点云法向量 - 三维几何数据的表达与计算

点云是三维几何数据的一种常见形式，由大量离散的点组成，用于表示物体的表面形状或场景的几何结构。在点云处理中，法向量是一个重要的属性，它描述了每个点所在位置的表面法线方向。本文将介绍点云法向量的概念、计算方法和相关的源代码实现。

一、点云法向量的概念
点云法向量是指在点云中每个点处的表面法线方向。法线是垂直于表面的矢量，它的方向可以用于表征表面的朝向和形状特征。在点云处理中，法向量的计算对于许多应用非常重要，例如模型重建、物体识别和场景分析等。

二、点云法向量的计算方法
计算点云法向量的方法有多种，下面将介绍两种常用的方法：基于最近邻和基于曲面拟合。

1. 基于最近邻的法向量计算
   基于最近邻的方法是一种简单而直接的计算法向量的方法。对于每个点，该方法通过找到其最近的邻居点集合，并基于这些邻居点来估计该点的法向量。

以下是使用Python实现基于最近邻的点云法向量计算的示例代码：

import numpy as np
from sklearn.neighbors i