OpenCV中Viz模块的安装（VS2015）

背景
因工作需要使用openCV中的Viz模块，而默认的OpenCV包是不含viz模块的。故需特别安装，现将安装过程简要记录如下，以作备忘。
OpenCV 2.4.13
VTK 7.1.1
CMake-Gui 3.10.1
Visual Studio 2015
Windows 10 x64

安装过程
0. 安装Cmake

无论是VTK还是OpenCV的安装都需要先使用CMake生成VS工程文件，所以必须在正式开始安装之前准备好CMake。我是用的是Cmake-Gui 3.10.1，可以在这里下载到。CMake的安装很简单，不再赘述。

1. 编译安装VTK
因为OpenCV的viz模块是基于VTK库的，所以在安装viz之前必须先安装VTK库。VTK库的源文件在www.vtk.org可以下载到。我选择了7.1.0版本。将源文件解压到某文件夹，如:D:\VTK-7.1.1。

打开Cmake-GUI，在第一行where is the source code中选择上面解压的源文件，即D:\VTK-7.1.1。第二行where to build the binaries选择生成结果的目标位置，这里我选择D:\VTK-7.1.1build。点击Configure，第一次Configuration时会让你选择生成器。这里选择 "Visual Studio 14 2015"。这里如果选错了，会发生如下错误：

CMake Error at CMakeLists.txt:64 (project):
  Failed to run MSBuild command:

    MSBuild.exe

  to get the value of VCTargetsPath:

这时可以换一个生成结果的目标位置再次点击Configure，然后会再次让你选择生成器。

这个生成过程会持续一小段时间。之后会在Cmake界面出现一系列配置选项。其中需要做三处修改：

选中BUild_SHARED_LIBS项
取消选中BUILD_EXAMPLES项
取消选中BUILD_TESTING项
后两处操作主要是为了加快生成速度。修改完成后点击Generate生成VS工程文件。这个过程持续时间更长。

生成完毕后用管理员身份打开D:\VTK-7.1.1build中的VTK.sln或者用管理员身份运行VS2015然后从程序内打开这个sln文件。在这个个工程中右键单击ALL_BUILD项目然后选择build。我分别用debug x64和release x64进行了build。这个也要持续很久。

build完ALL_BUILD项目之后，右键单机INSTALL项目，选择Projekt Only ->Build Only INSTALL以完成安装过程。注意如果之前没有使用管理员身份运行，这里可能会安装失败。至此VTK安装完成。默认安装在C:\Program Files\VTK

2. 编译OpenCV
在网上下载好OpenCV的源代码或windows安装文件。在使用windows安装文件后，源代码和编译后的文件会分别解压到build和source文件夹。但是这个build中是不包含viz模块的。如果要使用viz模块必须自行手动编译。如果使用OpenCV 3.0以上版本，根据相关教程，可能还需要在这里下载OpenCV contrib模块。这个模块集成了一些实验性功能的源代码。但是我是用的是OpenCV 2.4.13版本，viz的源代码已经集成在source文件夹中了，无需单独下载，只需要手动编译。

与VTK安装过程类似，在Cmake的第一行选择Opencv的source文件夹，比如D:\opencv\sources。第二行选择输出位置，比如D:\opencv-build。同样的选择生成器为VS 2015完成Configuration。完成后会出现一系列编译选项。其中比较重要的是必须选中WITH_VTK项并且令VTK_DIR=C:/Program Files/VTK/lib/cmake/vtk-7.1（VTK安装目录。某些教程也说选择VTKbuild目录，即D:\VTK-7.1.1build·）。如果没有VTK_DIR选项可能需要先点击一下Generate之后会出现。

这时可能出现下列警告，但是无需理会。

CMake Warning at cmake/OpenCVPackaging.cmake:23 (message):
  CPACK_PACKAGE_VERSION does not match version provided by version.hpp
  header!
Call Stack (most recent call first):
  CMakeLists.txt:1103 (include)

生成之后，同样用管理员身份打开OpenCV.sln工程文件。打开之后分别用release和debug模式build ALL_BUILD模块。然后再同样地分别用release和debug模式build INSTALL。

在这一过程我遇到了下列错误：

1>     Creating library D:/opencv-build2/lib/Release/opencv_viz2413.lib and object D:/opencv-build2/lib/Release/opencv_viz2413.exp
1>vizcore.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "__declspec(dllimport) public: static class vtkOBJReader * __cdecl vtkOBJReader::New(void)" (__imp_?New@vtkOBJReader@@SAPEAV1@XZ) referenced in function "public: static class vtkSmartPointer<class vtkOBJReader> __cdecl vtkSmartPointer<class vtkOBJReader>::New(void)" (?New@?$vtkSmartPointer@VvtkOBJReader@@@@SA?AV1@XZ)
1>vizcore.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "__declspec(dllimport) public: static class vtkOBJReader * __cdecl vtkOBJReader::SafeDownCast(class vtkObjectBase *)" (__imp_?SafeDownCast@vtkOBJReader@@SAPEAV1@PEAVvtkObjectBase@@@Z) referenced in function "class cv::Mat __cdecl cv::viz::readCloud(class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> > const &,class cv::_OutputArray const &,class cv::_OutputArray const &)" (?readCloud@viz@cv@@YA?AVMat@2@AEBV?$basic_string@DU?$char_traits@D@std@@V?$allocator@D@2@@std@@AEBV_OutputArray@2@1@Z)
1>vizcore.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "__declspec(dllimport) public: static class vtkSTLReader * __cdecl vtkSTLReader::SafeDownCast(class vtkObjectBase *)" (__imp_?SafeDownCast@vtkSTLReader@@SAPEAV1@PEAVvtkObjectBase@@@Z) referenced in function "class cv::Mat __cdecl cv::viz::readCloud(class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> > const &,class cv::_OutputArray const &,class cv::_OutputArray const &)" (?readCloud@viz@cv@@YA?AVMat@2@AEBV?$basic_string@DU?$char_traits@D@std@@V?$allocator@D@2@@std@@AEBV_OutputArray@2@1@Z)
1>vizcore.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "__declspec(dllimport) public: static class vtkSTLReader * __cdecl vtkSTLReader::New(void)" (__imp_?New@vtkSTLReader@@SAPEAV1@XZ) referenced in function "public: static class vtkSmartPointer<class vtkSTLReader> __cdecl vtkSmartPointer<class vtkSTLReader>::New(void)" (?New@?$vtkSmartPointer@VvtkSTLReader@@@@SA?AV1@XZ)
1>D:\opencv-build2\bin\Release\opencv_viz2413.dll : fatal error LNK1120: 4 unresolved externals

经检查这是因为编译器无法解释vtkOBJReader和vtkSTLReader这两个类，而根据文档，这两个类属于vtkIOGeometry模块。所以只需要在编译器配置中加上这一个模块即可。具体的，右键点击opencv_viz，然后在preperties->Linker->Input->Additional Dependencies中加入C:\Program Files\VTK\lib\vtkIOGeometry-7.1.lib即可顺利完成编译过程。

截至目前含有viz模块的OpenCV安装完成。但是要在程序中正常调用还需要配置Visual Studio的编译器设置。这一过程可以参考标准OpenCV在Visual Studio的配置过程。相关的教程和教学视频在网上非常丰富了，此处不再赘述。需要注意的是，在使用viz的时候会间接用到VTK的动态链接库，所以也要将VTK的库的位置加入到windows环境变量之中。