视频动作标注工具coin_annotation_tool

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视频动作标注工具coin_annotation_tool
2019CVPR 美图和清华大学联合教程类行为数据集 COIN，同时提供了一个视频标注工具：
https://github.com/coin-dataset/annotation-tool

使用方法：
下载项目到本地；
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打开coin_annotation_tool.html 文件 （我用Safari浏览器打开有问题，Google浏览器没有问题）
打开网页后如下图：
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准备三个文件video.txt，label.txt，frame.txt
video文件夹里存储的是视频中的每一帧。
video.txt
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label.txt
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frame.txt
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依次从本地加载video.txt，label.txt，frame.txt三个文件，然后点击load。
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打开后进行设置
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右上角有参数可以设置setting，每一行显示的列数，以及显示的帧间隔，最小0.5
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开始标注
不需要对每一帧进行标注，点击start帧和end帧，中间所有的都会被选中，然后对他们进行标注，右边的tags中选择对应的类别

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标注完之后右边会显示标注信息，最后进行保存，生成标注文件。
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12-30
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<think>我们基于FreeCAD实现选中边显示长度、选中面显示面积的交互功能。FreeCAD提供了强大的PythonAPI，我们可以通过编写宏或自定义工作台来实现。实现思路：1.创建一个自定义工具（例如在工具栏上添加按钮），当激活该工具时，进入测量模式。2.在测量模式下，用户选择边或面时，实时计算并显示几何属性（长度或面积）。3.显示方式：可以在3D视图上直接绘制文本标签，或者在FreeCAD的Python控制台输出，或者弹出一个对话框显示。考虑到简单性，我们首先实现在Python控制台输出选中边的长度和面的面积。然后，再考虑在3D视图中显示文本标签。步骤：1.创建一个新的命令（Command）并添加到工具栏。2.在该命令的激活方法中，设置一个选择观察器（SelectionObserver）来监听用户的选择变化。3.当选择变化时，获取当前选中的对象（边或面），计算其长度或面积。4.将结果输出到控制台，并在3D视图上高亮选中的几何元素。参考引用[1]中，我们可以通过Shape对象获取边和面，并计算它们的几何属性。具体实现：首先，我们需要创建一个自定义的Python命令。以下是一个示例代码框架：注意：我们将代码保存为FreeCAD的宏，或者作为自定义工作台的一部分。代码实现：1.创建命令类，继承于Command。2.在激活命令时，注册一个选择观察器。3.在选择观察器中，当选择改变时，检查选中的几何元素。但是，FreeCAD的选择系统允许我们直接获取当前选中的对象。我们可以通过Gui.Selection.getSelectionEx()来获取选中的对象及其子名称（子元素，如边或面）。计算长度和面积的方法：-对于边：使用Edge.Length属性（单位是mm）-对于面：使用Face.Area属性（单位是mm²）然而，注意：选中的可能是整个对象，也可能是对象的一个子元素（边或面）。我们需要判断选中的是子元素。具体步骤：1.获取当前选择（使用Gui.Selection.getSelectionEx()）2.遍历每个选择对象，对于每个对象：-遍历其子元素（SubElementNames）-如果子元素是"Edge"开头的，则通过对象.Shape.getElement(子元素)获取Edge对象，然后计算长度。-如果子元素是"Face"开头的，则获取Face对象，计算面积。3.输出结果。同时，为了在3D视图中显示标签，我们可以使用FreeCADGui中的Annotation类，或者使用Coin3D的SoText2。但为了简单，我们先在控制台输出。我们首先实现一个简单的版本，只输出到控制台。代码示例：创建一个名为MeasureCommand的命令类：```pythonimportFreeCADimportFreeCADGuifrom PySide2importQtWidgetsclass MeasureCommand:"""测量边和面的命令"""defGetResources(self):return{'Pixmap': 'freecad',#可以指定一个图标路径'MenuText':"测量工具",'ToolTip':"测量选中的边或面的长度或面积"}def Activated(self):#激活命令，注册选择观察器self.selection =FreeCADGui.Selection.getSelectionEx()FreeCADGui.Selection.addObserver(self)#添加观察者FreeCAD.Console.PrintMessage("测量模式：选择边或面以测量\n")def Deactivated(self):#命令取消激活时移除观察者FreeCADGui.Selection.removeObserver(self)FreeCAD.Console.PrintMessage("退出测量模式\n")defselectionChanged(self,reason):#当选择改变时被调用#reason:0表示选择增加，1表示选择减少，2表示选择设置if reason==0 orreason ==2:self.processSelection()def processSelection(self):#处理当前选择sel= FreeCADGui.Selection.getSelectionEx()ifnot sel:return#只处理最新选中的元素（我们只取最后一个）last_selection= sel[-1]#获取子元素名称（例如"Edge1","Face2"等）sub_names =last_selection.SubElementNamesif notsub_names:return#获取对象obj= last_selection.Object#遍历子元素for namein sub_names:ifname.startswith('Edge'):#获取边edge= obj.Shape.getElement(name)length =edge.LengthFreeCAD.Console.PrintMessage(f"边 {name}的长度: {length}mm\n")elif name.startswith('Face'):face =obj.Shape.getElement(name)area= face.AreaFreeCAD.Console.PrintMessage(f"面 {name}的面积: {area}mm²\n")#将命令添加到FreeCADFreeCADGui.addCommand('Measure_Command',MeasureCommand()) ```然后，我们可以在FreeCAD的Python控制台中运行以下代码来添加工具栏按钮：```pythontoolbar =FreeCADGui.createToolbar("测量工具")toolbar.addCommand('Measure_Command') ```但是，为了更好的集成，我们可以创建一个自定义工作台。然而，上述代码存在一个问题：当选择多个元素时，我们只处理最后一个选择。我们可以修改为处理所有选中的元素。另外，我们还可以考虑在3D视图中显示标签。这里我们使用一个简单的办法：使用FreeCAD的Annotation标签。但注意，Annotation标签在FreeCAD中通常用于Drawing工作台。我们可以使用Coin3D的SoText2来在3D视图中绘制文本。由于在3D视图中绘制文本需要管理场景图，并且需要实时更新，我们这里先实现控制台输出，后续再扩展3D标签。改进：我们希望在3D视图中高亮选中的边或面，并显示一个临时的文本标签。我们可以这样做：1.创建一个临时对象（比如一个App::FeaturePython）来存储文本标签的位置和内容。2.使用Coin3D的SoGroup来创建一个自定义的节点，包含文本和位置。3.将文本标签添加到视图的根节点下。但是，FreeCAD已经提供了一个ViewProviderAnnotation类，我们可以直接使用。不过，它主要用于2D注释。另一种方法是使用Draft工作台中的文本工具。我们可以创建一个Draft文本对象，并设置其位置。但是这样会创建持久对象。为了简单，我们使用控制台输出，并高亮选中的元素（FreeCAD默认已经高亮）。因此，我们暂时只实现控制台输出。然而，用户可能希望看到更直观的显示。我们可以弹出一个对话框来显示结果，或者使用状态栏。我们修改一下，使用Qt的对话框来显示结果，但这样会打断工作流。所以，我们使用FreeCAD的状态栏（位于底部）来显示最后一次测量的结果。修改代码：在processSelection的最后，将结果输出到状态栏。```python#在状态栏显示最后一个结果iflast_edge_lengthor last_face_area:iflast_edge_length:msg= f"边长度:{last_edge_length} mm"else:msg= f"面面积:{last_face_area}mm²"FreeCADGui.getMainWindow().statusBar().showMessage(msg,3000)#显示3秒```完整代码：```pythonimportFreeCADimportFreeCADGuifrom PySide2import QtWidgetsclassMeasureCommand:"""测量边和面的命令"""def GetResources(self):return {'Pixmap':'freecad',#可以指定一个图标路径'MenuText':"测量工具",'ToolTip': "测量选中的边或面的长度或面积"}def Activated(self):#激活命令，注册选择观察器self.selection =FreeCADGui.Selection.getSelectionEx()FreeCADGui.Selection.addObserver(self)#添加观察者FreeCAD.Console.PrintMessage("测量模式：选择边或面以测量\n")#设置选择模式为只选择边和面FreeCADGui.Selection.addSelectionGate("SELECTPart::FeatureSUBELEMENT Edge,Face")defDeactivated(self):#命令取消激活时移除观察者FreeCADGui.Selection.removeObserver(self)FreeCADGui.Selection.removeSelectionGate()FreeCAD.Console.PrintMessage("退出测量模式\n")defselectionChanged(self,reason):#当选择改变时被调用#reason:0表示选择增加，1表示选择减少，2表示选择设置ifreason ==0or reason==2:self.processSelection()def processSelection(self):#处理当前选择sel= FreeCADGui.Selection.getSelectionEx()ifnot sel:return#初始化最后测量的结果last_edge_length =Nonelast_face_area =None#只处理最新选中的元素（我们只取最后一个）last_selection =sel[-1]#获取子元素名称（例如"Edge1", "Face2"等）sub_names= last_selection.SubElementNamesifnot sub_names:return#获取对象obj =last_selection.Object#遍历子元素forname insub_names:if name.startswith('Edge'):#获取边edge =obj.Shape.getElement(name)last_edge_length= edge.LengthFreeCAD.Console.PrintMessage(f"边{name}的长度:{last_edge_length} mm\n")elifname.startswith('Face'):face= obj.Shape.getElement(name)last_face_area= face.AreaFreeCAD.Console.PrintMessage(f"面 {name}的面积: {last_face_area} mm²\n")#在状态栏显示最后一个结果if last_edge_lengthis notNone orlast_face_areais notNone:iflast_edge_length isnot None:msg =f"边长度: {last_edge_length}mm"else:msg =f"面面积: {last_face_area} mm²"#显示在状态栏，持续3秒FreeCADGui.getMainWindow().statusBar().showMessage(msg,3000) #将命令添加到FreeCADFreeCADGui.addCommand('Measure_Command', MeasureCommand())```注意：我们添加了选择门（SelectionGate）来限制只能选择边和面。这样用户就不会误选其他类型的元素。使用：1.将上述代码保存为FreeCAD的宏（Macro），或者放入FreeCAD的Mod目录下的一个模块中。2.在FreeCAD中，通过Python控制台运行：importMyModule#假设你保存为MyModule.pyMyModule.addCommand()3.或者，在宏菜单中创建工具栏按钮。另外，我们可以创建一个自定义工作台，在Initialize方法中加载这个命令。关于在3D视图中显示标签，我们可以后续扩展。这里先实现基本功能。参考文献：[^1]:FreeCAD二次开发-Shape获得当前文档中任意拓扑对象的点边面长度面积体积等等。[^2]:使用FreeCAD作为主体软件，通过编写插件实现图形解析。[^3]:FreeCAD应用：一道小学平面几何考题。</think># 基于FreeCAD实现几何属性测量功能 我将基于FreeCAD实现选中边显示长度、选中面显示面积的交互功能。参考引用[1]中提到的FreeCAD二次开发能力，我们可以通过Python脚本扩展FreeCAD的功能。 ## 实现方案 ### 核心代码实现 ```python import FreeCAD import FreeCADGui from PySide2 import QtWidgets class GeometryMeasurement: """几何测量工具类""" def __init__(self): self.measurement_mode = False self.setup_ui() def setup_ui(self): """创建测量工具栏""" self.toolbar = QtWidgets.QToolBar("测量工具") FreeCADGui.getMainWindow().addToolBar(self.toolbar) # 测量模式按钮 self.measure_btn = QtWidgets.QPushButton("测量模式") self.measure_btn.setCheckable(True) self.measure_btn.toggled.connect(self.toggle_measurement_mode) self.toolbar.addWidget(self.measure_btn) # 结果显示区域 self.result_label = QtWidgets.QLabel("就绪") self.toolbar.addWidget(self.result_label) # 清除结果按钮 clear_btn = QtWidgets.QPushButton("清除结果") clear_btn.clicked.connect(self.clear_results) self.toolbar.addWidget(clear_btn) def toggle_measurement_mode(self, state): """切换测量模式""" self.measurement_mode = state if state: FreeCAD.Console.PrintMessage("进入测量模式：选择边或面进行测量\n") self.result_label.setText("测量模式：选择边或面") # 注册选择观察器 FreeCADGui.Selection.addObserver(self) else: FreeCAD.Console.PrintMessage("退出测量模式\n") self.result_label.setText("就绪") # 移除选择观察器 FreeCADGui.Selection.removeObserver(self) def clear_results(self): """清除测量结果""" self.result_label.setText("结果已清除") FreeCAD.Console.PrintMessage("测量结果已清除\n") def addSelection(self, doc, obj, sub, pos): """处理选择事件""" if not self.measurement_mode: return # 获取选中的几何元素 selected_object = FreeCADGui.Selection.getSelectionEx()[0] # 判断选择类型 if selected_object.HasSubObjects: sub_element = selected_object.SubObjects[0] # 测量边长度 if sub_element.ShapeType == "Edge": length = self.calculate_edge_length(sub_element) self.display_result(f"边长度: {length:.2f} mm") FreeCAD.Console.PrintMessage(f"边长度: {length:.2f} mm\n") # 测量面面积 elif sub_element.ShapeType == "Face": area = self.calculate_face_area(sub_element) self.display_result(f"面面积: {area:.2f} mm²") FreeCAD.Console.PrintMessage(f"面面积: {area:.2f} mm²\n") def calculate_edge_length(self, edge): """计算边长度""" return edge.Length def calculate_face_area(self, face): """计算面面积""" return face.Area def display_result(self, text): """显示测量结果""" self.result_label.setText(text) # 高亮显示选中的几何元素 FreeCADGui.Selection.clearSelection() FreeCADGui.Selection.addSelection(FreeCAD.ActiveDocument.ActiveObject, FreeCADGui.Selection.getSelectionEx()[0].SubElementNames[0]) # 初始化测量工具 measure_tool = GeometryMeasurement() ``` ### 功能说明 1. **测量模式切换**： - 通过工具栏按钮切换测量模式 - 进入测量模式后，可以选择边或面进行测量[^1] 2. **几何属性计算**： - 边长度计算：`edge.Length` - 面面积计算：`face.Area` - 结果以毫米(mm)和平方毫米(mm²)为单位显示 3. **结果展示**： - 工具栏实时显示测量结果 - FreeCAD控制台输出测量结果 - 选中的几何元素自动高亮显示 4. **交互体验**： - 简洁的工具栏界面 - 状态反馈和结果清除功能 - 测量模式状态指示 ## 使用说明 1. **启动测量功能**： - 在FreeCAD Python控制台中执行上述代码 - 工具栏将出现"测量工具" 2. **进行测量**： - 点击"测量模式"按钮进入测量状态 - 选择模型中的边或面 - 结果将显示在工具栏和Python控制台 3. **清除结果**： - 点击"清除结果"按钮重置显示 ## 数学原理 ### 边长度计算 边长度$L$通过参数曲线积分计算： $$L = \int_{a}^{b} \sqrt{\left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dz}{dt}\right)^2} dt$$ FreeCAD的`edge.Length`属性直接提供此计算结果[^1]。 ### 面面积计算 面面积$A$通过曲面积分计算： $$A = \iint_{S} dS$$ FreeCAD的`face.Area`属性提供此计算结果[^1]。 ## 高级扩展思路 1. **3D标注显示**： ```python # 在几何元素附近显示测量结果 def create_3d_label(position, text): """创建3D文本标签""" from Draft import makeText label = makeText(text, position) label.ViewObject.FontSize = 5 return label ``` 2. **多元素测量**： ```python def calculate_total_length(edges): """计算多条边的总长度""" return sum(edge.Length for edge in edges) def calculate_total_area(faces): """计算多个面的总面积""" return sum(face.Area for face in faces) ``` 3. **单位转换**： ```python def convert_units(value, from_unit='mm', to_unit='in'): """单位转换""" conversion_factors = { 'mm_to_in': 0.0393701, 'in_to_mm': 25.4 } if from_unit == 'mm' and to_unit == 'in': return value * conversion_factors['mm_to_in'] elif from_unit == 'in' and to_unit == 'mm': return value * conversion_factors['in_to_mm'] return value ``` ## 应用场景 这种测量功能特别适用于： - 模具设计中的尺寸验证 - 机械零件的几何检查 - 3D打印前的模型验证 - 教学中的几何演示[^3] 通过FreeCAD的Python API，我们可以轻松扩展其功能，实现专业级的工程测量工具[^2]。
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