open3D 5. geometry

[한윤지]

5장

1. Open3d 좌표의 단위는 무엇인가?

Open3D의 좌표 단위는 절대적인 단위가 아닌, 사용자 정의 단위이다. 일반적으로 센서나 데이터 생성 방식에 따라 단위가 달라진다.

2. Open3d 각도의 단위는 무엇인가?

Open3D에서 각도는 라디안(Radian) 단위로 사용된다.

3. Open3d 컬러를 정의하는 방법은?

Open3D에서 색상(Color)은 RGB 3채널 값으로 정의한다. (값의 범위: 0.0 ~ 1.0 (float))

--> 각 채널은 [R, G, B]로, 0이면 없음, 1이면 최댓값 (즉, [1, 0, 0]은 빨강)

4. Open3d.geometry.TriangleMesh.create_box의 width, height, depth의 정의를 설명하시오. 각 인자의 축의 방향을 설명하시오.

- width → X축 방향 길이

- height → Y축 방향 길이

- depth → Z축 방향 길이

5. Open3d 바운딩박스의 length, width, height의 정의는 무엇인가?

- length → X축 방향 길이

- width → Y축 방향 길이

- height → Z축 방향 길이

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import open3d as o3d   # 좌표축 생성 (Y축 위로 나옴) axis = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(size=0.5)   # 격자 설정 grid_range = 10     # 선 개수 step = 0.1          # 간격 half = grid_range * step / 2   points, lines, colors = [], [], []   for i in range(grid_range + 1):     pos = -half + i * step       # X 방향 선 (Z 고정, Y=0)     points.append([pos, 0, -half])     points.append([pos, 0, +half])     lines.append([len(points)-2, len(points)-1])     colors.append([0, 0, 1])  # 빨강       # Z 방향 선 (X 고정, Y=0)     points.append([-half, 0, pos])     points.append([+half, 0, pos])     lines.append([len(points)-2, len(points)-1])     colors.append([1, 0, 0])  # 파랑   # 격자 생성 grid = o3d.geometry.LineSet() grid.points = o3d.utility.Vector3dVector(points) grid.lines = o3d.utility.Vector2iVector(lines) grid.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)   # 시각화 (카메라 뷰 조정하여 위 이미지처럼 보기) o3d.visualization.draw_geometries([axis, grid])

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import open3d as o3d import numpy as np   # 최소 좌표와 최대 좌표 지정 min_bound = np.array([0.0, 0.0, 0.0]) max_bound = np.array([5.0, 2.0, 2.0]) # AABB 생성 aabb = o3d.geometry.AxisAlignedBoundingBox(min_bound=min_bound,  max_bound=max_bound) aabb.translate([1,-1,-1]) aabb.color = (1, 0, 0) # 빨간색     mesh_box = o3d.geometry.TriangleMesh.create_box(width=1.0,height=1.0,depth=1.0) mesh_box.translate([3,0,0]) mesh_box.compute_vertex_normals() mesh_box.paint_uniform_color([0.9, 0.1, 0.1])       mesh_sphere = o3d.geometry.TriangleMesh.create_sphere(radius=1.0) mesh_sphere.translate([2,0,0]) mesh_sphere.compute_vertex_normals() mesh_sphere.paint_uniform_color([0.1, 0.1, 0.7])   mesh_sphere2 = o3d.geometry.TriangleMesh.create_sphere(radius=1.0) mesh_sphere2.translate([5,0,0]) mesh_sphere2.compute_vertex_normals() mesh_sphere2.paint_uniform_color([0.1, 0.1, 0.7])     mesh_frame = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(size=1, origin=[0, 0, 0]) o3d.visualization.draw_geometries([mesh_box, mesh_sphere, mesh_sphere2,aabb, mesh_frame],width=500,height=500)

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import open3d as o3d import numpy as np   # ▣ AABB 정의 min_bound = np.array([0.0, 0.0, 0.0]) max_bound = np.array([1.0, 2.0, 3.0]) aabb = o3d.geometry.AxisAlignedBoundingBox(min_bound, max_bound) aabb.color = (0, 0, 0)   # 좌표축 axis_frame = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(size=0.5, origin=[0, 0, 0])   # AABB 꼭짓점 (8개) box_points = np.asarray(aabb.get_box_points())   # 면의 대각선 연결 (X자) - 점 인덱스 2쌍씩 face_diagonals = [       (0, 7), (1, 6),   # 앞면 (y = min)     (2, 5), (3, 4),   # 뒷면 (y = max)     (0, 3), (1, 2),   # 왼쪽면 (x = min)     (4, 7), (5, 6)    # 오른쪽면 (x = max) ]   # ▣ 선 그리기 line_points = [] line_indices = [] colors = []   for i, (start_idx, end_idx) in enumerate(face_diagonals):     line_points.append(box_points[start_idx])     line_points.append(box_points[end_idx])     line_indices.append([2*i, 2*i + 1])     colors.append([1, 0, 0])  # 빨강     # 같은 색 두 번 (하나의 X에 2줄이므로 6 X 2 = 12줄)   # ▣ LineSet으로 만들기 x_lines = o3d.geometry.LineSet() x_lines.points = o3d.utility.Vector3dVector(line_points) x_lines.lines = o3d.utility.Vector2iVector(line_indices) x_lines.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)   # ▣ 시각화 o3d.visualization.draw_geometries(     [aabb, axis_frame, x_lines],     width=500,     height=500 )   Colored by Color Scripter

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import open3d as o3d import numpy as np   # OBB 생성 center = np.array([0, 0, 0]) axis_angles1 = np.array([0, 0, 0])  # 회전 없음 rotation1 = o3d.geometry.get_rotation_matrix_from_axis_angle(axis_angles1) extent = np.array([1, 1, 1]) obb1 = o3d.geometry.OrientedBoundingBox(center, rotation1, extent) obb1.color = [1, 0, 0]   # 꼭짓점 얻기 (OBB 기준) box_points = np.asarray(obb1.get_box_points())   # 면의 대각선 인덱스 (X자 6면 = 12줄) face_diagonals = [     (0, 7), (1, 6),   # 앞면 (y = min)     (2, 5), (3, 4),   # 뒷면 (y = max)     (0, 3), (1, 2),   # 왼쪽면 (x = min)     (4, 7), (5, 6),   # 오른쪽면 (x = max) ]   # 선 추가 line_points = [] line_indices = [] colors = []   for i, (start_idx, end_idx) in enumerate(face_diagonals):     line_points.append(box_points[start_idx])     line_points.append(box_points[end_idx])     line_indices.append([2 * i, 2 * i + 1])     colors.append([1, 0, 0])  # 빨강     # 같은 색 두 번 (X자 하나 = 선 2개)   # LineSet 생성 x_lines = o3d.geometry.LineSet() x_lines.points = o3d.utility.Vector3dVector(line_points) x_lines.lines = o3d.utility.Vector2iVector(line_indices) x_lines.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)   # 좌표축 axis_frame = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(size=0.5, origin=[0, 0, 0])   # 시각화 o3d.visualization.draw_geometries([obb1, x_lines, axis_frame],width=500,height=500)   Colored by Color Scripter

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import open3d as o3d import numpy as np   pcd = o3d.geometry.PointCloud() np_points = np.random.rand(100, 3) pcd.points = o3d.utility.Vector3dVector(np_points) aabb = pcd.get_axis_aligned_bounding_box() aabb.color = [1, 0, 0]  center=aabb.get_center() print(center) extent=aabb.get_extent() print(extent)   center[1]*=0.5 extent[1]*=0.5 axis_angles = np.array([0, 0, 0]) rotation = o3d.geometry.get_rotation_matrix_from_axis_angle(axis_angles)     obb = o3d.geometry.OrientedBoundingBox(center, rotation, extent) obb.color = [0, 1, 0] # Set the color to red   crop=pcd.crop(obb)   axis_frame = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(size=0.5,  origin=[0, 0, 0]) o3d.visualization.draw_geometries([axis_frame,aabb,obb,crop],  width=500,height=500) Colored by Color Scripter

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import open3d as o3d import numpy as np   # 1. 원래 포인트 클라우드 생성 pcd = o3d.geometry.PointCloud() points = np.random.rand(100, 3)  # 100개 랜덤 점 colors = np.random.rand(100, 3) pcd.points = o3d.utility.Vector3dVector(points) pcd.colors = o3d.utility.Vector3dVector(colors)   # 2. 투영본 생성 zx_proj = pcd.translate((2, 0, 0), relative=False)  # zx 평면: y=0 으로 투영 zx_proj = pcd.select_by_index(np.arange(len(points))) zx_proj.points = o3d.utility.Vector3dVector(np.array([[x, 0, z] for x, y, z in points]))   yz_proj = pcd.translate((0, 0, 0), relative=False)  # yz 평면: x=0 yz_proj = pcd.select_by_index(np.arange(len(points))) yz_proj.points = o3d.utility.Vector3dVector(np.array([[0, y, z] for x, y, z in points]))   xy_proj = pcd.translate((0, 0, 0), relative=False)  # xy 평면: z=0 xy_proj = pcd.select_by_index(np.arange(len(points))) xy_proj.points = o3d.utility.Vector3dVector(np.array([[x, y, 0] for x, y, z in points]))   # 3. 시각화 axis = o3d.geometry.TriangleMesh.create_coordinate_frame(size=0.5)   o3d.visualization.draw_geometries([pcd, axis], window_name="원본") o3d.visualization.draw_geometries([zx_proj, axis], window_name="zx평면으로 투영") o3d.visualization.draw_geometries([yz_proj, axis], window_name="yz평면으로 투영") o3d.visualization.draw_geometries([xy_proj, axis], window_name="xy평면으로 투영")   Colored by Color Scripter

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