Windows系统下采用Visual Studio + QT + OpenGL实现RVIZ显示平面网格、坐标系和三维激光点云等功能（四）

一、实现内容：

本篇文章将介绍采用Visual Studio2019 + Qt +OpenGL在Qt窗口中利用OpenGL Widget组件实现三维激光点云的显示。

二、前期基础：

本文所述内容的实现，建立在上一篇博客文章的基础上，上一篇博客的链接地址：

Windows系统下采用Visual Studio + QT + OpenGL实现RVIZ显示平面网格、坐标系和三维激光点云等功能（三）

三、实现原理：

3.1、加载点云数据文件

激光点云由一系列的三维坐标点组成，常见的点云格式有pcd、ply、las等，pcd格式的点云文件需要借助PCL点云库进行读取，Windows下配置PCL点云库较为麻烦，因此可先将pcd点云文件在Ubuntu系统下转换成csv文件，然后在Qt中直接读取csv文件。本文将采用该思路进行点云数据文件的加载，其中加载点云的数据格式为（x，y，z，intensity），其它点云格式只需简单修改下也可适用，加载csv点云核心代码如下所示：

csv点云文件读取：

#ifndef READ_DATA_H
#define READ_DATA_H

#include 
#include 

#include 
#include 
#include 

class readData
{
public:
    std::vector read_csv_data(QString docPath)
    {
        std::vector vertexs_data;
		
        QFile inputFile(docPath);

		if (inputFile.open(QIODevice::ReadOnly))
		{
            uchar* fpr = inputFile.map(0, inputFile.size());

            int subcnt = 0;
            char* substr;
            char* s = strdup((char*)fpr);

            while (substr = strsep(&s, "n"))
            {
                subcnt = 0;
                char* lineSubStr;

                while (subcnt < 4) //用来设置点云数据格式，默认（x，y，z，intensity）
                {
                    lineSubStr = strsep(&substr, ",");
                    vertexs_data.push_back(atof(lineSubStr));
                    ++subcnt;
                }
            }

			inputFile.close();
		}

		else
		{
			qDebug() << "Can't open the file!" << endl;
		}

		return vertexs_data;
	}

    char* strsep(char** stringp, const char* delim)
    {
        char* s;
        const char* spanp;
        int c, sc;
        char* tok;
        if ((s = *stringp) == NULL)
            return (NULL);
        for (tok = s;;) {
            c = *s++;
            spanp = delim;
            do {
                if ((sc = *spanp++) == c) {
                    if (c == 0)
                        s = NULL;
                    else
                        s[-1] = 0;
                    *stringp = s;
                    return (tok);
                }
            } while (sc != 0);
        }
        
    }
};
#endif

该代码可以快速读取大量点云数据，将csv中的数据存储到c++的vector中去，最终返回一个vector数据。

3.2、OpenGL中三维点云显示

三维点云实质上就是由大量的三维坐标点组成，因此在OpenGL中显示点云只需将实际点云文件中的三维坐标点传输给OpenGL，并将OpenGL图元类型设置为GL_POINTS，便可实现三维点云的显示，实现部分代码如下所示：

OpenGL中点云显示核心代码：

unsigned int opengl_widget::draw_pointdata(std::vector& point_vertexs)
{
    unsigned point_count = 0;

    glGenVertexArrays(1, &VAO_Point);
    glGenBuffers(1, &VBO_Point);

    glBindVertexArray(VAO_Point);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO_Point);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, point_vertexs.size() * sizeof(float), &point_vertexs[0], GL_STATIC_DRAW);

    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    glVertexAttribPointer(1, 1, GL_FLOAT, GL_FALSE, 4 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

    glBindVertexArray(0);

    point_count = point_vertexs.size() / 4;

    return point_count;
}

shaderProgram_point.bind();
glBindVertexArray(VAO_Point);
glPointSize(1.0f);
glDrawArrays(GL_POINTS, 0, point_count);

四、效果展示：

OpenGL中点云显示效果图

五、总结：

Windows系统下采用Visual Studio + QT + OpenGL实现RVIZ显示平面网格、坐标系和三维激光点云等功能系列博客到此最终完结，代码也完全开源出来，希望最终能够帮助到大家，相互学习、共同进步。

Gitee开源代码网址：https://gitee.com/wccworld/learn_qt_opengl