Visual Studio+PCL环境配置及各步骤意义简介

文章目录

一、简介
二、准备工作
- 2.1 安装PCL 1.11.1
- 2.2 安装Visual Studio 2019
三、配置方法
四、结论

一、简介

pcl是应用最广泛的点云处理库之一，使用pcl也是进行相关领域科研或者找相关工作必备的一个技能点。pcl的配置方法网上一抓一大把，回想我大四最开始接触点云的时候，也是照搬博客里的操作一步一步完成了配置，但很多步骤是在做什么其实都不懂。现在是研一下，这段时间也做了一些小项目，学了一些新操作，也大概能理解这些步骤到底是在做什么。写这篇文章的目的就是给跟我一样在配置pcl时候知其然又想知其所以然的编程小白做一些普及，说不定哪句内容就会解答你之前的一个疑惑（内容很浅显，大佬请绕道）

并且本文废话比较多，如果只是想完成配置，可以看下面的博客：Windows + VS2022超详细点云库（PCL）配置

二、准备工作

2.1 安装PCL 1.11.1

首先进入https://github.com/PointCloudLibrary/pcl/releases，到2023年5月18日，PCL已经更新到了1.13.1版本，并且还有人在持续维护，这种我就很喜欢:) ，关于PCL版本的选择，我的建议是先选1.11及以前的。因为1.12中对一个点云数据结构进行了更改，如果你用了这个版本，就会惊奇的发现网上大部分的教程运行起来会报内存错误，这肯定不适合刚入门的来折腾，所以干脆直接安低版本的吧~

以1.11.1版本为例，github上的发行包长成这样子
在这里插入图片描述
需要关注这几个文件

AllInOne.exe：这个文件可以安装pcl以及其第三方依赖库。需要注意，文件名中包含msvc2019，代表这个版本的库是使用msvc2019版本的编译器编译的，由于不同版本的编译器的输出结果可能有不兼容，所以我们要安装和这个编译器版本匹配的Visual Studio版本，自然接下来我们要安装Visual Studio 2019。
pdb.zip：后面我们可以看到，AllInOne的安装结果是一堆dll库，如果某天你对某个pcl模块的内部实现非常感兴趣，想起了C语言老师的教导“要记得使用单步调试来学习代码”，你就会惊奇的发现，pcl的函数没有办法调试进入，问题可能就出在你没有安装pdb。
- pdb是Progam Debug DataBase，显然他是一个与debug有关的文件，会在编译dll的同时生成。
- pdb通常会用在协作开发中，A封装了A.dll，B封装了B.dll，如果发布的应用程序出现了未知错误，运行程序崩溃时生成的dump文件，配合A和B提供的pdb文件，就可以很快定位到究竟是谁写的哪行代码出现了bug，这时候主管就会找你来追责啦：）。如果没有这文件，那就只能凭客户的描述来猜究竟是哪里出了问题，效率很低。
- 但好像有了pdb文件就可以反编译了，所以要注意只能在内部使用噢
Source code：这里是PCL的源码。如果你需要换一个编译器，这时候就要对源码进行编译了，这部分怎么搞之后再说。

记得添加环境变量

记得修改安装路径，并记住！

安装过程中如果遇到OpenNI的问题，可以不用管，后边找到OpenNI的位置，然后单独安装到3rdParty文件夹中即可。

安装完成后的文件结构如下

3rdParty中包含PCL的依赖库，其中最重要的几个
- Boost（必须）：PCL中使用了boost中的共享指针和线程操作
- Eigen（必须）：方便的进行矩阵运算
- FLANN（必须）：用来实现点云处理中的重要步骤——K近邻搜索
- VTK（必须）：用于点云的渲染和可视化
bin文件夹中是构建生成的一些文件，包含例程的可执行文件以及一堆dll库，注意这里有两种dll库，一种是用于Debug模式文件名以d结尾，另一种是用于Release版本，这个后边配置的时候要注意与使用的模式相匹配。
cmake：我们因为不使用cmakelist，所以这部分可以先不用关注
include文件夹里是dll对应的头文件
lib是dll库的引入库，这部分之后会详细说明
share里是相关文档

将pdb压缩文件解压到bin文件夹下，与dll文件放到一起

2.2 安装Visual Studio 2019

刚才提到了，我们选择的PCL版本是1.11.1，官方使用了msvc2019编译器预先对源码进行了编译以方便开发者的使用，所以我们安装VS 2019来避免一些未知错误，这个安装方法更是一抓一大把，也没啥内容，你奶奶来了都能安上，我就不写了。

说句题外话，网友总是会对哪种编译器更好产生争论，这个我认为duck不必，用的顺手比啥都强。但对于初学者，我非常建议直接使用Visual Studio来进行开发，虽然其总因为巨大的体量和复杂的工程被广大程序员看不起，但的的的确确确可以减少很多配置步骤，并且功能齐全。咱还是把时间花到刀刃上，别纠结咋配置环境了吧：）

三、配置方法

创建一个新工程
右键工程名，点击最下边的属性（Properties）
修改最上方模式，我这里选择的是Release和x64
选择Configuration Properties–>VC++ Directories

修改Include Directories，指定这个是为了编译器可以找到我们#include的头文件，因此我们需要在这里添加pcl以及第三方依赖库的头文件路径，一般会放在include文件夹中，以我的路径为例，需要添加以下路径，需要结合自己的路径进行修改

D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\include\pcl-1.11
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\Boost\include\boost-1_74
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\Eigen\eigen3
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\FLANN\include
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\VTK\include\vtk-8.2
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\OpenNI2\Include

修改Library Directories，指定这个是为了编译器可以找到dll的引入库，注意Eigen因为是纯模板库，所以不需要指定（TODO：这个模板库是咋回事现在还没太搞懂）

D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\lib
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\Boost\lib
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\FLANN\lib
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\VTK\lib
D:\PCL1.11.1\PCL 1.11.1\3rdParty\OpenNI2\Lib

选择Configuration Properties–>Linker->Input

在附加依赖项中添加需要链接的dll的引入库，需要加入pcl和vtk lib文件夹下的内容（TODO:boost和flann为啥不加，我没想过，挠头。。。）

注意：debug模式和release模式下需要加入的lib不同，一般来说结尾带有gd、d字样的是用与debug模式的lib，什么都没写的是用于release的，rd则代表debug和release都可（这个是从别人的博客看见的，我倒是没试过rd是不是两种模式都可以）。比如pcl_common.lib和pcl_commond.lib，vtkChartsCore-8.2-gd.lib和vtkChartsCore-8.2.lib

我这里写了一个不太优雅的脚本文件来提取文件名，大家如果不嫌弃可以一用：
在下图目录下新建get.txt文件，写入以下内容：

cd ./lib
DIR *.lib /B >../liblist.txt
cd ../3rdParty/VTK/lib
DIR *.lib /B >>../../../liblist.txt
cd ../../../
findstr /e "d.lib" liblist.txt >debug_lib.txt
findstr /e /v "d.lib" liblist.txt >release_lib.txt
pause

保存后将后缀改为.bat，然后双击运行，当前目录下就会出现debug_lib.txt和release_lib.txt，将里面的内容复制到对应模式下的附加依赖项中即可。

新建下面的测试文件test.cpp（网上随便搜的）

#include <iostream>
#include <pcl/common/common_headers.h>
#include <pcl/io/pcd_io.h>
#include <pcl/visualization/pcl_visualizer.h>
#include <pcl/visualization/cloud_viewer.h>
#include <pcl/console/parse.h>

int main(int argc, char** argv) {
    
    
    std::cout << "Test PCL !!!" << std::endl;

    pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>::Ptr point_cloud_ptr(new pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGB>);
    uint8_t r(255), g(15), b(15);
    for (float z(-1.0); z <= 1.0; z += 0.05)
    {
    
    
        for (float angle(0.0); angle <= 360.0; angle += 5.0)
        {
    
    
            pcl::PointXYZRGB point;
            point.x = 0.5 * cosf(pcl::deg2rad(angle));
            point.y = sinf(pcl::deg2rad(angle));
            point.z = z;
            uint32_t rgb = (static_cast<uint32_t>(r) << 16 |
                static_cast<uint32_t>(g) << 8 | static_cast<uint32_t>(b));
            point.rgb = *reinterpret_cast<float*>(&rgb);
            point_cloud_ptr->points.push_back(point);
        }
        if (z < 0.0)
        {
    
    
            r -= 12;
            g += 12;
        }
        else
        {
    
    
            g -= 12;
            b += 12;
        }
    }
    point_cloud_ptr->width = (int)point_cloud_ptr->points.size();
    point_cloud_ptr->height = 1;

    pcl::visualization::CloudViewer viewer("test");
    viewer.showCloud(point_cloud_ptr);
    while (!viewer.wasStopped()) {
    
    };
    return 0;
}

点击运行注意运行前的模式和平台要与刚才配置的一致，否则一样会找不到头文件
正常情况会报下边的错误
在这里插入图片描述
提示的已经很清楚了，Properties->C/C+±>Preprocessor->Preprocessor Definitions，添加_CRT_SECURE_NO_WARNINGS

以及这个错误
在这里插入图片描述
这种看起来没啥大问题的错误，通常是由于开启了SDL检查导致的，微软的SDL检查会让一些警告变成错误，关闭即可，Propertie->C/C++ ->All Options->SDL checks，选择否。

修改之后再次运行，哎漂亮！还是不行
在这里插入图片描述
所以我们添加的lib文件里是啥东西，有点搞不懂了，还需要重新指定dll的路径

Windows下dll的搜索路径如下：

应用程序所在的路径；
Windows的SYSTEM目录，如C:\Windows\System，通过调用GetSystemDirectory函数可以获取这个目录的路径；
Windows目录，如C:\Windows，通过调用GetWindowsDirectory函数可以获取这个目录的路径；
PATH环境变量指定的路径。

第二个和第三个都有点离谱，把一大堆dll放进C盘就有点脑瘫，第一个要把所有dll都放到exe的相同目录下，也不是很优雅，所以我选择把库的bin文件夹路径添加到环境变量中。
在这里插入图片描述
在系统变量中添加PCL_ROOT，他的值是你自己的PCL路径
然后在系统变量/用户变量的Path中添加如下内容：

%PCL_ROOT%\bin
%PCL_ROOT%\3rdParty\Boost\lib
%PCL_ROOT%\3rdParty\FLANN\bin
%PCL_ROOT%\3rdParty\VTK\bin
%PCL_ROOT%\3rdParty\OpenNI2\Tools

确定后，重启电脑，等待起飞
在这里插入图片描述
至此配置完成。

四、结论

不管是什么编程环境配置什么库，配置过程无外乎就是这些步

安装库以及编程环境
在IDE（不严格的说法）中指定头文件路径(include)，引入库路径(lib)，附加依赖项(.lib)
确定dll路径，如果使用的dll比较少，可以直接将他移动大exe的相同路径下，如果使用的比较多，那还是在系统环境变量中指定该库的dll所在路径(通常位于bin文件夹下，但也不一定，比如OpenNI的dll就位于Tools下)

写的比较匆忙，如有遗漏还请补充
之后会补充动态库的相关内容，并且会把本文中提出的两个TODO思考一下