這篇還是算延續前一篇的《透過 OpneNI 合併 Kinect 深度以及彩色影像資料》。在可以透過 OpenNI 讀取到 Kinect 的深度、色彩資訊之後,其實就可以試著用這些資訊,來重建 3D 的環境做顯示了~不過實際上,在前面的範例中所讀到的深度資訊,都算是原始資料,而且座標軸也都是感應器二維影像的座標系統,如果要重建 3D 場景的話,這些資訊都還是需要換算的;所幸,OpenNI 在 Depth Generator 已經有提供ConvertProjectiveToRealWorld() 和 ConvertRealWorldToProjective() 這兩個函式,可以幫助程式開發者快速地進行座標轉換了!

而如果把直接把這些 3D 的點位附加顏色、用 OpenGL 畫出來呢,就大概會是下面影片的樣子吧~

當然,point cloud 不見得是最好的顯示方式,有需要的話也可以重建出多邊形再畫,不過多邊形的重建已經算是另一個主題了,所以 Heresy 也不打算在這邊討論;另外,Heresy 在這篇也不會提及 OpenGL 顯示的部分,只會提供簡單的範例,示範如何建立出這些 point cloud 而已。

而為了儲存這些點的位置以及顏色資訊,這邊先定義了一個簡單的結構、SColorPoint3D:

struct SColorPoint3D
{
float X;
float Y;
float Z;
float R;
float G;
float B; SColorPoint3D( XnPoint3D pos, XnRGB24Pixel color )
{
X = pos.X;
Y = pos.Y;
Z = pos.Z;
R = (float)color.nRed / 255;
G = (float)color.nGreen / 255;
B = (float)color.nBlue / 255;
}
};

這個結構只是單純的六個福點數,分別記錄這個點的位置、以及顏色;而建構子的部分,則是傳入 OpenNI 定義的結構的變數:代表位置的 XnPoint3D  以及代表 RGB 顏色的 XnRGB24Pixel。

而為了方便起見,Heresy 把座標轉換的部分寫成一個函式 GeneratePointCloud(),其內容如下:

void GeneratePointCloud( xn::DepthGenerator& rDepthGen,
const XnDepthPixel* pDepth,
const XnRGB24Pixel* pImage,
vector<SColorPoint3D>& vPointCloud )
{
// 1. number of point is the number of 2D image pixel
xn::DepthMetaData mDepthMD;
rDepthGen.GetMetaData( mDepthMD );
unsigned int uPointNum = mDepthMD.FullXRes() * mDepthMD.FullYRes(); // 2. build the data structure for convert
XnPoint3D* pDepthPointSet = new XnPoint3D[ uPointNum ];
unsigned int i, j, idxShift, idx;
for( j = 0; j < mDepthMD.FullYRes(); ++j )
{
idxShift = j * mDepthMD.FullXRes();
for( i = 0; i < mDepthMD.FullXRes(); ++i )
{
idx = idxShift + i;
pDepthPointSet[idx].X = i;
pDepthPointSet[idx].Y = j;
pDepthPointSet[idx].Z = pDepth[idx];
}
} // 3. un-project points to real world
XnPoint3D* p3DPointSet = new XnPoint3D[ uPointNum ];
rDepthGen.ConvertProjectiveToRealWorld( uPointNum, pDepthPointSet, p3DPointSet );
delete[] pDepthPointSet; // 4. build point cloud
for( i = 0; i < uPointNum; ++ i )
{
// skip the depth 0 points
if( p3DPointSet[i].Z == 0 )
continue; vPointCloud.push_back( SColorPoint3D( p3DPointSet[i], pImage[i] ) );
}
delete[] p3DPointSet;
}

這個函示要把 xn::DepthGenerator 以及讀到的深度影像和彩色影像傳進來,用來當作資料來源;同時也傳入一個vector<SColorPoint3D>,作為儲存轉換完成後的 3D 點位資料。

其中,深度影像的格式還是一樣用 XnDepthPixel 的 const 指標,不過在彩色影像的部分,Heresy 則是改用把 RGB 封包好的 XnRGB24Pixel,這樣可以減少一些索引值的計算;而因為這樣修改,之前讀取彩色影像的程式也要由

const XnUInt8* pImageMap = mImageGenerator.GetImageMap();

修改為

const XnRGB24Pixel* pImageMap = mImageGenerator.GetRGB24ImageMap();

而在函式內容的部分,第一段的部分主要是透過取得 depth generator 的 meta-data:xn::DepthMetaData 來做簡單的大小、索引計算;如果不想這樣用的話,其實也是可以直接用 640 x 480 這樣固定的值來做計算,不過就是要和之前在 SetMapOutputMode() 所設定的解析度一致就是了。

第二部分「build the data structure for convert」,則是將深度影像的 640 x 480 個點,都轉換為XnPoint3D 形式的一為陣列,已準備進行之後的座標轉換。

第三部分「un-project points to real world」則就是實際進行轉換的部分了。這邊要把座標由影像的座標系統轉換到 3D 座標系統,主要是用 Depth Generator 的 ConvertProjectiveToRealWorld() 這個函式;而它的使用方法也很簡單,只要告訴他要轉換的點的數量(uPointNum)、把要轉換的點用陣列的形式傳(constXnPoint3D*)進去,並給他一塊已經 allocate 好的 XnPoint3D 陣列(p3DPointSet),就可以自動進行轉換了~

第四部份 Heresy 則是再用一個迴圈去掃過全部的點,並把深度為 0 的點給去掉(因為這些點是代表是 Kinect 沒有辦法判定深度的部分)、並和顏色的資訊一起轉換為 SColorPoint3D 的形式,丟到 vPointCloud 裡儲存下來了。

(這個動作其實也可以在第二步的時候先做掉,但是在那邊做顏色的部分會比較麻煩就是了。)

而回到主程式的部分,本來讀取資料的程式是:

// 8. read data
eResult = mContext.WaitNoneUpdateAll();
if( eResult == XN_STATUS_OK )
{
// 9a. get the depth map
const XnDepthPixel* pDepthMap = mDepthGenerator.GetDepthMap();
// 9b. get the image map
const XnUInt8* pImageMap = mImageGenerator.GetImageMap();
}

前面也提過了,Heresy 這邊不打算提及用 OpenGL 顯示的部分,所以這邊為了不停地更新資料,所以改用一個無窮迴圈的形式來不停地更新資料、並進行座標轉換;而轉換後的結果,也很簡單地只輸出它的點的數目了。

// 8. read data
vector<SColorPoint3D> vPointCloud;
while( true )
{
eResult = mContext.WaitNoneUpdateAll();
// 9a. get the depth map
const XnDepthPixel* pDepthMap = mDepthGenerator.GetDepthMap(); // 9b. get the image map
const XnRGB24Pixel* pImageMap = mImageGenerator.GetRGB24ImageMap(); // 10 generate point cloud
vPointCloud.clear();
GeneratePointCloud( mDepthGenerator, pDepthMap, pImageMap, vPointCloud );
cout << "Point number: " << vPointCloud.size() << endl;
}

如果是要用 OpenGL 畫出來的話,基本上就是不要使用無窮迴圈,而是在每次要畫之前,再去讀取 Kinect 的資料、並透過 GeneratePointCloud() 做轉換了~而如果不打算重建多邊形、而是像 Heresy 直接一點一點畫出來的話,結果大概就會像上面的影片一樣了~

通过 OpenNI 建立 Kinect 3D Point Cloud的更多相关文章

  1. An Algorithm for Surface Encoding and Reconstruction From 3D Point Cloud Data

    An Algorithm for Surface Encoding and Reconstruction From 3D Point Cloud Data https://www.youtube.co ...

  2. OpenCV、PCL;Xtion、kinect;OpenNI、kinect for windows SDK比较

    一.对比介绍: 1. OpenCV:开源跨平台,OpenCV于1999年由Intel建立,如今由Willow Garage提供支持. 2. OpenNI:OpenNI组织创建于2010年11月.主要成 ...

  3. **PCD数据获取:Kinect+OpenNI+PCL对接(代码)

    前言: PCL使用点云作为数据格式,Kinect可以直接作为三维图像的数据源产生三维数据,其中的桥梁是OpenNI和PrimeSense.为了方便地使用Kinect的数据,还是把OpenNI获取的基础 ...

  4. RGB_D_开发征程(使用Kinect)

    学习历程依此为纲! Kinect学习资料: kinect和openNI开发资料汇总:http://blog.csdn.net/chenli2010/article/details/6887646 原始 ...

  5. 另一篇xtion、kinect选择比较(openni下)

    小小Xtion开箱测评!!2012年03月12日 19:52:55 原文:http://page.renren.com/601107241/note/811764499 ASUS Xtion Pro ...

  6. Kinect for Windows SDK开发入门(15):进阶指引 下

    Kinect for Windows SDK开发入门(十五):进阶指引 下 上一篇文章介绍了Kinect for Windows SDK进阶开发需要了解的一些内容,包括影像处理Coding4Fun K ...

  7. [译]Kinect for Windows SDK开发入门(十八):Kinect Interaction交互控件

    本文译自 http://dotneteers.net/blogs/vbandi/archive/2013/03/25/kinect-interactions-with-wpf-part-i-getti ...

  8. OpenCV中Kinect的使用(1)

    图像处理中一般为了更好的获取外部信息都会使用到Kinect,其优势在于除了传统的RGB摄像头之外,还拥有一个获取深度信息的3D深度感应器,因此可以获得外界物体的3维信息实现物体的跟踪.手势识别等各项功 ...

  9. Kinect 开发 —— 全息图

    Kinect的另一个有趣的应用是伪全息图(pseudo-hologram).3D图像可以根据人物在Kinect前面的各种位置进行倾斜和移动.如果方法够好,可以营造出3D控件中3D图像的效果,这样可以用 ...

随机推荐

  1. POJ 2115 C Looooops(扩展欧几里得)

    辗转相除法(欧几里得算法) 时间复杂度:在O(logmax(a, b))以内 int gcd(int a, int b) { if (b == 0) return a; return gcd(b, a ...

  2. storm的特性

    storm的特性 Storm 是一个开源的分布式实时计算系统,可以简单.可靠地处理大量的数据流. Storm支持水平扩展,具有高容错性,保证每个消息都会得到处理,而且处理速度很快(在一个小集群中,每个 ...

  3. Python队列服务 Python RQ Functions from the __main__ module cannot be processed by workers.

    在使用Python队列服务 Python RQ 时候的报错: Functions from the __main__ module cannot be processed by workers. 原因 ...

  4. java 泛型中 T、E ... 和 问号(通配符)的区别

    一.泛型中T.E ...  是泛型类.泛型方法定义时候用的. 1.泛型类定义在类后面 紧跟类名后面 public class TestClassDefine<T>{} 2.泛型方法定义在方 ...

  5. 有关UIImageView+AFNetworking 下载图片的线程问题

    今天写了一个demo,从服务器获取图片,然后显示在cell上,大家都知道cell的重用机制,当往下拉的时候,上面的cell遮住了,下面的cell就会重用被遮住的cell, 贴代码: NSString ...

  6. android 的异步任务

    /** * 异步任务的三个泛型参数: * 1.调用execute方法时传入的参数类型,输入参数 * 2.progressUpdate的方法入参 * 3.异步任务的返回结果类型 doInBackgrou ...

  7. Could not find class &#39;****&#39;, referenced from method #####

    找不到类,多半也是和第三方的jar包有关. 将找不到的类.在下图中的地方勾选出来.假设jar太多.有的类有冲突的话,须要明白其先后顺序. 请外一篇和第三方jar有关的异常的文章. Conversion ...

  8. TRUNCATE TABLE 与 DELETE table 区别

    语法 TRUNCATE TABLE name;参数  TRUNCATE TABLE 在功能上与不带 WHERE 子句的 DELETE 语句相同:二者均删除表中的全部行. TRUNCATE TABLE ...

  9. centos 6.3安装mono和monoDevelop过程

    Mono官方网站:http://www.mono-project.com MonoDevelop官方网站:http://monodevelop.com/ 注:整个安装过程最好在同一个终端下完成! 1. ...

  10. Servlet中的转发

    public class OneServlet extends HttpServlet { public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServ ...