent& void*), void* cookie=NULL)注册键盘事件回调函数，cookie为回调时传递的参数， callback为回调函数指针。templateboost:signals2:connection registerKeyboardCallback(void(T:*callback)(const pcl:visualization:KeyboardEvent&, void*),T&nstance, void* cookie=NULL
8、)功能同上，其中instance引用指向实现该回调函数的对 MoBoost:sig nals:c onn ecti on registerMouseCallback(void(*callback)(c onst pcl:visualization:MouseEvent&, void*), void*cookie=NULL) 注册鼠标事件回调函数，cookie为回调时传递的参数， callback为回调函数指针。templateboost:sig nals2:c onn ecti on registerMouseCallback(void(T:*callback)(const pcl:visua
9、lization:MouseEvent&, void*), T&instanee, void*cookie=NULL)功能同上，其中instance引用指向实现该回调函数的对 Moboost:sig nals:c onn ecti onregisterPoi ntPicki ngCallback(void(*callback)(c onst pcl:visualization:PointPickingEvent&, void*), void* cookie=NULL)点拾取事件回调函数，cookie为回调时传递的参数, callback为回调函数指针。template boost:sig na
10、ls:c onn ecti onregisterPoi ntPicki ngCallback(void(T:*callback)(c onstpcl:visualization:PointPicki ngEve nt&, void*), T& in st a nee,void* cookie=NULL)功能同上，其中instance引用指向实现该回调函数的对 Mo2. class pcl:visualization:FloatlmageUtils类Floatlmagelltils针对二维浮点数组的可视化类。类Floatlmagelltils关键成员函数：static void getColor
11、fo汗loatjfloat value, unsigned char& r, unsigned char& g, unsigned char& b)静态成员，给定value属于0,1,返回r、g b颜色值。static void getColorForAngleffloat value, unsigned char& r, unsigned char &g, unsigned char &b)静态成员，给定value属于卜PI, PI，返回r、g b颜色值。static void getColorForHalfAngleffloat value, unsigned char& r,b)unsi
12、gned char &g, unsigned char&静态成员，给定value属于0, PI,返回r、g b颜色值。static unsigned char* getVisuallmagejconst float *floatjmage, int width, int height, float min_value=- std: numeric_limitsvfloat:i nfin ity(), float max_value=std:numeric_limitsvfloat:infinity(), bool gray_scale=false)静态成员，float_image为给定的浮点数
13、二维数组，返回 3XwidthXheight的RGB图像，min_value max_value 为给定浮点数的最小和最大值，审于归一化一 floatjmage中浮点数，如果grayscale为真，则输出图 像仍鬲RGB格式，但是灰度图像。static unsigned char *getVisualAnglelmage(const float*anglejmage, int width, ing height)功能同上，利用getColorForAngle来决定返回RGB的各个 值。static unsigned char* getVisualHalfAnglelmage(const flo
14、at*anglejmage, int width, int height)功能同上，利用getColorForHalfAngle来决定返回RGB的 各个值。3. class pcl:visualization:PCLHistogramVisualizer类PCLHistogramVisualizer实现对PCL中的直方图的可视化。类PCLHistogrmVisualizer的关键函数说明：void spinOnce(int time=l)刷新屏幕显示一次，time为允许重新渲染一次的最大时 间ms数。void spin()调用内部渲染循环。void setBackgroundColor(con
15、st double &r, const double &匕const double b为颜色，viewport为那个 视口。templatebool addFeatureHistogram(const pcl:PointCloud& cloud, int hsize, const std:string& id二cloucT： int win_width=640, int win_height=200)在新窗口中显否cloud中存放的直方图，窗口大小宽度为 win_width,高度为win_height。考虑到cloud中有可能有多个点云，id来指定某个点云。bool addFeatureHistogram(const sensor_msgs:PointCloud2&cloud, const std:string& file_nam巳 const std:string&id二cloucT： int win_width=640, int win_height=200)
