【VCG学习篇之前置】最清晰的VCGLib简介与环境配置(Windows)

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• 写于2024/08/13
  

  文章目录

  • 一、什么是VCG
  • • 1.背景
    • 2.功能
    • 3.特性
    • 4.应用
  • 二、环境配置
  • • 1.下载VCGLib
    • 2.项目创建与属性配置
    • • （1）项目创建
      • （2）属性配置
      • （3）错误解决
    • 3.样例测试
  • 三、文件说明

无论在学什么之前，首先要了解你要去探索的东西它的一些特性，用途，把它的骨架画好，再基于这个骨架去逐步完善和修改。本系列博客将带你先去了解VCGLib，再去完成在Visual Studio中的基本配置，之后进行示例的阅读与代码实践。

一、什么是VCG

1.背景

VCGLib，全称为“Visualization and Computer Graphics Library”，是一个专门为处理三维数据而设计的开源C++库，它提供了丰富的算法和数据结构，在计算机视觉、图形处理和三维建模领域中是一个非常优秀的工具。

项目地址
The VCGlib is a C++, templated, no dependency, library for manipulation, processing and cleaning of triangle meshes

它是由意大利的Pisa大学视觉计算小组（Visual Computing Lab of the University of Pisa）开发并维护，并且它也是意大利国家研究委员会（CNR）下属的ISTI研究所视觉计算实验室（Visual Computing Lab of the Italian National Research Council Institute – ISTI）中大部分软件工具的基础库，如广受欢迎的MeshLab、Metro等。

目前，该库的代码以逾十万行，并以GPL-3.0许可协议发布。

2.功能

该库主要为管理三角形网格而定制，提供了许多处理网格的最新功能：

• high quality quadric-error edge-collapse based simplfication
  基于高质量二次误差的边缘折叠网格简化
• efficient spatial query structures (uniform grids, hashed grids, kdtree, etc)
  高效的空间查询结构（均匀网格，哈希网格，KD树等）
• advanced smoothing and fairing algorithms
  先进网格平滑和fairing算法
• computation of curvature
  曲率计算
• optimization of texture coordinates
  纹理坐标优化
• Hausdorff distance computation
  Hausdorff距离计算
• geodesic paths
  测地路径
• mesh repairing capabilities
  网格修复能力
• isosurface extraction and advancing front meshing algorithms
  等值面提取和前沿的网格划分算法
• Poisson Disk sampling and other tools to sample point distributions over meshes
  泊松圆盘采样及其他网格上点分布采样工具
• subdivision surfaces
  细分曲面处理

3.特性

• 高效的数据结构
• 丰富的算法
• 多样化的三维网格处理功能
• C++20现代设计
• 模块化设计
• 跨平台支持
• 开源和可扩展性

4.应用

二、环境配置

VCGLib 采用了面向对象的编程范式，并以模板库的形式实现。这意味着它是一个“头文件库”（header-only），在进行开发时我们只需包含相应的头文件即可使用库中的功能，无需进行额外的编译，这对于新手来说，大大降低了上手难度。

1.下载VCGLib

（1）新建项目目录myVCG,并新建子文件夹include，进入子文件夹后使用Git进行克隆，命令如下：

git clone https://github.com/cnr-isti-vclab/vcglib.git 

成功后的文件夹结构如下

`-- myVCG `-- include `-- vcglib |-- CMakeLists.txt |-- LICENSE.txt |-- README.md |-- apps |-- docs |-- eigenlib |-- img |-- vcg `-- wrap 

（2）重命名vcglib为vcg

2.项目创建与属性配置

（1）项目创建

使用VS2019，新建c++空项目，将位置设置为myVCG，项目名称vcgtest，点击创建

（2）属性配置

①在解决方案资源管理器面板，在项目名称右键，打开属性

②在打开的项目属性页，配置属性一栏，找到VC++目录–>包含目录，将其设置为

path/to/your/include/vcg 

③点击C/C++一栏，找到预处理–>预处理器定义，输入

_CRT_SECURE_NO_WARNINGS 参数说明： 这个宏用于禁用微软C运行库（CRT）中关于安全函数的警告。 在Visual Studio中，使用不安全的函数（如strcpy、sprintf等）会触发编译器警告，建议改用更安全的替代函数（如strcpy_s、sprintf_s等）。 定义CRT_SECURE_NO_WARNINGS可以抑制这些警告，从而编译通过，但要注意，这样做可能会增加代码存在安全漏洞的风险。 

至此，环境配置成功。

（3）错误解决

除上述步骤之外，在测试功能函数时，可能会出现符号无法解析的错误，如下：

严重性 代码 说明 项目 文件 行 禁止显示状态 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: unsigned __int64 __cdecl vcg::ply::PropDescriptor::memtypesize(void)const " (?memtypesize@PropDescriptor@ply@vcg@@QEBA_KXZ)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: char const * __cdecl vcg::ply::PropDescriptor::stotypename(void)const " (?stotypename@PropDescriptor@ply@vcg@@QEBAPEBDXZ)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ExporterPLY<class MyMesh>::Save(class MyMesh const &,char const *,bool,class vcg::tri::io::PlyInfo const &,bool (__cdecl*)(int,char const *))" (?Save@?$ExporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEBVMyMesh@@PEBD_NAEBVPlyInfo@234@P6A_NH1@Z@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: char const * __cdecl vcg::ply::PropDescriptor::stotype2name(void)const " (?stotype2name@PropDescriptor@ply@vcg@@QEBAPEBDXZ)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ExporterPLY<class MyMesh>::Save(class MyMesh const &,char const *,bool,class vcg::tri::io::PlyInfo const &,bool (__cdecl*)(int,char const *))" (?Save@?$ExporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEBVMyMesh@@PEBD_NAEBVPlyInfo@234@P6A_NH1@Z@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "private: void __cdecl vcg::ply::PlyFile::compile(class vcg::ply::PlyElement *)" (?compile@PlyFile@ply@vcg@@AEAAXPEAVPlyElement@23@@Z)，函数 "public: void __cdecl vcg::ply::PlyFile::SetCurElement(int)" (?SetCurElement@PlyFile@ply@vcg@@QEAAXH@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: __cdecl vcg::ply::PlyFile::PlyFile(void)" (??0PlyFile@ply@vcg@@QEAA@XZ)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: __cdecl vcg::ply::PlyFile::~PlyFile(void)" (??1PlyFile@ply@vcg@@QEAA@XZ)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: int __cdecl vcg::ply::PlyFile::Open(char const *,int)" (?Open@PlyFile@ply@vcg@@QEAAHPEBDH@Z)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: int __cdecl vcg::ply::PlyFile::AddToRead(char const *,char const *,int,int,unsigned __int64,int,int,int,int,unsigned __int64)" (?AddToRead@PlyFile@ply@vcg@@QEAAHPEBD0HH_KHHHH1@Z)，函数 "public: int __cdecl vcg::ply::PlyFile::AddToRead(class vcg::ply::PropDescriptor const &)" (?AddToRead@PlyFile@ply@vcg@@QEAAHAEBVPropDescriptor@23@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: char const * __cdecl vcg::ply::PlyFile::ElemName(int)" (?ElemName@PlyFile@ply@vcg@@QEAAPEBDH@Z)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: int __cdecl vcg::ply::PlyFile::ElemNumber(int)const " (?ElemNumber@PlyFile@ply@vcg@@QEBAHH@Z)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 中引用了该符号 vcgtest E:\OneDrive\Organize_myCSDN\2024年\0813_vsglib\myVCG\vcgtest\vcgtest\trimesh_smooth.obj 1 错误 LNK2019 无法解析的外部符号 "public: int __cdecl vcg::ply::PlyFile::Read(void *)" (?Read@PlyFile@ply@vcg@@QEAAHPEAX@Z)，函数 "public: static int __cdecl vcg::tri::io::ImporterPLY<class MyMesh>::Open(class MyMesh &,char const *,class vcg::tri::io::PlyInfo &)" (?Open@?$ImporterPLY@VMyMesh@@@io@tri@vcg@@SAHAEAVMyMesh@@PEBDAEAVPlyInfo@234@@Z) 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解决方案如下：
第一种：
在源文件右键，添加现有项，找到path/to/your/include/vcg/wrap/ply/plylib.cpp,将其添加到项目中，就可避免错误。
这种方法一劳永逸，学习vcg时在不同的测试代码之间不必重复添加该文件。
第二种：
在你的代码头文件中调用wrap/ply/plylib.cpp，具体写法为：

#include <wrap/ply/plylib.cpp> 

3.样例测试

在源文件右键，添加现有项，找到path/to/your/include/vcg/apps/sample/aabb_binary_tree/aabb_binary_tree.cpp
添加文件后，直接运行，运行后输出如下：

Spatial Index Tests --- GetClosest Test: face : 0x0000019B2A14C298 distance : 3. point : [-1., 0.000000, -3.065248] --- GetKClosest Test: found 10 objects --- DoRay Test: face : 0x0000019B2A14BC18 ray t : 4. --- 

三、文件说明

1. vcg 文件夹:
   • 功能: 这是VCGLib的核心库所在的文件夹，包含所有的定义和算法。这里的代码完全使用标准的C++和STL编写，并且是自包含的，即不依赖于外部文件或链接其他库，这使得该库非常灵活，可以轻松地集成到各种项目中。
   • 模块:
     • simplex: 定义单纯形（order 0…3），是构建复杂几何体的基础单元。
     • complex: 包含复形的定义、网格遍历器、局部操作（如边分裂、边折叠）和各种算法（如简化、平滑、网格生成等）。
     • container: 专门化的STL向量结构，用于处理单纯形的可选属性。
     • space: 提供基本几何实体、几何实体之间的交集操作，以及空间索引数据结构。
     • math: 包含一些线性代数的基本运算。
2. wrap 文件夹:
   • 功能: 这个文件夹用于封装库中的概念，提供了一些实用工具和扩展功能，帮助开发者更容易地使用VCGLib进行高级操作。
   • 模块:
     • gl: 使用OpenGL渲染VCG对象的工具和代码。
     • gui: 包含图形用户界面相关的工具和代码，帮助创建交互式应用。
     • io_trimesh: 用于导入和导出各种3D文件格式的模块，包括但不限于3DS、DAE、DXF、IV、OBJ、OFF、PLY、SMF、STL、VRML和RAW格式。这些模块使得VCGLib能够与多种3D格式兼容，方便数据的导入导出和处理。
     • 其他模块: 可能还包含其他工具和扩展，用于进一步增强VCGLib的功能。
3. apps 文件夹:
   • 功能: 这个文件夹包含使用VCGLib开发的示例应用程序或工具。这些应用展示了如何实际使用VCGLib的功能，大家可以参考这些示例来学习VCGLib的使用方法，或者直接在项目中使用这些工具。
4. docs 文件夹:
   • 功能: 该文件夹用于存放项目的文档，包括由Doc++生成的风格指南和手册。这些文档为用户提供了对VCGLib库的详细说明，帮助开发者更好地理解和使用该库。

至此全篇结束，欢迎大家点赞、收藏与订阅，之后将不定期更新VCGLib系列的示例操作与代码实践。

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作者：BQ
主页：bqcode.blog.csdn.net
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