CloudCompare插件编写三（算法实现）

唠叨

本文分三篇来介绍一个完整的CloudComapre插件的编写教程，分别是插件框架篇、数据结构篇、算法实现篇。

这是第三篇，算法实现篇，你可以根据本文改成自己的插件，待卿临幸。

特别注意：本文的CloudCompare源码构建的是Qt工程并使用Qt Creator开发，并不是Visual Studio。

qSAF源码：Github . qSAF

前文概要

在上回中，我们知道了点云中扫描角度的存储结构，下面我们来讲qSAF的具体实现。

UI界面

新建QT设计器界面类，命名为ccSAFDlg，在ccSAFDlg.ui文件设计简单的界面。

因为我们只需要一个范围，一个确认取消键，所以我把它弄成这样子：

doubleSpinBox要设置范围：0.00到90.00，默认值分别设为20.00和70.00。

ccSAFDlg.h：

#ifndef CCSAFDLG_H
#define CCSAFDLG_H

#include "ui_SAFDlg.h"
#include <QDialog>

namespace Ui {
class ccSAFDlg;
}

class ccSAFDlg : public QDialog, public Ui::ccSAFDlg
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit ccSAFDlg(QWidget *parent = 0);

protected slots:

    //! Saves (temporarily) the dialog paramters on acceptation
    void saveSettings();
};

#endif // CCSAFDLG_H

ccSAFDlg.cpp：

#include "ccSAFDlg.h"

//定义两个静态阈值，并初始化
static double threshold_1 = 20;
static double threshold_2 = 70;

ccSAFDlg::ccSAFDlg(QWidget *parent) : QDialog(parent), Ui::ccSAFDlg()
{
    setupUi(this);

    //关联信号槽
    connect(buttonBox, SIGNAL(accepted()), this, SLOT(saveSettings()));

    //初始化设置阈值
    doubleSpinBox_1->setValue(threshold_1);
    doubleSpinBox_2->setValue(threshold_2);
}

void ccSAFDlg::saveSettings()
{
    //OK后重新赋值
    threshold_1 = doubleSpinBox_1->value();
    threshold_2 = doubleSpinBox_2->value();
}

现在界面就做好了。

插件doAction实现

至于doAction的实现，点云其中的数据结构，可以参考第二篇，数据结构篇

简单地说，我们需要：

用Scan Angle Rank，通过getScalarFieldIndexByName()获得扫描角度在标量域中的索引
用索引，通过getScalarField()获得扫描角度标量域指针
用指针，通过getValue()获得每个点的值
比较扫描角度值与用户输入区间的大小，把合适的值存储起来
把合适值封装成点云实体
显示在界面上

大体的算法思路上是没有问题的，但是有个纠结的地方，就是是否使用进度条。

实测SAF处理一个雷达文件，

使用进度条耗时：129.1s
不用进度条耗时：3.5s

这种压倒性的差距让我果断砍掉真·进度条，没错！我使用假·进度条，就是不会动的进度条。

这样短时间的处理使用假·进度条，既不会降低处理速度，也不会降低用户体验~

下面就是完整代码，注释中有真·进度条的实现（[进度条]），但不推荐使用

void qSAF::doAction()
{
    //当插件加载时，m_app应该已经被CC初始化了
    assert(m_app);
    if (!m_app)
        return;

    //获取选择的实体
    const ccHObject::Container& selectedEntities = m_app->getSelectedEntities();
    //获取选择的实体数量
    size_t selNum = selectedEntities.size();
    //确保只选择一个实体
    if (selNum != 1)
    {
        m_app->dispToConsole("[SAF] Select only one cloud!", ccMainAppInterface::ERR_CONSOLE_MESSAGE);
        return;
    }

    ccHObject* ent = selectedEntities[0];
    assert(ent);
    //确保选择的实体是POINT_CLOUD类型
    if (!ent || !ent->isA(CC_TYPES::POINT_CLOUD))
    {
        m_app->dispToConsole("[SAF] Select a real point cloud!", ccMainAppInterface::ERR_CONSOLE_MESSAGE);
        return;
    }

    //从选择的实体中转换成ccPointCloud*类型
    ccPointCloud* pc = static_cast<ccPointCloud*>(ent);

    //获取点云的数量m_count
    unsigned count = pc->size();

    //初始化阈值变量
    static double threshold_1 = 20;
    static double threshold_2 = 70;
    double threshold_temp = 0;

    //显示插件ui窗体
    {
        ccSAFDlg safDlg(m_app->getMainWindow());
        safDlg.doubleSpinBox_1->setValue(threshold_1);
        safDlg.doubleSpinBox_2->setValue(threshold_2);

        if(!safDlg.exec())
        {
            return;
        }

        //存储阈值
        threshold_1 = safDlg.doubleSpinBox_1->value();
        threshold_2 = safDlg.doubleSpinBox_2->value();
    }

    //显示进度条窗体
    QProgressDialog pDlg;
    pDlg.setWindowTitle("SAF");
    pDlg.setLabelText(QString("Scan Angle Filter\nfrom %1 to %2").arg(threshold_1).arg(threshold_2));
    //[进度条]设置进度条总范围
    //pDlg.setRange(0, count);
    pDlg.setCancelButton(0);
    pDlg.show();
    QApplication::processEvents();

    QElapsedTimer timer;
    //计时开始
    timer.start();

    ScalarType scanAngle;

    CCLib::ReferenceCloud rangeAnglerc(pc);

    //确保 threshold_1 小于 threshold_2
    if(threshold_1 > threshold_2)
    {
        threshold_temp = threshold_1;
        threshold_1 = threshold_2;
        threshold_2 = threshold_temp;
    }

    //[进度条]进度条的取消SAF按钮
    //bool wasCancelled = false;

    //获取 Scan Angle Rank 的索引
    int scanAngleSFIndex = pc->getScalarFieldIndexByName("Scan Angle Rank");

    //[重点]遍历每个点的操作
    for(unsigned i = 0; i < count; ++i)
    {
        //获取每个点的扫描角度
        scanAngle = pc->getScalarField(scanAngleSFIndex)->getValue(i);

        //取扫描角度的绝对值
        if(scanAngle < 0)
        {
            scanAngle = -scanAngle;
        }

        //如果扫描角度在给定的阈值范围，则添加它的索引到参考云
        if(threshold_1 <= scanAngle && scanAngle <= threshold_2)
        {
            rangeAnglerc.addPointIndex(i);
        }

//        //[进度条]重置进度条
//        pDlg.setValue(i);
//        QCoreApplication::processEvents();

//        //[进度条]取消SAF处理
//        if (pDlg.wasCanceled())
//        {
//            wasCancelled = true;
//            break;
//        }
    }

    //把 ReferenceCloud 类型克隆成 ccPointCloud 类型
    ccPointCloud* rangeAnglepc = pc->partialClone(&rangeAnglerc);

    //判断rangeAnglepc是否为空，即所选范围内是否有点
    if(!rangeAnglepc)
    {
        m_app->dispToConsole("[SAF] Failed to extract the range angle subset.", ccMainAppInterface::ERR_CONSOLE_MESSAGE);
        return;
    }
    //计算SAF后点数所占的百分比和SAF过程所花的时间
    m_app->dispToConsole(QString("[SAF] %1% of scan angle points are filtered").arg((rangeAnglerc.size() * 100.0) / count, 0, 'f', 2), ccMainAppInterface::STD_CONSOLE_MESSAGE);
    m_app->dispToConsole(QString("[SAF] Timing: %1 s.").arg(timer.elapsed() / 1000.0, 0, 'f', 1), ccMainAppInterface::STD_CONSOLE_MESSAGE);

    //关闭进度条
    pDlg.close();
    QApplication::processEvents();

//        //[进度条]取消SAF    
//    if (wasCancelled)
//    {
//        m_app->dispToConsole("[SAF] SAF was cancelled", ccMainAppInterface::STD_CONSOLE_MESSAGE);
//        return;
//    }

    //隐藏原始点云
    pc->setEnabled(false);

    //添加新的一组DB实体
    ccHObject* cloudContainer = new ccHObject(pc->getName() + QString("_saf"));

    //设置新点云并添加到实体
    rangeAnglepc->setVisible(true);
    rangeAnglepc->setName("SAF Point Cloud");
    cloudContainer->addChild(rangeAnglepc);

    //添加实体到DB树
    m_app->addToDB(cloudContainer);

    //刷新
    m_app->refreshAll();
  }

效果

结语

经过了三篇的学习，终于实现了个完整的插件。

回顾我们学习的路线：插件框架 -> 数据结构 -> 算法实现

我们不仅从中学会了CC插件的编写，也学到了QT的pro文件编写、QT界面设计、CC运作流程、点云数据结构等。

而我在学习这个插件编写的过程收获更多，因为我是看代码两个月，写代码两小时，Debug两天（差不多啦~不要纠结为什么222~）

看代码的过程是非常痛苦的，CC里面大量的模板编程思想，接口设计思想，还有去他继承谁爸爸的爸爸……

但是期间确实学到很多，以此作为分享，望共勉！