一、VTK编程中的基本对象
数据可视化一般需要一个数据源,可以来说具体的算法,如有限元、边界元等,也可以是测量数据,如医学检测数据等。这些基础数据经过变换处理,变成计算机图形流水线支持的数据,最后显示到屏幕上。
我们先看一段使用VTK渲染的代码:
cpp
#include <vtkActor.h>
#include <vtkCamera.h>
#include <vtkCylinderSource.h>
#include <vtkNamedColors.h>
#include <vtkNew.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <array>
int main(int, char*[])
{
vtkNew<vtkNamedColors> colors;
std::array<unsigned char, 4> bkg{{26, 51, 102, 255}};
colors->SetColor("BkgColor", bkg.data());
vtkNew<vtkCylinderSource> cylinder;
cylinder->SetResolution(8); // 设置圆柱体横截面等边多边形的边数
vtkNew<vtkPolyDataMapper> cylinderMapper;
cylinderMapper->SetInputConnection(cylinder->GetOutputPort());
vtkNew<vtkActor> cylinderActor; // 场景中的Actor对象
cylinderActor->SetMapper(cylinderMapper);
cylinderActor->GetProperty()->SetColor(
colors->GetColor4d("Tomato").GetData());
cylinderActor->RotateX(30.0);
cylinderActor->RotateY(-45.0);
vtkNew<vtkRenderer> renderer; // 渲染器
renderer->AddActor(cylinderActor);
renderer->SetBackground(colors->GetColor3d("BkgColor").GetData());
renderer->ResetCamera();
renderer->GetActiveCamera()->Zoom(1.5);
// 窗口对象
vtkNew<vtkRenderWindow> renderWindow;
renderWindow->SetSize(300, 300);
renderWindow->AddRenderer(renderer);
renderWindow->SetWindowName("Cylinder");
// 处理鼠标键盘交互对象
vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor;
renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
// 进入事件循环
renderWindow->Render();
renderWindowInteractor->Start();
return EXIT_SUCCESS;
}
这段代码中需要注意以下几个类:
- vtkCylinderSource:顾名思义,其生成一个圆柱体,数据类型是多边形几何数据类型vtkPloyData,可认为是我们要处理的原始数据;
- vtkPolyDataMapper: 用于渲染vtkPloyData,将输入数据转换为几何图元(点、线、面)进行渲染。vtkPolyDataMapper::SetInputConnection()是VTK可视化管线的输入数据接口,对应的可视化管线的输出数据接口是GetOutputPort()。
- vtkActor:该类派生自vtkProp类,数据要在场景中渲染时,并不是直接将数据加入渲染场景,而是以vtkProp的形式存在于渲染场景中。三维场景最常见用的vtkProp子类就是vtkActor。vtkProp依赖于两个对象:一个是vtkMapper对象,负责存放数据和渲染信息;另一个是vtkProperty对象,负责控制颜色、不透明度等参数。另外,vtkActor中还可设置纹理vtkTexture对象,用于纹理贴图。
- vtkRenderer:负责管理场景的渲染过程。组成场景的对象包括Prop,照相机和光照都被整合到一个vtkRenderer对象中;
- vtkRenderWindow:将窗口与VTK渲染管线连接在一起。不同平台下vtkRenderWindow子类负责管理计算机窗口创建和渲染。Windows下运行VTK程序,实际创建的是vtkWin32OpenGLRenderWindow对象。
- vtkRenderWindowInteractor :提供平台独立的响应鼠标、键盘事件交互机制。