Open3D mesh 隐藏点移除

一、概述

1.1原理

1.2实现步骤

1.3应用场景

二、代码实现

2.1关键函数

2.2完整代码

三、实现效果

3.1原始点云

3.2去除隐藏点后的点云

Open3D点云算法汇总及实战案例汇总的目录地址：

Open3D点云算法与点云深度学习案例汇总（长期更新）-CSDN博客

一、概述

隐藏点移除（Hidden Point Removal, HPR）是三维数据处理中常用的技术，主要用于从三维点云或网格中移除那些在特定视角下被遮挡的部分。这种技术可以用于消除视点不可见的部分，从而提高渲染和分析的效率。

1.1原理

隐藏点移除的基本思想是模拟从某个视点向外发射射线，检查网格或点云中的每个点是否被其他点遮挡。被遮挡的点被视为隐藏点，通常会从数据中移除。这个过程类似于可视化中的背面剔除，但适用于任意方向的视点。

1.2实现步骤

加载网格模型: 使用 Open3D 加载一个三角网格模型，准备进行隐藏点移除处理。
定义视点: 设置一个观察视点，通常使用一个特定的相机位置或用户指定的位置。
执行隐藏点移除: 使用 Open3D 的 hidden_point_removal 方法对网格进行处理，移除指定视点下的隐藏点。
可视化结果: 显示移除隐藏点后的网格模型。

1.3应用场景

视角优化: 在三维可视化中，仅渲染从特定视角下可见的部分，以提高渲染效率。
数据分析: 仅分析从特定位置可见的数据，忽略被遮挡的部分。
3D 打印: 优化打印路径，只保留那些在打印过程中可见和需要处理的部分。

二、代码实现

2.1关键函数

hidden_point_removal 是 Open3D 中用于从指定视点移除隐藏点的函数。这一操作通常用于确定从特定视角下哪些点是可见的，并移除那些被遮挡的点。

def hidden_point_removal(self, camera_location: numpy.ndarray, radius: float) -> Tuple[numpy.ndarray, List[int]]

参数详解

1.camera_location: numpy.ndarray
        - 描述: 观察者或相机的位置，通常表示为一个三维坐标 [x, y, z]。
        - 作用: 这个参数定义了从哪个视点观察点云。所有的可见性计算都是相对于这个位置进行的。
2.radius: float
        - 描述: 视点的影响范围或有效半径。
        - 作用: 该参数用于确定视点的有效范围。通常情况下，这个值应设为一个略大于点云的直径的数值，以确保视点能够“看到”点云的所有部分。如果设置得太小，可能会导致某些本应可见的点被错误移除。

返回值

1. Tuple[numpy.ndarray, List[int]]:
- numpy.ndarray: 包含经过隐藏点移除后点云中的所有点的坐标。
- List[int]: 一个索引列表，指示哪些点在原始点云中是可见的。可以用来选择和提取可见的点。

2.2完整代码

import open3d as o3d
import numpy as np# 加载三角网格模型
mesh = o3d.io.read_triangle_mesh("dragon_vrip.ply")
mesh.compute_vertex_normals()# 将网格转换为点云
pcd = mesh.sample_points_poisson_disk(number_of_points=5000)diameter = np.linalg.norm(np.asarray(pcd.get_max_bound()) - np.asarray(pcd.get_min_bound()))
o3d.visualization.draw_geometries([pcd])
print("Define parameters used for hidden_point_removal")
camera_location = [0, 0, diameter]  # 定义用于隐藏点删除的参数，获取从给定视图中可见的所有点，可视化结果
radius = diameter * 100# # 定义视点
# camera_location = np.array([0, 1,0])
#
# # 隐藏点移除
# radius = 0.5
_, pt_map = pcd.hidden_point_removal(camera_location, radius)# 选择可见点
visible_pcd = pcd.select_by_index(pt_map)# 可视化结果
o3d.visualization.draw_geometries([visible_pcd], window_name="Visible Points", width=800, height=600)