CloudCompare中CCCoreLib模块内容

CloudCompare 的代码结构中,CCCoreLib(CloudCompare Core Library)是 核心计算库,主要用于 几何计算、点云处理、网格操作 等底层算法实现。
该模块提供了 数学工具、点云处理、最近邻搜索、网格算法、配准、分割、特征计算 等核心功能,并且可以独立于 CloudCompare 主程序使用。


1. CCCoreLib 模块的主要内容

CCCoreLib 主要包含以下几个核心部分:

类别 功能描述
数学库 矩阵、向量、变换、数值优化
点云处理 过滤、重采样、特征计算
网格处理 计算法向量、重建曲面
最近邻搜索 Kd-tree, Octree
配准算法 ICP (Iterative Closest Point)
分割算法 形态学操作、平面提取
几何计算 曲率计算、凸包、距离计算

2. 关键模块解析

(1)数学库

提供基础数学运算,包括 矩阵、向量、变换、数值优化 等。

CCCoreLib::Matrix3x3

三维旋转矩阵类

CCCoreLib::Matrix3x3 R;
R.toIdentity();  // 设为单位矩阵
R.setValues(1,0,0, 0,1,0, 0,0,1);  // 直接赋值

CCCoreLib::CCVector3

三维向量类

CCCoreLib::CCVector3 v1(1.0, 2.0, 3.0);
CCCoreLib::CCVector3 v2 = v1 + CCVector3(0.5, -0.5, 1.0);
float dotProduct = v1.dot(v2);  // 计算点积

CCCoreLib::SquareMatrix

方阵计算

CCCoreLib::SquareMatrix<4> mat;
mat.setIdentity();  // 设为单位矩阵

(2)点云处理

CCCoreLib::PointCloud

PointCloud 继承自 GenericIndexedCloudPersist,用于存储和操作点云数据。

CCCoreLib::PointCloud cloud;
cloud.reserve(1000);  // 预分配 1000 个点
cloud.addPoint(CCCoreLib::CCVector3(1.0, 2.0, 3.0));  // 添加点

CCCoreLib::Delaunay2dMesh

基于 Delaunay 三角剖分 的 2D 网格化算法。

CCCoreLib::Delaunay2dMesh mesh;
mesh.buildMeshFrom2DCloud(&cloud);

(3)最近邻搜索

CCCoreLib::KdTree

基于 Kd-Tree 的最近邻搜索(适用于 点云数据)。

CCCoreLib::KdTree kdTree;
kdTree.build(&cloud);
std::vector<unsigned> neighbors;
kdTree.findNearestNeighbors(CCCoreLib::CCVector3(1,2,3), 5, neighbors);

CCCoreLib::DgmOctree

八叉树索引,用于点云加速搜索。

CCCoreLib::DgmOctree octree;
octree.build(&cloud);

(4)配准算法

CCCoreLib::ICPRegistrationTools

ICP(迭代最近点)算法,用于点云配准。

CCCoreLib::ICPRegistrationTools::Parameters params;
params.maxIterationCount = 50;
params.finalOverlapRatio = 0.8;
CCCoreLib::ICPRegistrationTools::Result result;
CCCoreLib::ICPRegistrationTools::Register(&sourceCloud, &targetCloud, params, result);

(5)几何计算

CCCoreLib::DistanceComputationTools

计算 点到点/点到面的距离

double dist = CCCoreLib::DistanceComputationTools::ComputePointToPointDistance(p1, p2);

CCCoreLib::CurvatureTools

计算点云曲率(高斯曲率、均方曲率)。

double curvature = CCCoreLib::CurvatureTools::ComputeMeanCurvature(&cloud, 10);

(6)分割算法

CCCoreLib::GeometricalAnalysisTools

基于法向量和曲率的分割

CCCoreLib::GeometricalAnalysisTools::ComputeBestFitPlane(&cloud, planeEquation);

CCCoreLib::ScalarFieldTools

标量场运算(最大值、最小值、均值)。

double maxVal = CCCoreLib::ScalarFieldTools::computeMax(&scalarField);

3. 总结

CCCoreLib 是 CloudCompare 核心计算库,提供:

  • 点云处理(过滤、特征计算)
  • 网格处理(曲面重建)
  • 最近邻搜索(Kd-Tree、Octree)
  • 配准算法(ICP)
  • 几何计算(曲率、距离计算)
  • 分割算法(平面提取)

适用于 大规模点云处理、配准、重建、特征提取 等任务,是 CloudCompare 核心数学引擎

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