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open3d.core.Tensor 是 Open3D 中定义的高维张量类。本文档将介绍 open3d.core.Tensor 的基本功能和操作。

创建张量

Open3D 的张量可以使用以下方式创建：

import open3d.core as o3c

t1 = o3c.Tensor([[1, 2], [3, 4]])  # 创建2x2的张量
t2 = o3c.Tensor.ones((3, 4))  # 创建3x4的全1张量
t3 = o3c.Tensor.zeros((2, 3, 4))  # 创建2x3x4的全0张量

张量属性

张量的属性包括 shape 、 dtype 和 device。shape 表示张量的形状， dtype 表示张量的数据类型， device 表示张量存储的设备。

t = o3c.Tensor.ones((2, 3))

print(t.shape)  # 输出 (2, 3)
print(t.dtype)  # 输出 float32
print(t.device)  # 输出 cpu:0

张量运算

Open3D 支持多种数学运算，包括数学操作（如加、减、乘、除等）和比较操作（如大于、小于等）。以下为一些示例：

t1 = o3c.Tensor([[1, 2], [3, 4]])
t2 = o3c.Tensor.ones((2, 2))

# 加、减、乘、除
print(t1 + t2)  # 输出 [[ 2., 3.], [ 4., 5.]]
print(t1 - t2)  # 输出 [[0., 1.], [2., 3.]]
print(t1 * t2)  # 输出 [[1., 2.], [3., 4.]]
print(t1 / t2)  # 输出 [[1., 2.], [3., 4.]]

# 大于、小于
print(t1 > t2)  # 输出 [[False, True], [True, True]]
print(t1 < t2)  # 输出 [[True, False], [False, False]]

张量操作

Open3D 也支持多种张量操作。

改变形状

可以使用 reshape 操作改变张量的形状。

t = o3c.Tensor.ones((2, 3, 4))
t2 = t.reshape((3, 8))  # 变换为3x8的张量

print(t2.shape)  # 输出 (3, 8)

矩阵操作

使用 transpose 和 matmul 进行矩阵操作。以下示例展示了如何计算两个张量的矩阵乘积：

t1 = o3c.Tensor([[1, 2], [3, 4]])  # 2x2的矩阵
t2 = o3c.Tensor([[5, 6], [7, 8]])  # 2x2的矩阵

t3 = o3c.matmul(t1, t2)  # 计算乘积

print(t3)  # 输出 [[19., 22.], [43., 50.]]

广播

Open3D 支持广播操作。在广播操作中，如果两个张量的形状在某一维度上不相同，则可以通过自动地复制其中一个张量来使它们具有相同的形状。以下是一个示例：

t1 = o3c.Tensor.ones((2, 3))
t2 = o3c.Tensor([1, 2, 3])

t3 = t1 + t2  # t2被扩展为(2, 3)的张量

print(t3)  # 输出 [[2., 3., 4.], [2., 3., 4.]]