win下使用QT添加VTK插件实现点云可视化GUI
- 2020 年 4 月 10 日
- 笔记
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3rdPartyQVTKpluginsdesigner下的QVTKWidgetPlugin.dll拷贝到QT5.8msvc2015_64pluginsdesigner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
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。
#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。
