移除3D对象的某些部分点云

1，目的

• 移除3D对象指定区域的点云。
• 效果
  

2，原理。

• 通过投影剔除指定区域外的点云数据。

3，主要的算子。

3.1，gen_image_gray_ramp

是 Halcon 中用于生成‌线性灰度渐变图像‌的算子

• 功能概述‌

  • 数学原理‌
    生成的图像灰度值按公式计算：
    I m a g e G r a y R a m p ( r , c ) = A l p h a ∗ ( r − R o w ) + B e t a ∗ ( c − C o l u m n ) + M e a n ImageGrayRamp(r,c) = Alpha*(r-Row) + Beta*(c-Column) + Mean ImageGrayRamp(r,c)=Alpha∗(r−Row)+Beta∗(c−Column)+Mean
    其中 (r,c) 为像素坐标，结果灰度值会被裁剪到 [0,255]（byte 类型）。
  • ‌典型用途‌
    模拟光照渐变效果
    作为图像处理的测试输入

• ‌参数详解‌

参数	说明
Alpha	行方向（Y轴）的灰度变化斜率，正负控制渐变方向
Beta	列方向（X轴）的灰度变化斜率
Mean	灰度基准值，决定整体亮度水平
Row/Column	渐变中心坐标（默认 Height/2, Width/2）
Width/Height	生成图像的尺寸（单位：像素）

• 技术特性‌

  ‌数据类型‌：输出图像为 byte 类型（8位无符号整型）

  ‌多线程支持‌：算子可并行执行（reentrant 属性）

• 应用示例‌

  生成一个 512×512 的斜向灰度渐变图像（左上暗、右下亮）：

  gen_image_gray_ramp(ImageRamp, 0.2, 0.2, 50, 256, 256, 512, 512)

• 注意事项‌
  若 Alpha 和 Beta 均为 0，图像将呈现均匀灰度（值为 Mean）
  超出 [0,255] 的灰度值会被自动截断

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3.2，reduce_object_model_3d_by_view

‌基于虚拟视角的 3D 模型智能降采样‌ 的核心算子，其功能是通过投影剔除指定区域外的点云数据，优化模型处理效率

• 核心功能‌
  视窗感知降采样‌

  将 3D 模型投影到虚拟相机视图平面，仅保留落在 Region 参数指定区域内的点

  自动剔除背面或遮挡部分，保留可见区域细节

  ‌工业应用价值‌

  数据量减少 ‌70%-90%‌，同时保持关键特征

  适用于视觉检测、机器人抓取等需实时处理的场景

• 参数详解‌

‌参数‌	作用‌ ‌	示例值‌
ObjectModel3D	输入待处理的 3D 对象模型	从文件读取的模型数据
CamParam	虚拟相机内参（焦距、畸变等）	标定后的相机参数矩阵
Pose	虚拟相机位姿（外参），定义投影视角	6D 位姿向量 [X,Y,Z,Rx,Ry,Rz]
Region	ROI 区域（可空）	指定保留点的投影范围
ObjectModel3DReduced	输出的简化模型	降采样后的模型句柄

▶️ ‌注‌：若 Region 为空，则默认保留所有投影到图像平面内的点

• 注意事项‌

  ‌内存管理‌：输出模型使用后需手动释放 clear_object_model_3d

  ‌网格处理‌：若输入为网格模型，仅当所有顶点均在 Region 内时面片才会保留

  ‌并行支持‌：算子支持多线程加速（reentrant 模式）

• 应用场景‌

  ‌目标定位‌：配合 remove_background_for_3d_object_localization 剔除背景干扰

  ‌实时检测‌：简化模型以提升匹配算法速度

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4，代码。

* 参考案例库：reduce_object_model_3d_by_view.hdev

* ********************************************************
* This example program shows how to remove parts of a
* 3D object model using reduce_object_model_3d_by_view.
* In particular, the user can rotate and translate the
* object and then draw a region that cuts out all points
* of the model that are projected into this region.
* All faces that base on one of these points are removed.
* ********************************************************
* 
* Read 3D object model
read_object_model_3d ('glass_mug', 'cm', [], [], ObjectModel3D, Status)
* 
* Prepare the Visualization
dev_update_off ()
dev_close_window ()
dev_open_window (0, 0, 768, 512, 'black', WindowHandle)
dev_set_draw ('margin')
set_display_font (WindowHandle, 16, 'mono', 'true', 'false')
* 
CamParam := [0.01,0,7e-6,7e-6,384,255,768,512]
Pose := [-0.1e-3,-0.47e-3,55.8e-3,104.5,358.0,353.0,0]

*
* 生成一个线性灰度渐变的图像
* Alpha:行方向灰度变化率；Beta:列方向灰度变化率；Mean:灰度基准值；Row/Column:渐变中心坐标
* 生成图像的像素灰度值:ImageGrayRamp(r,c)=Alpha*(r-Row)+Beta*(c-Column)+Mean
* r,c为像素坐标，灰度值会被裁剪至[0,255](byte类型）
gen_image_gray_ramp (Ramp, -0.5, 0, 300, 0, 512, 768, 512)
* 
* Show current 3D object model
Title := '移动并旋转对象到适当的姿态，'
Title[1] := '然后选择要修剪的区域。'
Instructions[0] := 'Rotate: Left button'
Instructions[1] := 'Zoom:   Shift + left button'
Instructions[2] := 'Move:   Ctrl  + left button'
* 'disp_pose_0':显示第一个模型的坐标系
* 'attribute_1':第二个模型渲染形式。值为points:渲染为点云；wireframe:渲染为线框网格;surface:渲染为实体表面
* 'disp_background':是否显示背景
GenParamName := ['color_0','disp_pose_0','alpha_0','attribute_1']
GenParamValue := ['yellow','true',0.3,'points']
GenParamName := [GenParamName,'color_1','disp_background']
GenParamValue := [GenParamValue,'blue','true']
* 背景图像
dev_display (Ramp)

visualize_object_model_3d (WindowHandle, [ObjectModel3D,ObjectModel3D], CamParam, Pose, GenParamName, GenParamValue, Title, [], Instructions, Pose)
* 
* Now, select the points to be trimmed off by entering a
* suitable region
Message := '现在用鼠标绘制区域以剪切模型的一部分'
Message[1] := '(Right click to finish)'
disp_message (WindowHandle, Message, 'window', 12, 12, 'black', 'true')
* Wait for a region
dev_set_line_width (3)
dev_set_color ('red')
draw_region (Region, WindowHandle)
gen_rectangle1 (Rectangle, 0, 0, CamParam[7], CamParam[6])
* 保留的区域
difference (Rectangle, Region, RegionComplement)
* 通过投影剔除指定区域外的点云数据，仅保留落在 RegionComplement 参数指定区域内的点
reduce_object_model_3d_by_view (RegionComplement, ObjectModel3D, CamParam, Pose, ObjectModel3DReduced)
* 
* Visualize the result
Title := 'Resulting reduced 3d object model'
dev_display (Ramp)
visualize_object_model_3d (WindowHandle, [ObjectModel3DReduced,ObjectModel3DReduced], CamParam, Pose, GenParamName, GenParamValue, Title, [], Instructions, Pose)
clear_object_model_3d ([ObjectModel3D,ObjectModel3DReduced])