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win下使用QT添加VTK插件实现点云可视化GUI

 点云PCL 2021-03-09

大家在做点云的时候经常会用到QT,但是我们需要使用QT做点云的可视化的时候又需要VTK,虽然我们在windows下安装PCL的时候就已经安装了VTK,由于跟着PCL安装的VTK是没有和QT联合编译的,所以在使用PCL和QT做点云可视化界面的时候是无法使用可是QT的插件QVTKWidget,本文将主要讲解一些PCL在Ubuntu系统和windows使用QT做界面的一些分享。

ubuntu 中使用QT和PCL

(1)如果是Ubuntu14.04,无论是使用命令行安装PCL或者是QT,系统都已经将QVTKWidget的库安装好了,在使用QT时会自动的加载了QVTKWideget,并且使用我的例子正常cmake就可以实现QT与点云的相关功能,有兴趣的可以查阅我们公众号的github地址,当然在PCL的官方的源码中也是有一些基本的例子,以我的经验来说,在ubuntu14.04上使用应该是没有什么问题。

(2)如果你安装的是ubuntu16.04那么就可能比较麻烦,因为在使用的时候发现PCL中的QT的依赖工程并没有改变,并且ubuntu16.04会默认安装qt5,这就导致一些依赖项的冲突,甚至如果安装了ROS包,也会出现一些问题,主要是PCL中的例子中都是依赖的QT4,而Ubuntu16.04的一些库都是默认安装QT5,所以会导致你编译不过,所以有问题的可以欢迎讨论。

我们知道在ubuntu系统下学习和使用PCL是十分方便的,并且安装任何第三方库都十分的便捷,这里就不再过多的说明。

windows 中使用QT和PCL

     在windows上使用PCL实现QT设计点云的可视化界面,这就又涉及到了工程软件的问题,我相信大多数人都是使用VS,所以我的电脑安装了VS3013 和VS2015,这里主要是使用VS2015 编译实现点云PCL的开发在VS下的GUI的开发。如果你真的需要使用在VS下的界面设计点云的可视化的界面,那么你可以安装以下的步骤试试,但是不能保证一定可以编译通过,但是即便你编译不过,只要你安装了VS2015,并且你编译的程序是X64 release那么就可以直接使用我编译好的VTK的库,直接使用,方便又省心。并在最后我将做一个简单的demo用于大家的测试。

安装和编译的步骤


首先下载安装PCL1.8windows的版本正常安装,因为我们只需要替换掉第三方库的VTK的部分,其他部分的库原封不动。

PCL1.8.1依赖的第三方库是VTK8.0,所以我们下载一个VTK的源码,使用cmake进行编译,接下来就是一步一步来,当然比可以跳过,直接去下载我编译好的QVTK的库

首先我们需要安装了Qt5.8,这个很简单直接去Qt官网搜索下载下来,一路安装完成即可,这里没什么需要值得注意的地方,接下来就是要使用cmake编译VTK。

(1)启动CMake,指定源码目录和编译目录,点击Configure。

(2)VS 的版本一定是你安装的版本指定,我选择的是:Visual Studio 14 2015 Win64。点击finish就,等待配置完成。会自动进行第一次的cmake.

(3)在第一次configure之后需要更新一下设置,首先点击一下advanced,然后我们找到会找到以下几个选项进行修改

该选择为为VTK设置Qt的版本,这里需要选择你已经安装好的qt 的位置,主要是qmake.exe和Qtcmake.config这两个路径指定成功即可

如果出现错误,就需要你正常设置,这里其实主要就是QT的qmake以及qtcmake.config这两个地方,如果提示DONXYGEN找不到,那么就将build_decument整个选项去掉。总之就是要配置好QT的路径就可以了,如果你不知道如何在win对VTK进行cmake的编译,没关系,如果你也使用了Qt5.8并且使用VS2013,PCL的版本是1.8.1版本,那么就直接下载我已经编译好的VTK X64的库既可以了。

在cmake之后我们就可以生成了对应的VS工程文件

(5)Generate工程

配置成功后,出现Configure done提示。点击Generate生成工程。

(6)启动VS2015开始编译

出现Generating done提示表示VS2015工程已经生成成功。点击Open Project,VS2015会启动,并打开工程。

即便你没有编译成功,也没有关系,这里我已经将编译好的VTK打包https://download.csdn.net/download/u013019296/12093433(这里的下载积分不是我能决定的)

下载对应的VTK即可,前提是你也要保证你使用的是VS2015,QT 5.8,PCL1.8.1,在下载了我编译好的依赖项之后,只需要安装包复制在我们安装的PCL1.8.1的thirdtarty,后面的程序中设置好路径一般都是没问题

(7)将3rdParty\QVTK\plugins\designer下的QVTKWidgetPlugin.dll拷贝到QT\5.8\msvc2015_64\plugins\designer下,这样Qt里面就有了QVtk的控件了。这一步将会让你在打开QT_creator的界面的时候会看见

这里多了一个控件,整个时候就说明你已经安装成功了,安装成功要如果使用,也比较难以一次搞定。下面就是要设置VS的环境

以上就是将VTK的插件正确的放在了QT的第三方库中,但是我们在使用配置环境的时候,总是会出现一些小问题,比如我们在上述的编译的时候忘了设置为X64 release模式,等等

配置环境


如果一切准备工作都结束了,接下来我们为了测试一些我们新建一个工程,配置一下路径,用来测试一下我们库安装是否有问题

(1)在VS2015中下载VS2015_QT的插件,选择“扩展与更新”

(2)选择网络搜索输入关键字“qt”下载第一个安装即可。

(3)下载完成后重启VS2015,你会发现”Qt VS Tool“这个选项,设置qmake所在路径,在“QT option”中设置好qmake所在路径即可

(4)此时我们就已经将所有的准备工作完成,可以新建一个QT的项目。此时比较头疼的就是设置各种路径的问题了:这里因为每个人的安装路径不一样,但是如果你熟练的使用VS,就知道VS中的环境设置其实就只有三个主要的关键地方 include  lib所在的路径以及我们需要使用的lib列表,这里给出了我新建工程的设置文件的截图,希望对你有所启发。

lib路径的列表:

最后是我们要输入lib的列表,整个lib 因为我也不知道暂时会使用到哪一个,所以一般我是将所有的lib都作为输入



向上滑动阅览

qtmain.lib

Qt5Core.lib

Qt5Gui.lib

Qt5Widgets.lib

pcl_common_release.lib

pcl_features_release.lib

pcl_filters_release.lib

pcl_io_release.lib

pcl_io_ply_release.lib

pcl_kdtree_release.lib

pcl_keypoints_release.lib

pcl_ml_release.lib

pcl_octree_release.lib

pcl_outofcore_release.lib

pcl_people_release.lib

pcl_recognition_release.lib

pcl_registration_release.lib

pcl_sample_consensus_release.lib

pcl_search_release.lib

pcl_segmentation_release.lib

pcl_stereo_release.lib

pcl_surface_release.lib

pcl_tracking_release.lib

pcl_visualization_release.lib

flann_cpp_s.lib

flann_s.lib

flann.lib

libboost_atomic-vc140-mt-1_64.lib

libboost_chrono-vc140-mt-1_64.lib

libboost_container-vc140-mt-1_64.lib

libboost_context-vc140-mt-1_64.lib

libboost_coroutine-vc140-mt-1_64.lib

libboost_date_time-vc140-mt-1_64.lib

libboost_exception-vc140-mt-1_64.lib

libboost_filesystem-vc140-mt-1_64.lib

libboost_graph-vc140-mt-1_64.lib

libboost_iostreams-vc140-mt-1_64.lib

libboost_locale-vc140-mt-1_64.lib

libboost_log-vc140-mt-1_64.lib

libboost_log_setup-vc140-mt-1_64.lib

libboost_math_c99-vc140-mt-1_64.lib

libboost_math_c99f-vc140-mt-1_64.lib

libboost_math_c99l-vc140-mt-1_64.lib

libboost_math_tr1-vc140-mt-1_64.lib

libboost_math_tr1f-vc140-mt-1_64.lib

libboost_math_tr1l-vc140-mt-1_64.lib

libboost_mpi-vc140-mt-1_64.lib

libboost_prg_exec_monitor-vc140-mt-1_64.lib

libboost_program_options-vc140-mt-1_64.lib

libboost_random-vc140-mt-1_64.lib

libboost_regex-vc140-mt-1_64.lib

libboost_serialization-vc140-mt-1_64.lib

libboost_signals-vc140-mt-1_64.lib

libboost_system-vc140-mt-1_64.lib

libboost_test_exec_monitor-vc140-mt-1_64.lib

libboost_thread-vc140-mt-1_64.lib

libboost_timer-vc140-mt-1_64.lib

libboost_unit_test_framework-vc140-mt-1_64.lib

libboost_wave-vc140-mt-1_64.lib

libboost_wserialization-vc140-mt-1_64.lib

qhullstatic.lib

qhull.lib

qhull_p.lib

qhull_r.lib

qhullcpp.lib

qhullstatic_r.lib

libEGL.lib

QVTKWidgetPlugin.lib

QVTKWidgetPlugin.lib

vtkInteractionWidgets-8.0.lib

vtkalglib-8.0.lib

vtkIOAMR-8.0.lib

vtkChartsCore-8.0.lib

vtkIOCore-8.0.lib

vtkCommonColor-8.0.lib

vtkIOEnSight-8.0.lib

vtkCommonComputationalGeometry-8.0.lib

vtkIOExodus-8.0.lib

vtkCommonCore-8.0.lib

vtkIOExport-8.0.lib

vtkCommonDataModel-8.0.lib

vtkIOExportOpenGL2-8.0.lib

vtkCommonExecutionModel-8.0.lib

vtkIOGeometry-8.0.lib

vtkCommonMath-8.0.lib

vtkIOImage-8.0.lib

vtkCommonMisc-8.0.lib

vtkIOImport-8.0.lib

vtkCommonSystem-8.0.lib

vtkIOInfovis-8.0.lib

vtkCommonTransforms-8.0.lib

vtkIOLegacy-8.0.lib

vtkDICOMParser-8.0.lib

vtkIOLSDyna-8.0.lib

vtkDomainsChemistry-8.0.lib

vtkIOMINC-8.0.lib

vtkDomainsChemistryOpenGL2-8.0.lib

vtkIOMovie-8.0.lib

vtkexoIIc-8.0.lib

vtkIONetCDF-8.0.lib

vtkexpat-8.0.lib

vtkIOParallel-8.0.lib

vtkFiltersAMR-8.0.lib

vtkIOParallelXML-8.0.lib

vtkFiltersCore-8.0.lib

vtkIOPLY-8.0.lib

vtkFiltersExtraction-8.0.lib

vtkIOSQL-8.0.lib

vtkFiltersFlowPaths-8.0.lib

vtkIOTecplotTable-8.0.lib

vtkFiltersGeneral-8.0.lib

vtkIOVideo-8.0.lib

vtkFiltersGeneric-8.0.lib

vtkIOXML-8.0.lib

vtkFiltersGeometry-8.0.lib

vtkIOXMLParser-8.0.lib

vtkFiltersHybrid-8.0.lib

vtkjpeg-8.0.lib

vtkFiltersHyperTree-8.0.lib

vtkjsoncpp-8.0.lib

vtkFiltersImaging-8.0.lib

vtklibharu-8.0.lib

vtkFiltersModeling-8.0.lib

vtklibxml2-8.0.lib

vtkFiltersParallel-8.0.lib

vtklz4-8.0.lib

vtkFiltersParallelImaging-8.0.lib

vtkmetaio-8.0.lib

vtkFiltersPoints-8.0.lib

vtknetcdf_c++.lib

vtkFiltersProgrammable-8.0.lib

vtkNetCDF-8.0.lib

vtkFiltersSelection-8.0.lib

vtkoggtheora-8.0.lib

vtkFiltersSMP-8.0.lib

vtkParallelCore-8.0.lib

vtkFiltersSources-8.0.lib

vtkpng-8.0.lib

vtkFiltersStatistics-8.0.lib

vtkproj4-8.0.lib

vtkFiltersTexture-8.0.lib

vtkRenderingAnnotation-8.0.lib

vtkFiltersTopology-8.0.lib

vtkRenderingContext2D-8.0.lib

vtkFiltersVerdict-8.0.lib

vtkRenderingContextOpenGL2-8.0.lib

vtkfreetype-8.0.lib

vtkRenderingCore-8.0.lib

vtkGeovisCore-8.0.lib

vtkRenderingFreeType-8.0.lib

vtkgl2ps-8.0.lib

vtkRenderingGL2PSOpenGL2-8.0.lib

vtkglew-8.0.lib

vtkRenderingImage-8.0.lib

vtkGUISupportQt-8.0.lib

vtkRenderingLabel-8.0.lib

vtkGUISupportQtSQL-8.0.lib

vtkRenderingLOD-8.0.lib

vtkhdf5_hl-8.0.lib

vtkRenderingOpenGL2-8.0.lib

vtkhdf5-8.0.lib

vtkRenderingQt-8.0.lib

vtkImagingColor-8.0.lib

vtkRenderingVolume-8.0.lib

vtkImagingCore-8.0.lib

vtkRenderingVolumeOpenGL2-8.0.lib

vtkImagingFourier-8.0.lib

vtksqlite-8.0.lib

vtkImagingGeneral-8.0.lib

vtksys-8.0.lib

vtkImagingHybrid-8.0.lib

vtkTestingGenericBridge-8.0.lib

vtkImagingMath-8.0.lib

vtkTestingIOSQL-8.0.lib

vtkImagingMorphological-8.0.lib

vtkTestingRendering-8.0.lib

vtkImagingSources-8.0.lib

vtktiff-8.0.lib

vtkImagingStatistics-8.0.lib

vtkverdict-8.0.lib

vtkImagingStencil-8.0.lib

vtkViewsContext2D-8.0.lib

vtkInfovisCore-8.0.lib

vtkViewsCore-8.0.lib

vtkInfovisLayout-8.0.lib

vtkViewsInfovis-8.0.lib

vtkInteractionImage-8.0.lib

vtkViewsQt-8.0.lib

vtkInteractionStyle-8.0.lib

vtkzlib-8.0.lib

这里比较多,就没有都列举出来

这里我们先试用一个VTK的程序测试一下我们的环境是否正常的配置成功。



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#include <vtkVersion.h>

#include <vtkPlaneSource.h>

#include <vtkPolyData.h>

#include <vtkSmartPointer.h>

#include <vtkPolyDataMapper.h>

#include <vtkActor.h>

#include <vtkRenderWindow.h>

#include <vtkRenderer.h>

#include <vtkRenderWindowInteractor.h>

#include <vtkAutoInit.h>

VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2)

VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);

VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);

int main(int, char *[])

{

       // Create a plane

       vtkSmartPointer<vtkPlaneSource> planeSource =

              vtkSmartPointer<vtkPlaneSource>::New();

       planeSource->SetCenter(1.0, 0.0, 0.0);

       planeSource->SetNormal(1.0, 0.0, 1.0);

       planeSource->Update();

       vtkPolyData* plane = planeSource->GetOutput();

       // Create a mapper and actor

       vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper =

              vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();

#if VTK_MAJOR_VERSION <= 5

       mapper->SetInput(plane);

#else

       mapper->SetInputData(plane);

#endif

       vtkSmartPointer<vtkActor> actor =

              vtkSmartPointer<vtkActor>::New();

       actor->SetMapper(mapper);

       // Create a renderer, render window and interactor

       vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer =

              vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();

       vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =

              vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();

       renderWindow->AddRenderer(renderer);

       vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =

              vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();

       renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);

       // Add the actors to the scene

       renderer->AddActor(actor);

       renderer->SetBackground(.1, .2, .3); // Background color dark blue

                                                                      // Render  and interact

       renderWindow->Render();

       renderWindowInteractor->Start();

       return EXIT_SUCCESS;

}

一般是是没有问题的,有问题的那么就是在启动VTK的界面的时候,提示你初始化错误。

这个问题在之前的博客中是有记录过的,只需要添加

#include <vtkAutoInit.h>

VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2)

VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);

VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);

编译成功后,在VTK中可视化了一个平面。

win 下PCL联合QT点云GUI开发


新建的VS工程中,我们打开.ui进行界面编辑,注意其实QT的使用,你可以直接使用代码进行排版,你也可以在界面的地方将你的控件排版好,然后保存,这个时候QT会帮你生成对应的代码,比如我再找个ui的界面上,放了两个按钮,一个QVTKWideget可视化的插件,一个文本浏览器,需要实现的工程是:

第一个按钮实现了打开一个PCD文件可视化在右边的插件上,并且点云是可以可以使用鼠标自由的拖动的。

第二个按钮实现了生成一个5000个点的正方体点云,并且每次点击都会改变点云颜色。

QVTKWideget需要你设置一下显示的位置,和在界面中的位置。

文本浏览器主要是说明一下程序的基本用途。如下图设计

具体的每一个控件的命名我就不在一一说明了,在我们布局排版之后,我们可以点击保存去实现每一个按钮的功能即可,这里由于篇幅有限,就不再贴出实现的代码。简单截图如下:

有兴趣的小伙伴可以下载一下程序在自己的电脑上运行,下载地址 :

https://download.csdn.net/download/u013019296/12115883

这种使用QT的GUI布局有一些局限性,就是当我们放大和缩小的时候会导致界面不够美观,所以很多人会选择使用代码来排版,但是代码排版就会让你的代码量比较多。我们尝试打开程序 如下图:

说明:

这是一个由“点云PCL”公众号发布的一个关于使用VS2015联合QT设计的一个点云可视化界面的程序,已经完成了封装的发布的一个exe,可以在win7上直接点击exe打开界面,实现了两个按钮,一个是打开一个PCD文件并且可视化,如右图上,一个按钮实现了生成一个正方体的点云,并且每一次按钮就会改变点云的颜色。

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