1、前言

        可视化（visualization）涉及运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图像并在屏幕上展示，同时支持交互式处理。在PCL库中，一系列强大的可视化工具可供使用，其中较为流行的包括CloudViewer和PCLVisualizer类。CloudViewer是一个用于点云数据的简易可视化工具，而PCLVisualizer类则提供了PCL中最全面的可视化功能。相较于CloudViewer，PCLVisualizer的操作更为复杂，但其功能也更为全面。本节和下节将逐步介绍这两种工具的使用方法，从基础到高级，内容将不断更新。

2、CloudViewer类可视化

        CloudViewer以其简洁直观的设计，成为点云数据可视化的理想选择，尤其适合初学者和需要快速查看点云数据的用户。使用时，只需将点云数据加载到CloudViewer中，即可立即在屏幕上看到数据的三维图像，从而快速了解数据的整体结构和分布。下面从CloudViewer类中的主要成员函数说明到示例应用对其进行讲解说明，供大家参考学习。

2.1、主要成员函数

         CloudViewer类在#include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>中可找到，其的成员函数不多，可见其提供的可视化功能简单，从中可知 CloudViewer类只提供如下4中点云类型的显示。

 //只包含三维点（x,y,z,）和颜色（r,g,b）+透明度（a）信息的点云显示
 using ColorACloud = pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGBA>;
 
//只包含三维点（x,y,z,）和颜色（r,g,b）信息的点云显示
 using ColorCloud = pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>;
 
//只包含三维点（x,y,z,）和强度（I）信息的点云显示
 using GrayCloud = pcl::PointCloud<pcl::PointXYZI>;
 
//只包含三维点（x,y,z）的点云显示
 using MonochromeCloud = pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>;

        主要的成员函数和变量如下表：

 2.2、主要函数示例

        1）、void runOnVisualizationThreadOnce (VizCallable x)，该函数在渲染输出时只执行一次调用，参数为回调函数。回调函数定义为如下:

// 回调函数，在主函数中只注册一次 ，设置可视化背景颜色，添加3D文字
void viewerOneOff(pcl::visualization::PCLVisualizer& viewer)
{
    viewer.setBackgroundColor(0.0, 0.40784, 0.5451); //设置背景颜色
    pcl::PointXYZ pose;                          //添加属性的位置
    pose.x = 10.0;
    pose.y = 0;
    pose.z = 0;
   //添加PCL LOGO 3D 文字
   //参数分别为：3D文字内容，文字位置，文字大小，文字颜色
       viewer.addText3D("PCL LOGO", pose,2,1,0.647,0);
    std::cout << "Only run once" << std::endl;
}

 2)、void runOnVisualizationThread (VizCallable x, const std::string& key = "callable")，该函数在渲染输出时每次都调用，参数为回调函数。回调函数定义为如下:

// 调函数，注册后每帧显示都执行一次，可视化添加一个刷新显示字符串
void viewerPsycho(pcl::visualization::PCLVisualizer& viewer)
{
       static unsigned count = 0;
       std::stringstream ss;
       ss << "Point Cloud Library: " << count++;
       viewer.removeShape("text", 0);
       // 参数含义：刷新字符串，在屏幕位置（x,y）,字体大（100），字体颜色（1,0.54,0.0），字符串id，窗口id
       viewer.addText(ss.str(), 20, 500, 40, 1, 0.54, 0, "text", 0);
}

3）、inline boost::signals2::connection registerPointPickingCallback (void (*callback) (const pcl::visualization::PointPickingEvent&, void*), void* cookie = nullptr)，该函数响应单击选点事件操作，操作相对其他两个复杂，具体操作如下，先定义回调参数类型：

struct callback_args {
    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr clicked_points_3d;
    pcl::visualization::PCLVisualizer::Ptr viewerPtr;
};

        在定义回调函数如下：

void pp_callback(const pcl::visualization::PointPickingEvent& event, void* args)
{
	struct callback_args* data = (struct callback_args*)args;
	if (event.getPointIndex() == -1)
		return;
	//获取事件点的ID
	int index = event.getPointIndex();
	std::cout << "index: " << index << std::endl;
	//获取点的三维坐标
	pcl::PointXYZ current_point;
	event.getPoint(current_point.x, current_point.y, current_point.z);
	data->clicked_points_3d->points.push_back(current_point);
	//设置可视点的颜色信息
	pcl::visualization::PointCloudColorHandlerCustom<pcl::PointXYZ> red(data->clicked_points_3d, 255, 0, 0);
	data->viewerPtr->removePointCloud("clicked_points");
	//添加可视点
	data->viewerPtr->addPointCloud(data->clicked_points_3d, red, "clicked_points");
	//设置可视点的大小
	data->viewerPtr->setPointCloudRenderingProperties(pcl::visualization::PCL_VISUALIZER_POINT_SIZE, 10, "clicked_points");
	//输出点的信息
	std::cout << current_point.x << " " << current_point.y << " " << current_point.z << std::endl;
}

注意：以上3的）内容我们会在下节进行结果展示，大家可以先跳过内容。 

3、CloudViewer可视化点云信息Demo

3.1、示例1，可视化无颜色点云和有颜色点云

        示例代码如下：

/*****************************************************************//**
* \file   PCLviewerMian.cpp
* \brief
*
* \author YZS
* \date   December 2024
*********************************************************************/
#include <iostream>              
#include <string>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>  //cloud_viewer类的头文件
using namespace std;

// 回调函数，在主函数中只注册一次 ，设置可视化背景颜色，添加3D文字
void viewerOneOff(pcl::visualization::PCLVisualizer& viewer)
{
	viewer.setBackgroundColor(0.0, 0.40784, 0.5451); //设置背景颜色
	pcl::PointXYZ pose;                          //添加属性的位置
	pose.x = 0.10;
	pose.y = 0;
	pose.z = 0;
	//添加PCL LOGO 3D 文字
	//参数分别为：3D文字内容，文字位置，文字大小，文字颜色
	viewer.addText3D("PCL LOGO", pose, 0.5, 1, 0.647, 0);
	std::cout << "Only run once" << std::endl;
}
// 调函数，注册后每帧显示都执行一次，可视化添加一个刷新显示字符串
void viewerPsycho(pcl::visualization::PCLVisualizer& viewer)
{
	static unsigned count = 0;
	std::stringstream ss;
	ss << "Point Cloud Library: " << count++;
	viewer.removeShape("text", 0);
	// 参数含义：刷新字符串，在屏幕位置（x,y）,字体大（100），字体颜色（1,0.54,0.0），字符串id，窗口id
	viewer.addText(ss.str(), 20, 500, 50, 1, 0.54, 0, "text", 0);
}
// 可视化点为PointXYZ的点云
void TestVisPointClouXYZ()
{
	// 创建点云对象，显示点类型为（X,Y,Z)的点云
	pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>);
	//读取点云文件
	std::string fileName = "E:/PCLlearnData/4/fragment.pcd";
	pcl::io::loadPCDFile(fileName, *cloud);
	//创建可视化句柄viewer对象
	pcl::visualization::CloudViewer viewer("PCLVisPointXYZ");
	//用showCloud，将Cloud可视化到屏幕
	viewer.showCloud(cloud);

	//该接口函数在可视化的时候只执行一次，可以用于设置背景等一次性操作
	viewer.runOnVisualizationThreadOnce(viewerOneOff);
	//该接口函数在渲染输出时每次都调用，可以用于设置显示时间戳、计时器和动态处理等操作
	viewer.runOnVisualizationThread(viewerPsycho);
	while (!viewer.wasStopped())
	{
		//此处可以添加其他处理
	}
}
//可视化点为PointXYZRGB的点云数据
void TestVisPointClouXYZRGB()
{
	// 创建点云对象，显示点类型为（X,Y,Z ，R，G，B)的点云
	pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::Ptr cloud(new  pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>);
	//读取点云文件
	std::string fileName = "E:/PCLlearnData/4/fragment.pcd";
	pcl::io::loadPCDFile(fileName, *cloud);
	//创建可视化句柄viewer对象
	pcl::visualization::CloudViewer viewer("PCLVisPointXYZRGB");
	//用showCloud，将Cloud可视化到屏幕
	viewer.showCloud(cloud);
	while (!viewer.wasStopped())
	{
		//此处可以添加其他处理
	}
}


int main(int argc, char* argv[])
{
	//TestVisPointClouXYZ();
	TestVisPointClouXYZRGB();
	std::cout << "Hello PCL!" << std::endl;
	std::system("pause");
	return 0;
}

        结果展示：

3.2、键盘操作展示

        在上面2.1节内容中提到键盘和鼠标回调操作，常用的键盘操作命令有如下：

        1）、显示比例栅格展示如下，其他的命令大家可自行操作一下查看效果。

至此完成第四节PCL库可视化之CloudViewer类简单点云信息显示学习，下一节我们将进入《PCL库可视化之PCLVisualizer类复杂点云信息显示》的学习。