Easy3D：一个轻量级、易用、高效的C++库，用于处理和渲染3D数据

作者：Liangliang Nan

作者介绍：来自荷兰代尔夫特理工大学三维地理信息研究小组

代码：https://github.com/LiangliangNan/Easy3D

简介

Easy3D是一个用于三维建模、几何处理和渲染的开源库，它使用C++中实现的，并着重强调简单易用性性（即，处理和可视化3D数据可以通过API调用的几行来实现），Easy3D的贡献有三个方面：

（1）可以表示常见3D数据（即点云、曲面网格、多面体网格和图形）的高效数据结构；

（2）处理3D数据的常用算法；

（3）3D数据可视化的标准技术。

Easy3D旨在用于研究和教育目的，但它也是开发复杂3D应用程序的良好基础，其数据结构、几何处理算法和渲染技术可以无缝、轻松地集成，以快速开发研究原型或3D应用程序。图1和图2分别显示了Easy3D提供的数据结构和渲染功能的概述。

图1:Easy3D提供的数据结构。从左到右：点云、曲面网格、多面体网格和图形

功能概述

Easy3D的核心功能包括：

•用于表示和管理3D模型（即点云、曲面网格、多面体网格和图形）的高效数据结构，便于添加/访问任意类型的每元素属性，从文件加载模型时，会自动解决非Manifolds问题。

•一系列广泛使用的算法，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、参数化和重划分。

•一系列渲染技术，例如点/线视点替用、环境光遮挡（SSAO）、硬阴影（阴影贴图）、软阴影（PCSS）、眼罩照明（用于渲染没有法线信息的点云）和透明度（平均颜色混合、双深度剥离）。

•OpenGL和GLSL的高级封装，方便高效地进行渲染（基于现代且更快的可编程着色器样式渲染，即无需固定函数调用）。用户代码不需要接触OpenGL的低级API。

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

•可直接用于以各种格式可视化3D场景的查看器，也可轻松扩展。从Easy3D库中创建的一个方便的工具Mapple，用于渲染和处理3D数据。

图2:Easy3D渲染功能概述

Easy3D代码架构

代码库包含一个CMakeLists.txt文件，用作配置和构建程序，以及一组子文件夹：

3rd_party-第三方库的源代码

applications-基于Easy3D构建的应用程序

cmake-与cmake相关的配置文件

docs -文档配置文件（Doxygen）

easy3d-easy3d的源代码

resources -测试数据、图像、着色器和纹理等。

tests-测试用例的集合

tutorials-示例集（带有详细的代码解释）

Easy3D应用实例

尺度着色

点云网格化

点云标注