PCL库学习笔记（为点云上色的几种方法详解）

近段时间在学习PCL库，在点云上色的问题中进行了一个小总结。分别实现了一下几个功能：

1. 显示点云自带的颜色信息；
2. 根据点云的某个属性进行上色（例如：X,Y,Z等方向上不同颜色）；
3. 自定义单一颜色（给某个点云显示同一个颜色）；
4. 随机上色（由编译器随机给点云分配单一颜色）；
5. 显示点云的法线方向和法向量；

下文会分别介绍上述功能的实现，并提供代码示例：

1、显示点云自带的颜色信息（PointCloudColorHandlerRGBField）

boost::shared_ptr<pcl::visualization::PCLVisualizer> colorHandler(pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::Ptr cloud)
{
   
	boost::shared_ptr<pcl::visualization::PCLVisualizer> viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer("3D Cloud"));
	pcl::visualization::PointCloudColorHandlerRGBField<pcl::PointXYZRGB> rgb(cloud);
	viewer->addPointCloud(cloud, rgb, "sample cloud");
	return viewer;
}

这里用到了一个类 “PointCloudColorHandlerRGBField” 实际上用这种方法显示点云的自带颜色信息，感觉有点多此一举。可以直接 “viewer->addPointCloud(cloud, “sample cloud”);” 就能实现上述功能。为什么会有这个功能，大家可以尝试用这种方法能否将两个点数相同的不同类型点云，将其中一个点云的颜色赋到另一个点云上进行显示？

2. 根据点云的某个属性进行上色（PointCloudColorHandlerGenericField）；

boost::shared_ptr<pcl::visualization::PCLVisualizer> genericHandler(pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud)
{
   
	boost::shared_ptr<pcl::visualization::PCLVisualizer> viewer(new pcl::visualization::PCLVisualizer("3D Cloud"));
	pcl::visualization::PointCloudColorHandlerGenericField<pcl::PointXYZ> rgb(cloud, "y");
	viewer->addPointCloud(cloud, rgb, "sample cloud");
	return viewer;
}

相信很容易能找到题为“为点云沿着x方向赋予不同颜色”的解决办法，就是利用类“PointCloudColorHandlerGenericField” ，上述代码展示了沿 “y” 方向的渐变上色。那这种方法是否只适用于XYZ方向？其他属性例如曲率，法线等特征是否也可以实现？结果是肯定的，解释如下：
首先我先找到了参数“y”传到了什么地方，通过定位到内部函数如下：

// Get the index we need
    for (size_t d = 0; d < cloud.fields.size (); ++d)
      if (cloud.fields[d].name == field_name)
        return (static_cast<int>(d));
    return (-1);

其中 field_name 就是 “y” 传入的地方，代码实现的功能明显就是从 “cloud.fields” 这个数组中，找到名为 “y” 的编号。那也就是说找到 cloud.fields 就能知道到底还可以传入什么参数？
为了说明这个问题再看一段代码：

#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/point_types.h>
#include <pcl/point_cloud.h>
#include <pcl/PCLPointCloud2.h>

int main() {
   
	pcl::PCLPointCloud2 cloud;
	pcl::PCDReader reader;
	reader.readHeader("C:\\Users\\13427\\Desktop\\test.pcd", cloud);
	for (int i = 0; i < cloud.fields.size(); i++)
	{
   
		std::cout << cloud.fields[i].name << std::endl;
	}
	return 0;
}

输出为：

x
y
z
normal_x
normal_y
normal_z
rgb
psz

再打开代码中使用到的PCD文件如下：

好的，看到这个图就瞬间明白了，就不多说了。所以按照属性赋值颜色的方法，其关键字可以是点云类型中的任何一个属性。所以，按照曲率，法线，反射强度等特征进行上色工作就能够实现了。

3. 自定义单一颜色（PointCloudColorHandlerCustom）

boost::shared_ptr<pcl::visualization::PCLVisualizer> customHandler(pcl::PointCloud<pcl::PointXYZ>::Ptr cloud)
{
   
	boost::shared_ptr<pcl::visualization::PCLVisualizer> viewer