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Vis: Asynchronous 3D Visualization Tool

Vis 是一款交互式异步3D可视化工具，旨在让3D视觉和机器人应用开发更简单。

其核心功能包括：

• 图形绘制

• 3D模型文件导入

• 多种交互工具

• Gzimo

安装

• Linux

  # 安装必要的依赖项
  sudo apt-get install build-essential python3-dev cmake git
  
  # 安装libopenscenegraph
  sudo apt install libopenscenegraph-3.4-dev
  # 如果找不到以上版本，请到下载源码编译
  wget https://github.com/openscenegraph/OpenSceneGraph/archive/refs/tags/OpenSceneGraph-3.4.1.tar.gz
  # 下载后安装官方说明编译安装
  
  # 下载Vis源码
  git clone https://github.com/rvbust/Vis.git
  # 编译
  mkdir build
  cd build
  cmake ..
  sudo make install -j
  
  # 如果想要使用Vis的Python API,需要在文件.bashrc中加入下列指令：
  export PYTHONPATH="$PYTHONPATH:/opt/RVBUST/Vis/Python"

• Windows

  安装Vis之前，请确定已经安装OSG。

  安装OSG

  1. 下载OSG安装包

     OpenSceneGraph-3.4.1点击下载

  2. 解压文件和设置路径

     解压7z文件和编辑系统环境变量 Add OSG_BIN_DIR to path

     OSG_ROOT = C:\OpenSceneGraph-3.4.1-VC2017-64-Release
     OSG_BIN_DIR = %OSG_ROOT%\bin
     OSG_INCLUDE_DIR = %OSG_ROOT%\include
     OSG_LIB_DIR = %OSG_ROOT%\lib

  3. 重启系统

  安装 PyVis

  python3 Setup.py install

功能说明

• 窗口设置

1. 在不同窗口共享相同场景.

# 共享场景表示两个视图会显示相同的场景。
from RVBUST import Vis 
v1 = Vis.View("View1", shared = True) #< Shared表示是否共享场景.
v2 = Vis.View("View2", shared = True) 

v1.Box((0,0,0), (1,1,1))
v2.Box((2,2,2), (1,1,1))

2. 不共享场景

# 不共享场景表示两个视图会显示各自的场景。
v1 = Vis.View("View1", shared = False) #< Shared表示是否共享场景.
v2 = Vis.View("View2", shared = False)

v1.Box((0,0,0), (1,1,1))
v2.Box((2,2,2), (1,1,1))

在 Vis 中，只有一个共享场景。 因此，如果您打开共享，所有场景都将添加到同一个视图中。这样做的优点是一个场景可以有多个视图。 如果你在不共享场景的情况下创建视图，它将是唯一可以在其场景中使用的视图。

• 图形绘制

名称	描述	image
Axes	通过输入位置，旋转姿态来绘制坐标系，可以设置坐标系轴的长度和大小，其中长度单位为米，大小尺寸单位为像素。
Point	输入一组点数据来绘制一个点或是一组点，每3个值来表达点的位置，大小尺寸单位为像素。
Line	绘制一条线段或是一组线段，其中每6个值表达一条线段，分别为线段的起点和终点位置。
Box	通过输入中心位置和尺寸来绘制一个盒子。
Sphere	通过输入中心位置和半径来绘制一个球。
Cone	通过输入形心位置，半径和高度来绘制一个圆锥。
Cylinder	通过输入中心位置，半径和高度绘制一个圆柱。
Arrow	通过输入尾部位置，头部位置和半径绘制一个箭头.
Mesh	通过输入3角面片顶点位置和3角面片索引来绘制一个Mesh.
Plane	绘制一个平面。

需要注意的是，Vis 中使用的单位都是国际标准单位制 SI，也即长度为米（m），角度单位为弧度（rad）；此外，对于姿态描述，Vis中采用的是四元数形式，其中四元数的实部在最后一位，也即 (ox, oy, oz, ow) 格式。

• 模型导入

Vis 支持常见 3D 模型文件格式，如STL，DAE，3DS等等。 Vis 暂时不支持导出模型文件。

from RVBUST import Vis
v = Vis.View("Test")
hs = v.Load(["Models/Visual/BaseLink.stl","Models/Visual/Link1.stl","Models/Visual/Link2.stl",
"Models/Visual/Link3.stl","Models/Visual/Link4.stl","Models/Visual/Link5.stl","Models/Visual/Link6.stl"],
[[0.0,0,0],[0, 0, 0],[0.05, 0, 0.33],[0.05, 0, 0.66],[0.05, 0, 0.695],[0.385, 0, 0.695],[0.385, 0, 0.615]],
[[0,0,0,1],[0,0,0,1],[0,0,0,1],[0,0,0,1],[0,0,0,1],[0, 0.707108, 0, 0.707105],[0, 0.707108, 0, 0.707105]])

• 交互工具

Vis提供多种交互工具。

1. 选择工具

• IntersectorMode_Polytope

在 IntersectorMode_Polytope 模式，可以通过右键点击场景的物体，并高亮显示选中的物体。(能选择点和线段，但是不能获取到选中点的坐标)

v.SetIntersectorMode(IntersectorMode_Polytope)
picked_object_handle = v.Picked()

• IntersectorMode_LineSegment

在 IntersectorMode_LineSegment 模式下，可以通过右键点击场景的物体，并高亮显示选中的物体(不能选择点和线段, 可以获取到选中点的坐标)。还可以通过 Ctrl + 右键点击选择多个物体表面的点，并绘制坐标系。

v.SetIntersectorMode(IntersectorMode_LineSegment)
picked_object_handle = v.Picked()
postion_normal = v.PickedPlane()
axes_handles = v.GetPickedPointAxes()
hs = v.MultiPicked()

• IntersectorMode_Point

在 IntersectorMode_Point 模式下，可以通过右键点击在一组点中选择一个点，并在选中的点的位置绘制坐标系。还可以通过 Ctrl + 右键点击选择多个点，并绘制坐标系。

v.SetIntersectorMode(IntersectorMode_Point)
picked_object_handle = v.Picked()
postion_normal = v.PickedPlane()
axes_handles = v.GetPickedPointAxes()
hs = v.MultiPicked()

• IntersectorMode_Line

在 IntersectorMode_Line 模式下，可以选中用 View.Line 绘制的线段和 View.Axes 绘制的坐标系，选中的线段会变成高亮。还可以通过 Ctrl + 右键点击选择多条线段。

v.SetIntersectorMode(IntersectorMode_Line)
picked_object_handle = v.Picked()
hs = v.MultiPicked()
postion_normal = v.PickedPlane()

2. Gzimo

Gizmo 是一个操作场景中物体的工具，可以通过拖拉改变物体的位置和姿态。

from RVBUST import Vis
v = Vis.View("Test")
box = v.Box([0,0,0],[0.5,0.5,0.5])
axes = v.Axes([0,0,0],[0,0,0,1],1,1)
v.EnableGizmo(box,4)
v.SetGizmoDisplayScale(0.6)

• 日志功能

Vis可以设置不同日志等级来查看对应的信息，日志等级有info，debug，warn，error:

Vis.SetLogLevel("debug")

使用示例

以下是 Vis 使用的简单案例，在 Vis 窗口中展示给定尺寸的 box，用户可在窗口中对 box 进行移动。

from RVBUST import Vis
from IPython import embed

# 在Vis窗口中展示给定尺寸的box
def ShowBox():
    transparent_box = v.Box([-2, 0, 0], [0.5, 0.5, 0.5], [1, 0, 0, 0.5])
    normal_box = v.Box([0, 2, 0], [0.5, 0.5, 0.5], [1, 0, 0])

# 移动box
def MoveBox():
    transparent_box = v.Box([-2, 0, 0], [0.5, 0.5, 0.5], [1, 0, 0, 0.5])
    v.EnableGizmo(transparent_box, 4)
    v.SetGizmoDisplayScale(2)

def Basic():
    Vis.SetLogLevel("debug")
    axes1 = v.Axes([0, 0, 0], [0, 0, 0, 1], 2, 1)
    ShowBox()
    MoveBox()
    pass

if __name__ == "__main__":
    cfg = Vis.ViewConfig()
    cfg.x = 0
    cfg.y = 40
    cfg.width = 800
    cfg.height = 600
    cfg.name = "Basics"
    v = Vis.View(cfg, False)
    Basic()
    v.Home()
    from IPython.terminal import embed
    ipshell=embed.InteractiveShellEmbed(config=embed.load_default_config())(local_ns=locals())

License

MIT