ubuntu16下 Qt5.5.1 + PCL1.9 + VTK6.3 开发环境搭建 + 示例程序_C

背景

项目中需要完成点云可视化配准软件的开发，需要用到PCL点云库完成核心的算法部分，以及Qt构造用户界面，并使用VTK在Qt中对点云效果进行三维显示。

这里对在ubuntu16.04系统中的开发环境搭建过程和遇到的问题进行记录，供大家参考。

搭建流程 1、安装Qt

首先在系统中安装Qt，这里我选用了Qt5.5.1社区版(Community)，笔者在测试5.9.1版本时发现VTK安装缺少依赖，故推荐使用Qt5.6以下的5.x版本。

在ubuntu的apt-get中直接install的Qt在编辑时很卡，不好用，建议从Qt官网下载linux安装包进行图形化安装，下载地址：
https://download.qt.io/new_archive/qt/5.5/5.5.1/

选择qt-opensource-linux-x64-5.5.1.run下载64位的安装包，下载完成后直接安装，指定Qt安装的位置，默认安装在~/Qt5.5.1路径下。

2、编译VTK

从VTK官网下载源码进行编译。

由于我下载的是VTK的历史版本6.3，官网已不再支持，可从VTK的Gitlab仓库中寻找并下载。

地址：
https://gitlab.kitware.com/vtk/vtk/-/tags
点击图中的v6.3.0进行下载。

下载完成后进行编译，这里假定系统内已经安装了c++的编译环境。

首先对下载包进行解压，解压后进入文件目录，创建build文件夹，使用cmake-gui进行cmake的可视化编译：

mkdir build
cd bulid
cmake-gui

如果没有cmake-gui请apt-get进行安装。

打开后界面如下，设置where the source code（cmake编译位置）为下载包的文件路径vtk-v6.3.0，设置where to build the binaries（cmake构建位置）为刚才创建的build文件夹vtk-v6.3.0/build，点击configure，CmakeSetup保持默认选项，点finish。

在d出的选项列表中勾选VTK_Group_Qt，CMAKE_BUILD_TYPE改为Release，点击configure，VTK_QT_VERSION改为5，点击configure，Qt5_DIR路径改为刚才Qt5安装目录/5.5/gcc_64/lib/cmake/Qt5，点击configure。

这里需要指定Qt5路径的原因是VTK_Group_Qt的安装编译需要用到Qt5自身的库。

多次点击configure，确保没有新的红色选项出现且显示Configure done后，点击generate。

Generate done即完成了camke。

进入build，发现已经cmake已经生成了Makefile，开始编译安装：

make
sudo make install

安装完成后，可打开路径查看是否成功安装，/usr/local是make install的默认安装路径。

vtk的头文件应该在/usr/local/include/vtk-6.3中，库文件在/usr/local/lib/vtk-6.3中，存在文件夹即表示安装成功。

VTK安装完成后，需要将编译生成的libQVTKWidgetPlugin.so库文件复制到Qt5安装路径的/Tools/QtCreator/bin/plugins/designer中，这样就可以在Qt Designer中使用QVTKWidget控件了，这个控件用来在窗体中预览点云。

3、编译PCL

接下来从PCL的github下载PCL1.9.1的源码，下载地址：
https://github.com/PointCloudLibrary/pcl/releases/tag/pcl-1.9.1
下载Source code (tar.gz)，解压后进入目录，同样进行cmake可视化编译：

mkdir build
cd bulid
cmake-gui

编译流程同VTK，选择对应的cmake路径和build路径，编译过程中注意勾选BUILD_visualization选项，这样才能安装PCL可视化模块。

安装过程中如果报错，检查是否提示缺少依赖（如Eigen、FLANN），若缺少依赖则先编译安装对应的依赖，安装过程同上，到官网下载源码进行编译。

完成cmake后进入build进行编译安装：

make
sudo make install

编译时间较长，完成后同样可检查/usr/local/include下是否出现了pcl-1.9文件夹，出现则说明安装成功。

4、创建Qt窗体工程

Qt使用特殊的qmake代码管理工具进行项目管理，而更为通用的c代码管理工具是cmake，PCL和VTK都使用cmake进行管理，因此为了将PCL和VTK引入Qt，需要使用cmake接管Qt工程，这里首先参照Qt官网的cmake教程，创建一个使用cmake管理的Qt窗体工程。

首先打开刚才安装的Qt（~/Qt5.5.1/Tools/QtCreator/bin/qtcreator），点击new project创建一个Qt Widgets Application（Qt窗体项目），使用默认选项，记住项目创建的路径。

然后退出Qt，在任意路径下创建一个文件夹，可命名为qtCmakePro，将刚才项目路径文件夹下自动生成的所有文件拷贝到qtCmakePro文件夹下，因为要使用cmake管理项目，故可删除无用的csdn.pro和csdn.pro.user文件。

也就是拷贝下面四个文件到qtCmakePro：

在qtCmakePro中新建CMakeLists.txt文件，输入以下内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.1.0)

project(helloworld VERSION 1.0.0 LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTORCC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)

if(CMAKE_VERSION VERSION_LESS "3.7.0")
    set(CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR ON)
endif()

set(Qt5_DIR ~/Qt5.5.1/5.5/gcc_64/lib/cmake/Qt5) #find Qt5Config.cmake path
find_package(Qt5 COMPONENTS Widgets REQUIRED)

add_executable(helloworld
    mainwindow.ui
    mainwindow.cpp
    main.cpp
)

target_link_libraries(helloworld Qt5::Widgets)

内容参考了官网的cmake构建教程，其中set(Qt5_DIR ~/Qt5.5.1/5.5/gcc_64/lib/cmake/Qt5)用于指定Qt5的find_package路径为我们自己的安装路径。

完成后再次打开Qt，选择open project，选择刚创建的qtCmakePro中的CMakeLists.txt打开，选择执行cmake，编译无问题即成功构建了cmake管理的qt窗体工程。

随后将VTK和PCL引入此Qt窗体的开发环境中，将CMakeLists.txt修改为如下内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.1.0)

project(helloworld VERSION 1.0.0 LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTORCC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)

if(CMAKE_VERSION VERSION_LESS "3.7.0")
    set(CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR ON)
endif()

set(Qt5_DIR ~/Qt5.5.1/5.5/gcc_64/lib/cmake/Qt5) #find Qt5Config.cmake path
find_package(Qt5 COMPONENTS Widgets REQUIRED)

set(VTK_DIR /usr/local/lib/cmake/vtk-6.3) #find VTKConfig.cmake path
find_package(VTK REQUIRED)

set(PCL_DIR /usr/local/share/pcl-1.9) #find pcl-1.9Config.cmake path
find_package(PCL REQUIRED)

include(${VTK_USE_FILE})#load VTK path variables

include_directories(${PCL_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${PCL_LIBRARY_DIRS})
add_definitions(${PCL_DEFINITIONS})

include_directories(${VTK_INCLUDES})
add_executable(helloworld
    mainwindow.ui
    mainwindow.cpp
    main.cpp
)

target_link_libraries(helloworld Qt5::Widgets ${PCL_LIBRARIES} ${VTK_LIBRARIES})