PCDViewer的常用操作

PCDViewer是一款功能强大但操作极为简单的点云可视化和编辑软件，支持对点云的渲染显示、查询、量测、建图拼接、编辑、格式转换等功能，同时支持了pose文件、矢量文件等的显示。PCDViewer目前提供了Windows、Ubuntu18.04、Ubuntu20.04等版本。

本页面总结了PCDViewer的基本、常用操作。为正常使用文档中介绍的功能，建议用户下载最新版软件。

PCDViewer Release Page_Jacky_546287052的博客-CSDN博客

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目录

1. 启动软件    

2. 打开点云

3. 点云的渲染

4. 可视化操作控制

5. 查询和量测

6. 点云滤波和编辑

7.  显示pose文件

8. 显示连续帧点云的拼接效果

9. 配置类别颜色表(Class Color Table)

10. 快捷键

11. 关于Layer Tree的操作    

12. 显示矢量

13. 数据清除

14. 用pcdviewer_skip.sh脚本批量打开点云文件

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1. 启动软件    

        在安装目录下，双击PCDViewer，或者通过命令行打开PCDViewer，即可启动软件。
在Windows系统中，设置PCDViewer为点云数据(pcd, las，ply等)默认打开软件后，双击点云数据即可直接打开点云数据。

2. 打开点云

        软件支持打开pcd、ply、las等格式的点云文件。
        目前已支持以下几种文件打开方式：
        1）在软件中用Open按钮打开文件
        包括菜单栏 Data -> Open Point Cloud 和 Layer Tree -> 鼠标右键菜单 -> Open Point Cloud
        2）通过命令行打开文件；
        3）通过拖放方式打开文件；
        4）通过Data -> Recent Files，打开最近打开的文件。

        软件支持一次打开多个点云文件。
        点云打开后，默认按高程方式进行渲染。 
    
        强烈建议将软件路径添加到系统环境变量。这样，可以直接通过命令调起本应用程序。
        同时，强烈建议将本软件设置为点云文件的默认程序，这样，可以通过双击点云文件用本软件直接打开。
        通过命令行加载点云文件的方式为：
        PCDViewer pcd_file_1 pcd_file_2 [...]

        打开的文件会记录到Data-Recent Files菜单中，下次软件启动时，可以直接通过Recent Files中的相应记录打开文件。

        点云打开后，会加入到Layer Tree进行管理，方便进行各种查找、渲染、编辑等操作。

        软件同时提供了las、pcd、ply格式相互转换的功能，方法是打开点云后另存为指定格式。

3. 点云的渲染

        软件对pcd、ply、las进行了系统而完善的支持，支持打开任何符合pcl标准的pcd和ply格式的数据，并可方便地渲染任意字段。

        PCDViewer提供了丰富的点云渲染方式，包括：
        - Render As Elevation: 按高程着色
        - Render As Mono Color: 按单一颜色着色
        - Render As RGB: 按点云自带的rgb颜色着色（如果点云有RGB信息的话）    
        - Render As Field: 按字段着色。

        当点云文件中包含rgb字段时，点云可以按RGB渲染。对pcd、ply文件，当文件中包含rgb或rgba字段、且rgb/rgba数据按3x8/4x8 bit组织在一个32位数据中时，则可以按RGB渲染。
   
        PCDViewer支持按任意字段渲染点云。同时，对每一个字段，提供了Render By Label Color、Render By Random Color、Render By Continuous Color三种方式。
        -Render By Label Color：基于字段值，从颜色查找表取对应颜色，即
           color=LookupTabel(value);
        -Render By Random Color：基于字段值，按一种随机颜色算法计算颜色，即
           color=RandomColor(value);
        -Render By Continuous Color：基于字段值和连续颜色表计算相应颜色，即
          color=ContinuousColor(v_min, v_max, value)。
        颜色查找表可以通过Lable Color 表格进行编辑。
        Render By Continuous Color中，可以通过直方图工具调整v_min、v_max，从而调整可视化效果。如下图，拖动蓝色滑块和红色滑块分别改变线性拉伸的最小值和最大值，从而突出需要显示的信息；通过调整Beyond Strategy确定对（最小值,最大值）之外的信息展示策略，例如，显示背景是黑色，则可以设置Beyond Strategy为black，从而不显示（最小值,最大值）之外的数据。

        提供了超级渲染字段进行点云的全局渲染，包括Elevation、Classification、Intensity、RGB，可以实现对点云的全局渲染，这在有些情形下可以极大地提高点云的渲染操作效率。点击工具栏的相应按钮即可。

4. 可视化操作控制

        软件默认鼠标中键控制旋转，鼠标右键控制平移，鼠标中键控制缩放，软件支持鼠标控制方式的定制。在安装目录下，打开config.json文件，用户可以重新定义缩放、平移、旋转的相应鼠标键，下面的配置中，定义左键控制平移，右键控制旋转，中键控制缩放。

        软件提供了视点控制功能：
        1）通过放大镜功能（Focus），可以将视口中心迅速重定位于用户所点击的目标区域；
        2）当软件打开了大量点云文件时，用户点击文件弹出菜单中的“Make Visible”，可以将视口中心迅速重定位于文件对应的点云数据区域。

        软件提供了平移速度控制功能。当软件打开的数据区域范围较大时，可以向右拖动平移速度滑块加大平移速度。软件同时提供了其他快捷键控制平移/旋转/缩放速度等。

        提供了漫游操作快捷键（W），可以使得当前工具由其他工具迅速切换为漫游工具（Roam Tool）。

        提供了坐标轴、网格等的显示。坐标轴按X-红，Y-绿，Z-蓝显示，坐标轴的长度默认为1米，grid 网格大小默认为10米，可以在config菜单中开启或关闭坐标轴、grid的显示，同时可以在config.json中配置软件的坐标轴的显示长度、grid的网格大小等信息。

        可以改变背景颜色。点Config->background，选择想要的背景颜色，则可以设置点云显示窗口的背景颜色。

        提供了自动旋转快捷键（Shift + R），方便用户进行效果展示、视频录制等操作。

5. 查询和量测

        软件提供了效率极高的拾取算法，对大文件和同时打开几千个单帧点云文件，软件也可以进行实时拾取和查询。

5.1 查询点信息
       在工具栏点击点查询工具，在视口点击查询点，Point Info 框中便会显示点的全部字段信息、以及点所在的数据集信息。所选点会默认按红色高亮显示。查询点的大小可以通过Config->Inquiry Point Size进行设置，查询点的颜色可以在config.json中的inquiry_config进行配置。

5.2 量测距离
      在工具栏点击量测工具，在视口中点击两点，Distance 框会显示距离信息：

5.3 量测角度和平面法向量
      从4.9.1开始，软件提供了量测旋转角和旋转轴的功能，旋转轴也即为平面法向量。

计算连续3点间构成的夹角（）及旋转轴（如上图）。   

5.4 量测及查询信息的擦除
        点击C，或点击工具栏Clear工具，可以清除查询、量测痕迹：        在Layer Tree的相应Item上，点击弹出式菜单中的Show Properties，会弹出文件的属性信息，包括点云坐标范围、半径、点数、文件路径等：

6. 点云滤波和编辑

        软件提供了强大的点云滤波和编辑功能。

        点云地面滤波是点云处理中常用功能，软件提供了一个点云地面滤波器 Ground Filter，对城区和山区、车载和机载等点云都能取得不错的地面滤波效果，点云滤波中的参数可以在Ground Filter Parameters Config中设置；同时，软件提供了专门用于城区车载单帧点云的地面滤波算法Ground Filter (Single Frame)，一般在20ms以内即可完成单帧点云的滤波处理，基于默认参数即可取得较为理想的滤波效果，本算法与Ground Filter功能具有相同的参数。软件优先支持带label或classification字段的滤波和编辑处理，同时支持对不带label或classfication字段的点云的地面滤波，可以用Save Label PCD 导出地面滤波及编辑结果。

        软件提供了“多边形选点(Polygon Label Tool)”和“扩散选点(Diffuse Label Tool)”标注工具，对带label或classification字段的点云数据，通过标注工具选中点，即可将点分至目标类别，目标类别通过组合框指定，目标类别组合框中的内容由点云类别编辑表（Class Color Table）指定，用户可以编辑点云类别编辑表，设定类别分类、类别ID、颜色等信息。

        “扩散选点”是本软件的创新功能，当用户在目标区域点击时，该功能通过区域生长算法，将拾取周围一定距离范围内的邻近点标注为目标类别。

        进行滤波或编辑操作后，Layer Tree中的相应点云文件，在文件名前面会加上星号（*）以示数据更改，保存或导出后星号会消失。

        标注完成后，可以在Layer Tree中右键点击对应Item进行保存。如果用户没有进行保存操作，在软件关闭时会自动提示保存。

关于地面滤波器的参数
-Max Slope ：最大坡度，单位度，默认5
-Min Flat Patch Size ：最小平面大小，单位度，默认1.5
-Recall Distance ：召回距离阈值，单位米，默认0.1
此外，还有一个参数，Ground Label，指定地面的目标类别，默认 ground_label =1。

7.  显示pose文件

        pose文件记录了连续时刻位姿。可以通过pose文件可视化可以查看某位置/某时刻位姿、坐标轴朝向、轨迹连续性、平滑性等。
        pose文件格式为：
        frame_id   time_stamp     x      y     z      qx     qy     qz      qw
        字段类型除frame_id为整型外，其他均为浮点型。
        字段间以空格分开。
        pose文件没有文件头。

         pose文件示例：

0 1669000000.324430  -1.79949 0.002519 -0.921 -0.000001 -0.000007 0.017514 0.999847
1 1669000000.423560  -1.708357 0.006662 -0.921 -0.000042 -0.000377 0.039366 0.999225
2 1669000000.523310  -1.465213 0.02722 -0.921 -0.000018 -0.00013 0.061221 0.998124
3 1669000000.622430  -1.269766 0.053482 -0.921 -0.000014 -0.000105 0.082008 0.996632
4 1669000000.721570  -1.159607 0.072923 -0.921 -0.000104 -0.000466 0.09825 0.995162
5 1669000000.820710  -0.970453 0.112265 -0.920999 0.000085 -0.000732 0.120379 0.992728

        可以通过点查询工具（Pickup Point）查询某一点的具体pose信息，信息以Point Info呈现出来。同时，软件同时会绘制出该pose点的姿态信息（orientation），红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三轴分别代表代表该pose点局部坐标系的X轴、Y轴、Z轴朝向。

8. 显示连续帧点云的拼接效果

        在测绘及SLAM中，显示连续帧点云拼接效果极为重要。软件为显示连续帧点云的拼接效果提供了方便而强大的支持。
        首先加载点云pose文件，此时frame_id对应pcd点云文件的basename。例如1.pcd，其basename是1，则其frame_id为1。
        然后，就可以打开需要的点云文件查看拼接效果。
        借助距离量测、单帧点云的不同渲染方式等，可以很方便地查看点云拼接精度，评估点云建图质量。

9. 配置类别颜色表(Class Color Table)

        颜色查找表包含类别名、类别ID、类别颜色等信息。
        可以通过双击颜色从而编辑相应类别的点云颜色。
        也可以通过Append、Remove等增加或减少类别，控制要进行着色的类别范围。
        对不在Color Table中的类别，将按白色进行着色。

        Color Table对应的软件配置文件名为lable_config.cfg，这实际上是一个utf-8编码的文本文件，用户可以直接编辑这个文件。

        用户可以任意设置Color Table所在的位置，可以放置在不同面板进行显示，也可以关闭它。关闭后，如果要重新打开，可以通过Config->Color Table让其重新显示。

10. 快捷键

   S/s          增加/减少点大小
   P/p          使平移速度变快/变慢
   Z/z           使缩放速度变快/变慢
   R/r           使旋转速度变快/变慢
   shift + r    开启/关闭自动旋转
   Alt + x      截图（version >= 4.8.0）

   W      Roam快捷键
   C       Clear快捷键。清除点查询、距离量测、Focus(放大镜)等的相关绘制
   
   H       只在水平方向进行旋转 -- 禁用上下旋转
   V       只在竖直方向进行旋转 -- 禁用水平旋转
   
        关于缩放的一个小技巧：支持无限放大。有时候看起来还有放大空间，但放大不动了，不是放大到头了，实际上还可以放大。多次按大写Z，放大缩放速度，然后就会发现又可以放大了。同时，按住鼠标中键拖放可以实现快速缩放。

        提供了放大镜功能。放大镜实际上重置了旋转中心，极大地方便了用户操作。

11. 关于Layer Tree的操作    

        1）双击鼠标修改Folder Item名字
        2）点击鼠标右键弹出菜单
        3）有时候Layer Tree操作空间被占满，无法出现”Add Folder”菜单选项，可以在点击鼠标右键的同时按住Alt键，就可以弹出”Add Folder”菜单选项了。
        4）直接按Delete键可以直接删除Item

12. 显示矢量

        本软件支持矢量文件显示。矢量文件格式为.ghs，为作者自定义的一种高效的矢量格式文件。关于文件格式定义，请参考PCDViewer Release Page 及随本软件发布时附带的test_data/example_file.ghs，这是一种文本格式文件，可以用文本编辑工具直接打开。同时，作者提供了.ghs文件的读写库，上传在github上(https://github.com/XuShengpan/GeneralGraphicsFormat)，感兴趣的读者可以通过文件定义、代码等进一步了解。

        例如：下图显示了一个矢量文件，其中包括顶点、向量、多边形等要素。

用户可以对矢量的显示方式进行编辑：

13. 数据清除

        用户可以通过Data->Clear 清除所有数据，然后重新打开新的数据。
        软件具有可靠的稳定性，清除所有数据再打开新的数据，与关闭软件再重新打开数据没有区别。

14. 用pcdviewer_skip.sh脚本批量打开点云文件

        有时候，需要按一定间隔抽样调查点云效果。提供了pcdviewer_skip.sh脚本批量打开点云文件。用法为：

bash pcdviewer_skip
Usage: {pcd_folder} {skip}

        该脚本需要两个参数，第一个参数是点云文件的目录，skip是文件打开的间隔。例如，skip=10表示按每间隔10帧打开点云。

        使用按脚本需要将PCDViewer的安装目录加入系统目录。