第四课Open3D点云数据处理：读写网格模型（mesh）与格式转换

1 mesh 加载函数

1.1 函数原型

1.2 参数说明

1.3代码展示

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1.4 判断mesh文件是否读取成功

2 mesh 保存函数

2.1 函数原型

2.2 参数说明

2.3 代码示例

2.4 Open3D支持的mesh类型

3 mesh 格式转换

3.1 ply 转 obj

3.2 ply 转 stl

3.3 ply 转 off

3.4 ply 转 gltf

1 mesh 加载函数

1.1 函数原型

read_triangle_mesh(filename: str, enable_post_processing: bool = False, print_progress: bool = False)

1.2 参数说明

• filename，要可视化mesh的的路径和文件名。必选参数

当调用read_triangle_mesh函数时，需要将要读取的文件的路径和文件名作为filename参数传递给该函数。函数将解析该文件并将其转换为Open3D中的三角网格数据结构，该数据结构包含三角形的顶点和面片信息。通过这种方式，可以方便地使用Open3D库对三角网格进行可视化、处理、分析等操作。

• enable_post_processing参数是用于控制是否启用后处理的选项。可选参数

在读取三角网格时，Open3D会对其进行一些后处理操作，包括去除重复的顶点和边缘，移除无用的顶点和边缘，以及重新计算法线等。这些后处理操作可以优化三角网格，使其更加紧凑和高效。当 enable_post_processing 参数设置为 True 时，将启用这些后处理操作；当设置为 False 时，则不启用。默认情况下，该参数被设置为 False。

• print_progress参数用于控制是否在读取模型时输出读取进度信息。可选参数

默认情况下，该参数为False，不会在读取过程中输出进度信息，如果将其设置为True，则会输出进度信息。
如果读取的模型较大，可能需要一些时间来完成读取，因此在读取过程中输出进度信息对于了解读取进展情况非常有用。但是，在某些情况下，例如只需要读取一个非常小的模型时，输出进度信息可能会显得多余，所以可以通过设置该参数来控制输出行为。

1.3代码展示

import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='把门开开',mesh_show_wireframe=False)

1.4 判断mesh文件是否读取成功

使用is_empty()函数判断

• True：未读取到mesh文件
• False：成功读取mesh文件

import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 判断mesh文件是否成功读取 if mesh.is_empty(): print("文件读取失败！") else: print("文件读取成功！") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='把门开开',mesh_show_wireframe=False)

2 mesh 保存函数

2.1 函数原型

write_triangle_mesh(filename:str,mesh:open3d.cpu.pybind.geometry.TriangleMesh,write_ascii:bool=False,compressed:bool=False,write_vertex_normals:bool=True,write_vertex_colors:bool=True,write_triangle_uvs:bool=True,print_progress:bool=False)

2.2 参数说明

• filename：必选参数，要保存的文件的路径和名称。
• mesh：必选参数，要保存的 TriangleMesh 对象。
• write_ascii：可选参数，默认为 False，表示是否将数据以 ASCII 格式写入文件。如果设置为 True，则数据将以可读的文本形式写入文件，否则以二进制形式（binary）写入文件。
• compressed：可选参数，默认为 False，表示是否将数据压缩写入文件。如果设置为 True，则写入的数据将会被压缩，否则不会。
• write_vertex_normals：可选参数，默认为 True，表示是否要写入顶点法线数据。
• write_vertex_colors：可选参数，默认为 True，表示是否要写入顶点颜色数据。
• write_triangle_uvs：可选参数，默认为 True，表示是否要写入三角形 UV 数据。
• print_progress：可选参数，默认为 False，表示是否要在控制台打印写入进度。

需要注意的是，这些参数并不是全部必须要传入的，只需要传入需要的参数即可。

2.3 代码示例

# mesh 保存函数 import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 判断mesh文件是否成功读取 if mesh.is_empty(): print("文件读取失败！") else: print("文件读取成功！") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) print("->保存ply...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.ply",mesh) # 读取保存的文件重新展示 print("->重新加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.ply") o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True)

2.4Open3D支持的mesh类型

3 mesh 格式转换

以ply转换为Open3D支持的其他mesh格式为例。

3.1 ply 转 obj

# mesh 保存函数 import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 判断mesh文件是否成功读取 if mesh.is_empty(): print("文件读取失败！") else: print("文件读取成功！") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) # 保存为obj print("->保存obj...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.obj",mesh) # 计算mesh顶点法线 mesh.compute_vertex_normals() # 可视化计算顶点法线后的mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh]) # ply 转 stl print("->保存stl...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.stl",mesh) # ply 转 off print("->保存off...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.off",mesh) # ply 转 gltf print("->保存gltf...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.gltf",mesh)

3.2 ply 转 stl

转换之前要确保 ply格式的mesh含有法线，否则需要计算法线后才能执行ply 转 stl操作。

# mesh 保存函数 import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 判断mesh文件是否成功读取 if mesh.is_empty(): print("文件读取失败！") else: print("文件读取成功！") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) # 保存为obj print("->保存obj...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.obj",mesh) # 计算mesh顶点法线 mesh.compute_vertex_normals() # 可视化计算顶点法线后的mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh]) # ply 转 stl print("->保存stl...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.stl",mesh) # ply 转 off print("->保存off...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.off",mesh) # ply 转 gltf print("->保存gltf...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.gltf",mesh)

3.3 ply 转 off

# mesh 保存函数 import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 判断mesh文件是否成功读取 if mesh.is_empty(): print("文件读取失败！") else: print("文件读取成功！") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) # 保存为obj print("->保存obj...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.obj",mesh) # 计算mesh顶点法线 mesh.compute_vertex_normals() # 可视化计算顶点法线后的mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh]) # ply 转 stl print("->保存stl...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.stl",mesh) # ply 转 off print("->保存off...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.off",mesh) # ply 转 gltf print("->保存gltf...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.gltf",mesh)

3.4 ply 转 gltf

# mesh 保存函数 import open3d as o3d print("->加载ply...") mesh = o3d.io.read_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\Armadillo.ply") # 判断mesh文件是否成功读取 if mesh.is_empty(): print("文件读取失败！") else: print("文件读取成功！") # 可视化mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh],window_name='小兔子乖乖',mesh_show_wireframe=True) # 保存为obj print("->保存obj...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.obj",mesh) # 计算mesh顶点法线 mesh.compute_vertex_normals() # 可视化计算顶点法线后的mesh o3d.visualization.draw_geometries([mesh]) # ply 转 stl print("->保存stl...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.stl",mesh) # ply 转 off print("->保存off...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.off",mesh) # ply 转 gltf print("->保存gltf...") o3d.io.write_triangle_mesh(r"H:\HTempWK\temp\open3d\pointdata\SaveArmadillo.gltf",mesh)