概述

Easy3D 是用于 3D 建模、几何处理和渲染的开源库。它是用 C++ 实现的，其设计强调简单性和效率。Easy3D 旨在用于研究和教育目的，但它也是开发复杂 3D 应用程序的良好起点。

主要特征

• 用于表示和管理 3D 模型的高效数据结构，例如点云、多边形曲面（例如三角形网格）、多面体体积（例如四面体网格）和图形。易于添加/访问任意类型的每个元素属性。从文件加载模型时会自动解决非流形问题...

• 一组广泛使用的算法，例如，点云法线估计/重新定向、泊松曲面重建、RANSAC、网格简化、细分、平滑、参数化、重新划分网格等（几种曲面网格处理算法的实现取自PMP ).

• 一堆渲染技术，例如，点/线冒名顶替者、环境光遮蔽（SSAO）、硬阴影（阴影贴图）、软阴影（PCSS）、eye-dome lighting（用于渲染没有法线信息的点云）、透明度（平均颜色混合、双深度去角质）等。

• 对 OpenGL 和 GLSL 进行高级封装，以实现方便高效的渲染（基于现代且更快的可编程着色器式渲染，即没有固定的函数调用）。客户端代码不需要接触 OpenGL 的低级 API。

• 分步教程演示了 API 的各种用途，以熟悉 3D 建模和几何处理的数据结构、渲染技术和算法。

• 作为可调用库非常容易使用（通常只有几行代码）。

• 可直接用于可视化各种格式的 3D 场景的查看器，也可轻松扩展。对于窗口/GUI 创建，Easy3D 目前支持GLFW（例如，默认查看器）、 Qt（参见Qt 查看器）和wxWidgets（参见wxWidgets 查看器）。

• 一个方便的工具Mapple，由 Easy3D 库创建，用于渲染和处理 3D 数据。

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    • Mapple

      任何类型的 3D 可绘制对象（例如，点、线、三角形，以及点云、网格表面、标量场和矢量场）都可以通过使用 Easy3D 编写几行代码来渲染。例如，以下代码将点云渲染为一组球体

      // assume your point cloud has been loaded to the viewer
      PointsDrawable* drawable = cloud->renderer()->get_points_drawable("vertices");
      drawable->set_impostor_type(PointsDrawable::SPHERE); // draw points as spheres.
      drawable->set_point_size(3.0f);    // set point size

      或作为一组面元（即 3D 光盘）

      drawable->set_impostor_type(PointsDrawable::SURFEL);

      通过将几何元素抽象为上述可绘制对象之一，可以非常方便地完成更一般的可视化（例如，向量场、标量场）。

      Easy3D 存储库布局

      存储库包含一个CMakeLists.txt文件（在存储库的根目录中），用作配置和构建程序的锚点，以及一组子文件夹：

      • 3rd_party- 第三方库的源代码
      • applications- 建立在 Easy3D 之上的应用程序
      • cmake- CMake相关的配置文件
      • docs- 文档配置文件（Doxygen）
      • easy3d- Easy3D 源代码，实现 Easy3D 模块：
        • util- 实用程序，例如日志记录、文件系统、进度、计时器。
        • core- 基本类型和数据结构，例如点云、表面网格、图形和多面体网格。
        • fileio- 从文件读取/写入数据的功能。
        • kdtree- kd 树的集合。
        • algo- 几何处理算法。
        • algo_ext- 几种扩展的表面网格处理算法（基于 CGAL）。
        • video- 一个可以将图像序列编码成视频的类。
        • renderer- 渲染和可视化的功能和算法。
        • gui- 用于用户交互的工具，例如，拾取点、面或模型。
        • viewer- 一个简单的查看器和一个复合查看器。
      • resources- 测试数据、图像、着色器、纹理等。
      • tests- 测试用例的集合
      • tutorials- 示例集合（代码中有详细解释）

      构建 Easy3D

      与大多数软件一样，Easy3D 依赖于一些第三方库。Easy3D 通过包含大多数第三方库的源代码（用于核心功能和基本查看器）使用户更容易做到这一点，并且它留下了很少的可选功能（用于大多数用户通常不需要的一些附加功能） .

      可选的第三方库是：

      • CGAL（可选）：Easy3D 已经实现了一些用于高级表面网格处理的算法，例如表面重新定向、检测/解决重复顶点/面和自相交，以及剪裁/分割/切片表面网格。默认情况下禁用这些功能（因为大多数用户不需要它们）。要启用这些功能，您可以打开 CMake 选项Easy3D_ENABLE_CGAL并确保已安装CGAL（ v5.1 或更高版本）并且对 CMake 可见。如果您的平台上有多个版本的 CGAL，只需将合适版本的路径提供给 CMake 变量即可CGAL_DIR。

      • Qt5（可选）：Easy3D 支持用于 UI 创建的 Qt（ v5.6 或更高版本），这有助于开发用于 3D 数据处理和可视化的复杂应用程序。默认情况下禁用 Qt 支持（因为大多数用户不需要它）。您可以打开 CMake 选项Easy3D_ENABLE_QT 以包括依赖于 Qt 的示例和应用程序（例如， Tutorial_204_Viewer_Qt和 Mapple）。

      要构建 Easy3D，您需要CMake ( >= 3.12)，当然还需要一个支持>= C++11.

      Easy3D 已经在 macOS（Xcode >= 8）、Windows（MSVC >=2015 x64）和 Linux（GCC >= 4.8，Clang >= 3.3）上进行了测试。现在的机器通常提供更高的支持，因此您应该能够在几乎所有平台上构建 Easy3D。

      构建 Easy3D 有很多选项。选择以下选项之一（并非详尽列表）：

      • 选项 1（纯粹在命令行上）：使用 CMake 生成 Makefile，然后make（在 Linux/macOS 上）或nmake（在带有 Microsoft Visual Studio 的 Windows 上）。

        • 在 Linux 或 macOS 上，您可以简单地

              $ cd path-to-root-dir-of-Easy3D
              $ mkdir Release
              $ cd Release
              $ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
              $ make
          

        • 在带有 Microsoft Visual Studio 的 Windows 上，使用x64 Native Tools Command Prompt for VS XXXX（不要使用 x86 的），然后

              $ cd path-to-root-dir-of-Easy3D
              $ mkdir Release
              $ cd Release
              $ cmake -G "NMake Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
              $ nmake
          

      • CMakeLists.txt方案二：使用任何可以直接处理CMakeLists文件的IDE在Easy3D的根目录下打开。那么你应该已经获得了一个可用的项目并构建它。我建议使用 CLion或QtCreator。对于 Windows 用户：您的 IDE 必须设置为x64.

      • 选项 3：使用 CMake-Gui 为您的 IDE 生成项目文件。然后将项目加载到您的 IDE 并构建它。对于 Windows 用户：您的 IDE 必须设置为x64.

      没有任何 C/C++ 编程经验？查看如何逐步构建 Easy3D。

      测试 Easy3D

      子文件夹中提供了一个测试套件tests，其中包含一组自动化测试用例（用于数据结构、IO、算法、可视化等）和一些半自动化测试用例（用于需要交互式用户输入的 GUI 相关功能） . 所有案例都集成到单个目标中tests。

      要构建和运行测试套件，请下载整个源代码，使用CMakeLists.txt存储库根目录中的 CMake 选项Easy3D_BUILD_TESTS（默认情况下禁用），然后运行 ​​CMake。在 CMake 之后，您可以构建 ALL 或仅构建tests目标。最后，运行tests可执行文件（即YOUR_BUILD_DIRECTORY/bin/tests）进行测试。

      在您的项目中使用 Easy3D

      这很容易，就像许多其他开源库一样:-) 在构建 Easy3D 之后，您只需在执行 cmake 时指向Easy3D_DIREasy3Dbuild的（或安装）目录。然后请求的 Easy3D 库，包括目录和 Easy3D 的相关编译定义，对您的项目是可见的和可访问的。下面是使用默认 Easy3D 查看器的示例。看起来CMakeLists.txt像：

      set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)                       # specify C++ standard
      find_package(Easy3D COMPONENTS viewer REQUIRED)  # request Easy3D (recommended to request only needed components)
      add_executable(Test main.cpp)                    # create an executable target
      target_link_libraries(Test easy3d::viewer)       # link to necessary Easy3D modules (add more if needed, e.g., algo)

      和main.cpp最少的代码：

      #include <easy3d/viewer/viewer.h>
      #include <easy3d/util/initializer.h>
      
      int main(int argc, char** argv) {
          easy3d::initialize();
          easy3d::Viewer viewer("Test");
          return viewer.run();
      }

    [/hidecontent]