Visualization¶
視覚化
- Function draw_geometries
draw_geometries関数 - Save view point 視点の記憶
- Rendering styles レンダリング・スタイル
- Geometry primitives 基本的な幾何物体
- Draw_multiple_geometries 複数のジオメトリの描画
- Draw ｌine set 線集合の描画
- Draw textured mesh テクスチャのあるメッシュの描画
注意: コードを走らせる環境に注意すること。TestDataディレクトリがカレント(作業)ディレクトリからみて、祖先ディレクトリの下にあることを確認しよう
# examples/Python/Basic/visualization.py
import numpy as np
import open3d as o3d
if __name__ == "__main__":
# (1)Function draw_geometries
print("Load a ply point cloud, print it, and render it")
pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../TestData/fragment.ply")
o3d.visualization.draw_geometries([pcd])
# (2)Geometry primitives
print("Let's draw some primitives")
mesh_box = o3d.geometry.TriangleMesh.create_box(width=1.0,
height=1.0,
depth=1.0)
mesh_box.compute_vertex_normals()
mesh_box.paint_uniform_color([0.9, 0.1, 0.1])
mesh_sphere = o3d.geometry.TriangleMesh.create_sphere(radius=1.0)
mesh_sphere.compute_vertex_normals()
mesh_sphere.paint_uniform_color([0.1, 0.1, 0.7])
mesh_cylinder = o3d.geometry.TriangleMesh.create_cylinder(radius=0.3,
height=4.0)
mesh_cylinder.compute_vertex_normals()
mesh_cylinder.paint_uniform_color([0.1, 0.9, 0.1])
mesh_frame = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(
size=0.6, origin=[-2, -2, -2])
# (3)Draw multiple geometries
print("We draw a few primitives using collection.")
o3d.visualization.draw_geometries(
[mesh_box, mesh_sphere, mesh_cylinder, mesh_frame])
print("We draw a few primitives using + operator of mesh.")
o3d.visualization.draw_geometries(
[mesh_box + mesh_sphere + mesh_cylinder + mesh_frame])
# (4)Draw line set
print("Let's draw a cubic using o3d.geometry.LineSet.")
points = [
[0, 0, 0],
[1, 0, 0],
[0, 1, 0],
[1, 1, 0],
[0, 0, 1],
[1, 0, 1],
[0, 1, 1],
[1, 1, 1],
]
lines = [
[0, 1],
[0, 2],
[1, 3],
[2, 3],
[4, 5],
[4, 6],
[5, 7],
[6, 7],
[0, 4],
[1, 5],
[2, 6],
[3, 7],
]
colors = [[1, 0, 0] for i in range(len(lines))]
line_set = o3d.geometry.LineSet(
points=o3d.utility.Vector3dVector(points),
lines=o3d.utility.Vector2iVector(lines),
)
line_set.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)
o3d.visualization.draw_geometries([line_set])
# (5) Draw a textured triangle mesh from obj file
print("Let's draw a textured triangle mesh from obj file.")
textured_mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("../../TestData/crate/crate.obj")
textured_mesh.compute_vertex_normals()
o3d.visualization.draw_geometries([textured_mesh])
# (1)Function draw_geometries
print("Load a ply point cloud, print it, and render it")
pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../TestData/fragment.ply")
o3d.visualization.draw_geometries([pcd])
Open3Dには、ジオメトリオブジェクト（PointCloud、TriangleMesh、Image）のリストを取得し、レンダリングする便利な可視化のための関数draw_geometriesが用意されている。 可視化では、マウス操作、回転スタイルの変更、スクリーンキャプチャによる回転、平行移動、スケーリングなどの多くの機能を実装している。 ウィンドウ内のhを押すと、機能の包括的なリストが印刷される。
-- Mouse view control --
Left button + drag : Rotate.
Ctrl + left button + drag : Translate.
Wheel : Zoom in/out.
-- Keyboard view control --
[/] : Increase/decrease field of view.
R : Reset view point.
Ctrl/Cmd + C : Copy current view status into the clipboard.
Ctrl/Cmd + V : Paste view status from clipboard.
-- General control --
Q, Esc : Exit window.
H : Print help message.
P, PrtScn : Take a screen capture.
D : Take a depth capture.
O : Take a capture of current rendering settings.注:¶
一部のオペレーティングシステム（OS Xなど）では、視覚化ウィンドウがキーボード入力に応答しない場合がある。普通これは、コンソールが入力フォーカスを視覚化ウィンドウに渡さずに保持するために起こる。python Visualization.pyの代わりにpythonw Visualization.pyを呼使えば、この問題は解決する。
注：¶
draw_geometriesに加えて、Open3Dには高度な機能を持つ類似関数のセットがある。draw_geometries_with_custom_animationを使用すると、プログラマはカスタムビュー軌道を定義し、GUIでアニメーションを再生することができる。 draw_geometries_with_animation_callbackおよびdraw_geometries_with_key_callbackは、Pythonコールバック関数を入力として受け入れる。 コールバック関数は、自動アニメーションループまたはキープレスイベントで呼び出される。 詳細については、カスタマイズされた可視化を参照のこと。
Save view point¶
最初、点群は上下逆さまにレンダリングされる：
マウスの左ボタン+ドラッグで視点を調整した後、より良い視点に達することができる:
この視点を保持するには、ctrl cを押す。 視点はクリップボードに保存されたjson文字列に変換される。 カメラを別のビューに移動すると、次のようになる。
ctrl vを押すと元の表示に戻る。
Rendering styles¶
Open3D visualizerはいくつかのレンダリング・スタイルをサポートしている。 たとえば、l を押すと、Phongの照明と単純なカラー・レンダリングが切り替わり、 2を押すと、x座標に基づいて着色された点が表示される。
カラーマップは、shift 4を押すなどして調整することもできる。 これにより、ジェットカラーマップがホットカラーマップに変更される。
Geometry primitives¶
examples/Python/Basic/visualization.py の2番目の部分コード:
# (2)Geometry primitives
print("Let's draw some primitives")
mesh_box = o3d.geometry.TriangleMesh.create_box(width=1.0,
height=1.0,
depth=1.0)
mesh_box.compute_vertex_normals()
mesh_box.paint_uniform_color([0.9, 0.1, 0.1])
mesh_sphere = o3d.geometry.TriangleMesh.create_sphere(radius=1.0)
mesh_sphere.compute_vertex_normals()
mesh_sphere.paint_uniform_color([0.1, 0.1, 0.7])
mesh_cylinder = o3d.geometry.TriangleMesh.create_cylinder(radius=0.3,
height=4.0)
mesh_cylinder.compute_vertex_normals()
mesh_cylinder.paint_uniform_color([0.1, 0.9, 0.1])
mesh_frame = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(
size=0.6, origin=[-2, -2, -2])このコードは、create_mesh_sphereおよびcreate_mesh_cylinderを使用して球と円柱を生成する。 球は青で塗られており、シリンダーは緑色で塗装されている。 Phongシェーディングをサポートするために、両方のメッシュに対して法線が計算される（3Dメッシュとサーフェスの法線推定の可視化を参照）。 create_mesh_coordinate_frameを使って原点を（-2、-2、-2）に設定した座標軸を作成することもできる。
Draw multiple geometries¶
examples/Python/Basic/visualization.py の３番目の部分コード:
# (3)Draw multiple geometries
print("We draw a few primitives using collection.")
o3d.visualization.draw_geometries(
[mesh_box, mesh_sphere, mesh_cylinder, mesh_frame])
print("We draw a few primitives using + operator of mesh.")
o3d.visualization.draw_geometries(
[mesh_box + mesh_sphere + mesh_cylinder + mesh_frame])
draw_geometriesはジオメトリのリストをとり、すべてを一緒にレンダリングする。 別な方法として、TriangleMeshが+演算子をサポートしていることを用いて、複数のメッシュを1つに結合する。一番目のアプローチを推薦する。なぜなら、異なるジオメトリの組み合わせをサポートするからである（例えば、メッシュを点群と並行してレンダリングする）。
Draw line set¶
examples/Python/Basic/visualization.py の4番目の部分コード:
# (4)Draw line set
print("Let's draw a cubic using o3d.geometry.LineSet.")
points = [
[0, 0, 0],
[1, 0, 0],
[0, 1, 0],
[1, 1, 0],
[0, 0, 1],
[1, 0, 1],
[0, 1, 1],
[1, 1, 1],
]
lines = [
[0, 1],
[0, 2],
[1, 3],
[2, 3],
[4, 5],
[4, 6],
[5, 7],
[6, 7],
[0, 4],
[1, 5],
[2, 6],
[3, 7],
]
colors = [[1, 0, 0] for i in range(len(lines))]
line_set = o3d.geometry.LineSet(
points=o3d.utility.Vector3dVector(points),
lines=o3d.utility.Vector2iVector(lines),
)
line_set.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)
o3d.visualization.draw_geometries([line_set])
線を描画するには、LineSetを定義し、点の集合とエッジの集合を作る必要がある。 エッジは、ポ点のインデックスのペアである。上記の例は、立方体を作成するために点とエッジ（線で表示）を作成している。色はオプションである。この例では、各エッジに赤色[1,0,0]を割り当てている。 このコードにより、次の立方体が視覚化される。（注: 線が醜いかもしれない)
より鮮明にしたもの: 
Draw textured mesh¶
examples/Python/Basic/visualization.py の最後の部分コード:
Try:
# (5) Draw a textured triangle mesh from obj file
print("Let's draw a textured triangle mesh from obj file.")
textured_mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("../../TestData/crate/crate.obj")
textured_mesh.compute_vertex_normals()
o3d.visualization.draw_geometries([textured_mesh])
objファイルを読み込み、triangle meshに変換し、法線ベクトルを計算して、draw_geometoriesメソッドで表示している。
表示されるものは:
