基于 Potree.js 的三维点云可视化

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基于 Potree.js 的三维点云可视化

应用场景介绍

Potree.js 是一款开源的三维点云渲染库，广泛应用于地理信息系统、城市规划、建筑设计等领域。它可以将海量点云数据高效渲染成可交互的三维模型，为用户提供沉浸式的数据可视化体验。

代码基本功能介绍

本代码展示了如何使用 Potree.js 加载、渲染和交互三维点云。主要功能包括：

• 加载并渲染大量点云数据
• 设置点云属性，如点大小、形状和颜色
• 提供交互式控件，允许用户缩放、旋转和平移点云
• 支持点云切片和分块加载，以优化大数据集的性能

功能实现步骤及关键代码分析

1. 加载必要的资源

const styleUrls = [
  '/sfc/potree/build/potree/potree.css',
  '/sfc/potree/libs/jquery-ui/jquery-ui.min.css',
  '/sfc/potree/libs/openlayers3/ol.css',
  '/sfc/potree/libs/spectrum/spectrum.css',
  '/sfc/potree/libs/jstree/themes/mixed/style.css',
]
const jsUrls = [
  '/sfc/potree/libs/spectrum/spectrum.js',
  '/sfc/potree/libs/other/BinaryHeap.js',
  '/sfc/potree/libs/tween/tween.min.js',
  '/sfc/potree/libs/d3/d3.js',
  '/sfc/potree/libs/proj4/proj4.js',
  '/sfc/potree/libs/openlayers3/ol.js',
  '/sfc/potree/libs/i18next/i18next.js',
  '/sfc/potree/libs/jstree/jstree.js',
  '/sfc/potree/build/potree/potree.js',
  '/sfc/potree/libs/plasio/js/laslaz.js',
]

await Promise.all(styleUrls.map((styleUrl) => loadStyle(styleUrl)))
await Promise.all(jsUrls.map((jsUrl) => loadJavascript(jsUrl)))

在初始化之前，需要加载 Potree.js 库和相关的 CSS 样式表。此代码通过异步加载的方式，并行加载所有必需的资源。

2. 初始化 Potree 渲染器

function initPotree() {
  window.viewer = new Potree.Viewer(
    document.getElementById('potree_render_area'),
  )

  viewer.setEDLEnabled(true)
  viewer.setFOV(60)
  viewer.setPointBudget(1_000_000)
  viewer.loadSettingsFromURL()

  viewer.setDescription(
    'Pielach point cloud courtesy of <a href="http://www.riegl.co.at/" target="_blank">Riegl</a>, provided by <a href="https://geo.tuwien.ac.at/" target="_blank">TU Wien, department of geodesy and geoinformation</a>.',
  )

  viewer.loadGUI(() => {
    viewer.setLanguage('en')
    showNextSibling('menu_appearance')
    showNextSibling('menu_tools')
    showNextSibling('menu_scene')
    viewer.toggleSidebar()
  })
}

此代码创建了一个 Potree 渲染器实例，并对其进行了基本设置，包括启用边缘检测、设置视场角、设置点预算、加载 URL 参数中的设置，以及添加点云描述。它还加载了 Potree GUI ，并对界面进行了初始化。

3. 加载点云数据

Potree.loadPointCloud(
  'https://scriptecho.cn/mschuetz/potree/resources/pointclouds/tuwien_geo/pielach/cloud.js',
  'Pielach',
  (e) => {
    let scene = viewer.scene
    let pointcloud = e.pointcloud
    scene.addPointCloud(pointcloud)

    let material = pointcloud.material
    material.size = 1
    material.pointSizeType = Potree.PointSizeType.ADAPTIVE
    material.shape = Potree.PointShape.SQUARE

    material.activeAttributeName = 'elevation'
    material.elevationRange = [258.03, 303]

    scene.view.position.set(527944.87, 5339687.88, 426.6)
    scene.view.lookAt(new THREE.Vector3(527865.49, 5340001.74, 264.73))
  },
)

此代码从远程服务器加载一个点云数据集。它将点云添加到场景中，并对其材质进行了配置，包括设置点大小、形状和颜色属性。此外，它还设置了点云的视口位置和观察目标点。

4. 添加交互控件

Potree.js 提供了丰富的交互控件，允许用户缩放、旋转和平移点云。这些控件可以通过 Potree GUI 轻松访问，或通过编写自定义代码来实现。

总结与展望

本代码展示了如何使用 Potree.js 加载、渲染和交互三维点云。它涵盖了 Potree.js 的基本功能，并提供了灵活的配置选项。

开发经验与收获

在开发过程中，我们深入了解了 Potree.js 的架构和 API 。我们发现 Potree.js 非常易于使用，并提供了强大的功能，可以满足各种点云可视化需求。

未来展望

未来，我们计划对该代码进行以下扩展和优化：

• 集成其他数据源，如激光雷达数据和图像

• 探索使用 WebGL2 和 GPU 加速来提高渲染性能

• 开发自定义交互工具和分析算法

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