Open3D在非AVX指令集CPU上的编译适配方案

背景介绍

Open3D作为一款功能强大的3D数据处理库，默认编译配置通常会启用AVX等现代CPU指令集以获得更好的性能。但在某些较旧的硬件平台（如使用X5690处理器的设备）上，由于缺乏AVX指令集支持，直接编译会遇到兼容性问题。本文将详细介绍如何在禁用AVX指令集的情况下成功编译Open3D。

关键问题分析

当在仅支持SSE指令集的CPU上编译Open3D时，主要会遇到两个核心问题：

1. Embree库（Open3D使用的光线追踪内核）默认会尝试构建AVX版本
2. 编译系统会错误地寻找AVX版本的库文件

完整解决方案

系统环境准备

首先需要确保系统已安装必要的依赖库：

sudo apt install libassimp-dev libgfortran-*-dev

Embree配置修改

修改3rdparty/embree/embree.cmake文件中的关键配置：

1. 禁用所有AVX相关指令集，启用SSE4.2：

set(ISA_ARGS 
    -DEMBREE_ISA_AVX=OFF
    -DEMBREE_ISA_AVX2=OFF
    -DEMBREE_ISA_AVX512=OFF
    -DEMBREE_ISA_SSE2=ON
    -DEMBREE_ISA_SSE42=ON
)

2. 修改库文件生成目标：

set(ISA_LIBS embree_sse42)
set(ISA_BUILD_BYPRODUCTS "<INSTALL_DIR>/${Open3D_INSTALL_LIB_DIR}/${CMAKE_STATIC_LIBRARY_PREFIX}embree_sse42${CMAKE_STATIC_LIBRARY_SUFFIX}")

CMake配置调整

在项目根目录的CMakeLists.txt中添加必要的依赖查找：

find_package(assimp REQUIRED)
target_link_libraries(ConvertPointCloud PRIVATE assimp)

find_package(OpenSSL REQUIRED)
target_link_libraries(OfflineReconstruction PRIVATE OpenSSL::Crypto)

同时确保以下编译选项设置正确：

option(USE_SYSTEM_ASSIMP "Use system pre-installed assimp" ON)
option(USE_SYSTEM_CURL "Use system pre-installed curl" ON)
option(USE_SYSTEM_EIGEN3 "Use system pre-installed eigen3" ON)

编译命令配置

使用以下cmake命令进行配置：

cmake .. \
    -DBUILD_SHARED_LIBS=OFF \
    -DBUILD_CUDA_MODULE=OFF \
    -DUSE_BLAS=ON \
    -DBUILD_WEBRTC=OFF \
    -DLLVM_ENABLE_WERROR=OFF \
    -DCMAKE_CXX_FLAGS="-Wall -Wextra -Wno-error -mno-avx -mno-avx2 -mno-fma" \
    -DOPENGL_INCLUDE_DIR=/usr/include \
    -DGLFW_USE_WAYLAND=OFF \
    -DOPEN3D_BUILD_GUI=ON \
    -DOPEN3D_BUILD_WEBRTC=OFF \
    -DBUILD_ASSIMP=ON \
    -DASSIMP=ON \
    -DOpen3D_BUILD_ASSIMP=ON \
    -DASSIMP_INCLUDE_DIR=/usr/include \
    -DASSIMP_LIBRARY=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libassimp.so \
    --compile-no-warning-as-error

处理编译器警告

为避免警告导致编译失败，执行以下命令：

find . -type f -exec sed -i 's/-Werror/-Wno-error/g' {} +

执行编译和安装

最后执行编译和安装：

make -j$(nproc) VERBOSE=1 --debug 2>&1 | tee build.log
sudo make install
sudo make install-python-package

技术原理

1. 指令集兼容性：通过-mno-avx等标志明确告知编译器不要生成AVX指令
2. 依赖管理：使用系统预装的assimp等库减少编译复杂度
3. 错误抑制：适当放宽编译警告要求确保构建过程顺利完成

注意事项

1. 此方案适用于Ubuntu 24.10系统，其他Linux发行版可能需要调整路径
2. 编译出的库性能可能略低于AVX版本，但保证了兼容性
3. 建议在干净的环境中执行上述步骤，避免残留文件干扰

通过以上步骤，开发者可以在不支持AVX指令集的较旧CPU平台上成功编译和使用Open3D库，为传统硬件环境下的3D应用开发提供了可能。