使用Python提取USD文件并将其转换为点云数据

如何从 USD 文件中提取顶点并将其转换为点云数据

使用 USD 库提取顶点的 Python 脚本

from pxr import Usd, UsdGeom
import numpy as np
def extract_points_from_usd(file_path):
    """Extracts 3D points from a USD or USDA file."""
    try:
        stage = Usd.Stage.Open(file_path)
        points = []
        for prim in stage.Traverse():
            if prim.IsA(UsdGeom.Mesh):
                usd_points = UsdGeom.Mesh(prim).GetPointsAttr().Get()
                if usd_points:
                    points.extend(usd_points)
        return np.array(points)
    except Exception as e:
        print(f"Error extracting points: {e}")
        return None

替代方法：将 USD 转换为 PLY 格式

将 USD 转换为 PLY 以进行点云转换的 Python 脚本

from pxr import Usd, UsdGeom
from plyfile import PlyData, PlyElement
import numpy as np
def convert_usd_to_ply(input_file, output_file):
    """Converts USD/USDA file vertices into a PLY file."""
    try:
        stage = Usd.Stage.Open(input_file)
        vertices = []
        for prim in stage.Traverse():
            if prim.IsA(UsdGeom.Mesh):
                usd_points = UsdGeom.Mesh(prim).GetPointsAttr().Get()
                if usd_points:
                    vertices.extend(usd_points)
        ply_vertices = np.array([(v[0], v[1], v[2]) for v in vertices],
                                dtype=[('x', 'f4'), ('y', 'f4'), ('z', 'f4')])
        el = PlyElement.describe(ply_vertices, 'vertex')
        PlyData([el]).write(output_file)
        print(f"PLY file created at {output_file}")
    except Exception as e:
        print(f"Error converting USD to PLY: {e}")

USD 到 PLY 转换的单元测试

用于单元测试的 Python 脚本

import unittest
import os
class TestUsdToPlyConversion(unittest.TestCase):
    def test_conversion(self):
        input_file = "test_file.usda"
        output_file = "output_file.ply"
        convert_usd_to_ply(input_file, output_file)
        self.assertTrue(os.path.exists(output_file))
if __name__ == "__main__":
    unittest.main()

关于从 USD 文件中提取点的常见问题

1. 目的是什么 Usd.Stage.Open？
2. Usd.Stage.Open 将 USD 文件加载到内存中，从而允许遍历和操作场景图。
3. 如何处理提取的顶点中缺失的 Z 值？
4. 确保您使用以下命令正确访问网格的所有属性 UsdGeom.Mesh(prim).GetPointsAttr().Get()。另外，验证源 USD 文件的完整性。
5. 使用有什么好处 plyfile 用于 PLY 转换？
6. 这 plyfile 库简化了结构化 PLY 文件的创建，从而更轻松地生成点云数据的标准化输出。
7. 我可以在 AWS Lambda 中使用这些脚本吗？
8. 是的，这些脚本旨在使用轻量级库，并且与 AWS Lambda 等无服务器环境完全兼容。
9. 如何验证生成的 PLY 或 LAS 文件？
10. 使用 Meshlab 或 CloudCompare 等可视化工具，或将单元测试与命令集成 os.path.exists 以确保正确创建文件。

关于顶点提取和转换的最终想法

从 USD 文件中准确提取顶点是 3D 工作流程中的常见挑战。通过优化的 Python 脚本，您可以高效地管理创建点云或转换为 PLY 等格式等任务，而无需依赖外部工具。这些方法对于云环境是可扩展的。 🌐

通过自动化这些流程，您可以节省时间并确保输出的一致性。无论您是使用 AWS Lambda 还是准备大型数据集，这些解决方案都为创新和效率提供了可能性。掌握这些技术将为您带来管理 3D 数据的竞争优势。 🔧