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金子邦彦研究室

Open3D のインストール，Python のプログラム例

前準備

Python のインストール，pip と setuptools の更新，Python 開発環境

• Windows での Python のインストール，pip と setuptools の更新: 別ページで説明している．（あとのトラブルが起きにくいような手順を定めている）
• Ubuntu の場合:

  システム Python を使うことができる（その場合，Python のインストールは行わない）

  システム Python を用いるときは，pip, setuptools の更新は次のコマンドで行う．

  sudo apt -y update
  sudo apt -y install python3-pip python3-setuptools
  

  Ubuntu で，システム Python 以外の Python をインストールしたい場合は pyenv が便利である: 別ページで説明している．

Python の URL: http://www.python.org/

Git のインストール

Git の URL: https://git-scm.com/

• Windows での Git のインストール手順: 別ページで説明している．
• Ubuntu では，端末で，次のコマンドを実行して，Git をインストールする．

  sudo apt -y update
  sudo apt -y install git
  

Open3D のインストール

Windows の場合

コマンドプロンプトを管理者として実行し，次のコマンドを実行．

python -m pip install -U numpy scikit-image
mkdir c:\tools
cd c:\tools
git clone --recursive https://github.com/intel-isl/Open3D
git clone --recursive https://github.com/intel-isl/Open3D-ML

Ubuntu の場合

端末で，次のコマンドを実行．

sudo pip3 install -U numpy scikit-image
mkdir /usr/local
cd /usr/local
sudo git clone --recursive -O https://github.com/intel-isl/Open3D
sudo git clone --recursive -O https://github.com/intel-isl/Open3D-ML
sudo chown -R $USER /usr/local/Open3D
sudo chown -R $USER /usr/local/Open3D-ML

Python で使ってみる

1. カレントディレクトリの移動

   Windows では 「cd c:\tools\Open3D\examples\python\geometry」

   Ubuntu では 「cd /usr/local/Open3D/examples/python/geometry」

2. Python プログラムを動かす．

   Python プログラムを動かすために， Windows では「python」， Ubuntu では「python3」などのコマンドを使う．

   あるいは， 開発環境や Python コンソール（Jupyter Qt Console，Spyder，PyCharm，PyScripter など）の利用も便利である．

   あるいは，オンラインで動くGoogle Colaboratory のノートブックの利用も，場合によっては便利である．

   pointcloud.ipynb に記載の Python プログラムを実行

   • 準備

     import open3d as o3d
     import numpy as np
     import matplotlib.pyplot as plt
     import copy
     import os
     import sys
     # only needed for tutorial, monkey patches visualization
     sys.path.append('..')
     import open3d_tutorial as o3dtut
     # change to True if you want to interact with the visualization windows
     o3dtut.interactive = not "CI" in os.environ
     
   • 表示

     print("Load a ply point cloud, print it, and render it")
     pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../test_data/fragment.ply")
     print(pcd)
     print(np.asarray(pcd.points))
     o3d.visualization.draw_geometries([pcd],
                                       zoom=0.3412,
                                       front=[0.4257, -0.2125, -0.8795],
                                       lookat=[2.6172, 2.0475, 1.532],
                                       up=[-0.0694, -0.9768, 0.2024])
     
   • ダウンサンプリング

     print("Downsample the point cloud with a voxel of 0.05")
     downpcd = pcd.voxel_down_sample(voxel_size=0.05)
     o3d.visualization.draw_geometries([downpcd],
                                       zoom=0.3412,
                                       front=[0.4257, -0.2125, -0.8795],
                                       lookat=[2.6172, 2.0475, 1.532],
                                       up=[-0.0694, -0.9768, 0.2024])
     
   • Convex hull

     pcl = o3dtut.get_bunny_mesh().sample_points_poisson_disk(number_of_points=2000)
     hull, _ = pcl.compute_convex_hull()
     hull_ls = o3d.geometry.LineSet.create_from_triangle_mesh(hull)
     hull_ls.paint_uniform_color((1, 0, 0))
     o3d.visualization.draw_geometries([pcl, hull_ls])
     
   • DBSCAN クラスタリング

     pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../test_data/fragment.ply")
     with o3d.utility.VerbosityContextManager(
             o3d.utility.VerbosityLevel.Debug) as cm:
         labels = np.array(
             pcd.cluster_dbscan(eps=0.02, min_points=10, print_progress=True))
     max_label = labels.max()
     print(f"point cloud has {max_label + 1} clusters")
     colors = plt.get_cmap("tab20")(labels / (max_label if max_label > 0 else 1))
     colors[labels < 0] = 0
     pcd.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors[:, :3])
     o3d.visualization.draw_geometries([pcd],
                                       zoom=0.455,
                                       front=[-0.4999, -0.1659, -0.8499],
                                       lookat=[2.1813, 2.0619, 2.0999],
                                       up=[0.1204, -0.9852, 0.1215])
     
   • 平面のセグメンテーション

     pcd = o3d.io.read_point_cloud("../../test_data/fragment.pcd")
     plane_model, inliers = pcd.segment_plane(distance_threshold=0.01,
                                              ransac_n=3,
                                              num_iterations=1000)
     [a, b, c, d] = plane_model
     print(f"Plane equation: {a:.2f}x + {b:.2f}y + {c:.2f}z + {d:.2f} = 0")
     inlier_cloud = pcd.select_by_index(inliers)
     inlier_cloud.paint_uniform_color([1.0, 0, 0])
     outlier_cloud = pcd.select_by_index(inliers, invert=True)
     o3d.visualization.draw_geometries([inlier_cloud, outlier_cloud],
                                       zoom=0.8,
                                       front=[-0.4999, -0.1659, -0.8499],
                                       lookat=[2.1813, 2.0619, 2.0999],
                                       up=[0.1204, -0.9852, 0.1215])