【vtk学习笔记4】基本数据类型

一、可视化数据的基本特点

可视化数据有以下特点:

  1. 离散型
    计算机处理的数据是对无限、连续的空间进行采样,生成的有限采样点数据。在某些离散点上有精确的值,但点与点之间值不可知,只有通过插值方式获取
  2. 数据具有规则或不规则的结构
    可视化数据分为规则与不规则或称为结构化与非结构化。规则结构数据点之间有固定的关联关系,可以通过这些关系确定每个点的坐标,不规则数据之间没有关联关系。规则结构的数据在存储及计算时占优势,不规则数据在数据表达方面更加自由、灵活、通用
  3. 数据具有维度
    可视化数据分为零维、一维、二维、三维甚至更高维,例如零维表现为点,一维数据表现为曲线,二维数据表现为曲面,三维数据表现为体,甚至可以包含时间维度。

二、数据对象vtkDataObject

在VTK中,数据一般以数据对象(类vtkDataObject)的形式表现。数据对象是数据的集合,数据对象表现的数据是可以被可视化管线处理的数据,只有当数据对象被组织成一种结构后,才能被VTK提供的可视化算法处理。

VTK里的所有数据结构形式都是从vtkDataObject派生出来,但在实际的应用中,没有直接使用vtkDataObject来实例化数据对象,而是根据具体的可视化数据选用具体的子类实现。

三、vtkDataSet

将数据对象组织成一种结构并且赋予相应的属性值,就形成了数据集(DataSet)。vtk里与数据集对应的类是vtkDataSet,该类从vtkDataObject直接派生。vtkDataSet由两部分组成:组织结构、属性数据。

组织结构又细分为拓扑结构和几何结构。拓扑结构描述了对象的构成形式,几何结构表述对象的空间位置关系。如点数据定义的一系列坐标点构成了数据集的几何结构;点之间的连接形成单元数据(Cell Data)则是拓扑结构。

属性数据是组织结构数据的补充,可以是空间某点的位移值,温度值等。

四、单元类型

一系列有序的点按指定类型连接所定义的结构就是单元,数据集由一个或多个单元组成。VTK支持的线性和非线性单元如下图:

VTK线性单元

VTK非线性单元

单元是由单元类型和构成单元的顶点两部分组成。单元类型决定了点集里点的顺序,点的个数是单元是大小Size。单元的线性与非线性的划分主要是以插值函数为依据。VTK里单元类型的定义在vtkCellType.h文件中。

非线性单元提供更加准确的插值函数,可获得更加理想的可视化效果。非线性单元需转换成线性单元才能进行渲染,VTK中是将非线性单元进行细分,将细分结果当初线性单元进行处理。

VTK用固定细分方法处理非线性单元

最后看个绘制三角形的例子:

cpp 复制代码
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkPolygon.h>
#include <vtkTriangle.h>
#include <vtkCellArray.h>
#include <vtkPolyData.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkNew.h>
#include <iostream>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 几何点
	vtkNew<vtkPoints> points;
	points->InsertNextPoint(0.0, 0.0, 0.0);
	points->InsertNextPoint(1.0, 0.0, 0.0);
	points->InsertNextPoint(1.0, 1.0, 0.0);

    // 多边形单元,有三个顶点
	vtkNew<vtkPolygon> polygon;
	polygon->GetPointIds()->SetNumberOfIds(3);
	polygon->GetPointIds()->SetId(0, 0);
	polygon->GetPointIds()->SetId(1, 1);
	polygon->GetPointIds()->SetId(2, 2);

    // 数据集的单元Set
	vtkNew<vtkCellArray> cells;
	cells->InsertNextCell(polygon);

    // 建立多边形数据集,包括几何点与拓扑信息
	vtkNew<vtkPolyData> polygonPolyData;
	polygonPolyData->SetPoints(points);
	polygonPolyData->SetLines(cells);

	vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper =
		vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
	mapper->SetInputData(polygonPolyData);

	vtkSmartPointer<vtkActor> actor =
		vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
	actor->SetMapper(mapper);

	vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer =
		vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
	renderer->AddActor(actor);
	renderer->SetBackground(0.5, 0.5, 0.5);

	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =
		vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
	renderWindow->AddRenderer(renderer);
	renderWindow->SetSize( 640, 480 );
	renderWindow->Render();
	renderWindow->SetWindowName("PolyDataNew");

	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =
		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
	renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);

	renderWindow->Render();
	renderWindowInteractor->Start();

	return EXIT_SUCCESS;
}
相关推荐
iqay3 小时前
【C语言】填空题/程序填空题1
c语言·开发语言·数据结构·c++·算法·c#
程序猿编码3 小时前
自定义命令执行器:C++中命令封装的深度探索(C/C++实现)
linux·c语言·c++·网络安全·shell·命令行
wen__xvn4 小时前
每日一题洛谷B3865 [GESP202309 二级] 小杨的 X 字矩阵c++
c++·算法·矩阵
makabaka_T_T4 小时前
25寒假算法刷题 | Day1 | LeetCode 240. 搜索二维矩阵 II,148. 排序链表
数据结构·c++·算法·leetcode·链表·矩阵
学游戏开发的5 小时前
UE求职Demo开发日志#19 给物品找图标,实现装备增加属性,背包栏UI显示装备
c++·笔记·游戏引擎·unreal engine
c-c-developer6 小时前
C++ Primer 标准库类型string
开发语言·c++
宁静致远20216 小时前
Ubuntu下的Doxygen+VScode实现C/C++接口文档自动生成
c++·vscode·ubuntu
Bluesonli6 小时前
第 2 天:创建你的第一个 UE5 C++ 项目!
c++·学习·ue5·虚幻·虚幻引擎·unreal engine
比特在路上7 小时前
蓝桥杯之c++入门(四)【循环】
c++·职场和发展·蓝桥杯
pay顿7 小时前
C++基础day1
c++·学习·笔试