VTK 策略模式详解：InteractorStyle、Mapper、Picker 与可替换算法

系列入门篇：05 策略模式 · Qt / VTK 设计模式

本文基于 VTK 官方 API 与 Kitware 开源源码梳理，不依赖任何特定业务项目。

主要参考：vtkRenderWindowInteractor、vtkInteractorStyle、vtkMapper、vtkAbstractPicker、VTK Examples StyleSwitch

写在前面：VTK 里「策略」到底指什么

GoF 策略模式 的一句话：定义一族算法，把它们封装起来，并且使它们可以互相替换 。

调用方依赖抽象接口，运行期换实现，而不是在业务代码里堆 if (mode == A) ... else if (mode == B) ...。

VTK 没有一个叫 vtkStrategy 的基类，但策略思想散落在多个模块里，最典型的是：

维度	Strategy 抽象	Context 持有方	典型切换 API
交互	`vtkInteractorStyle`	`vtkRenderWindowInteractor`	`SetInteractorStyle()`
绘制	`vtkMapper`	`vtkActor` / `vtkVolume`	`SetMapper()`
拾取	`vtkAbstractPicker`	`vtkRenderWindowInteractor` 或业务代码	`SetPicker()` / 局部使用
（扩展）	插值、坐标映射、体绘制后端等	对应 Filter / Prop	各模块 `SetXxx()`

本篇按 交互 → 绘制 → 拾取 → 组合与其他模式 展开；读完应能回答：

为什么 SetInteractorStyle 是教科书级策略？
换 Mapper 和换 Style 有什么相同与不同？
自定义交互工具时，Style、Widget、Observer 怎么分工？
策略模式在 VTK 里经常和哪些模式叠在一起？

1. GoF 策略模式：先对齐概念

1.1 经典结构

复制代码

        ┌─────────────┐
        │   Context   │  持有 Strategy*，把请求委托给它
        └──────┬──────┘
               │ uses
               ▼
        ┌─────────────┐
        │  Strategy   │  抽象接口
        └──────┬──────┘
       ┌───────┼───────┐
       ▼       ▼       ▼
   ConcreteA  B       C   可互换的具体算法

1.2 策略模式要满足的性质

性质	含义	VTK 交互层的对应
算法可替换	运行期换实现，调用方代码少改	`iren->SetInteractorStyle(newStyle)`
开闭原则	新增算法 = 新子类，不必改 Context	新建 `vtkInteractorStyle` 子类
消除条件分支	Context 不写满屏 mode 判断	Interactor 只转发事件，不解析手势
同一接口	所有策略同一组虚函数	`OnLeftButtonDown()` 等

1.3 策略 vs 状态 vs 模板方法（VTK 里极易混）

模式	谁决定用哪个算法	VTK 例子
策略	客户端显式 `SetInteractorStyle`	用户点「框选工具」→ 换 RubberBand Style
状态	对象内部状态自动切换行为	`vtkAlgorithm` 管线状态（已修改 / 已执行）
模板方法	基类固定骨架，子类填步骤	`vtkAlgorithm::ProcessRequest` 管线；`vtkInteractorStyle` 里部分流程固定、子类重写 `On*`

vtkInteractorStyle 本身是 策略 + 模板方法 的混合：基类负责事件绑定与 InvokeEvent 骨架，子类重写 OnLeftButtonDown() 等实现具体手势------但 选用哪个子类 仍是策略语义（由 SetInteractorStyle 决定）。

1.4 策略 vs 桥接

桥接：把「抽象」与「实现」两个维度拆开（例如 Prop 与 Mapper 分离）。
策略：强调 同一时刻只选一种算法 执行。

vtkActor 持 vtkMapper* 既有桥接味道（表现与绘制分离），也有策略味道（换 Mapper = 换绘制算法）。VTK 文档很少用模式术语，但 从用法上按策略理解最实用。

2. 总览：从鼠标到像素的一条链

复制代码

OS 输入（鼠标/键盘/触摸）
    │
    ▼
vtkRenderWindowInteractor     ← Context（壳，路由事件）
    │  GetInteractorStyle()
    ▼
vtkInteractorStyle            ← Strategy：手势算法（旋转 / 框选 / 窗宽窗位）
    │  更新 Camera / Actor / Selection
    ▼
vtkRenderer::Render()
    │
    ▼
vtkActor / vtkVolume
    │  GetMapper()
    ▼
vtkMapper                     ← Strategy：如何把数据画出来
    │
    ▼
GPU / 帧缓冲

拾取（点击选中物体）可发生在 Style 处理过程中或业务层主动调用，算法由 vtkAbstractPicker 子类决定------又是策略。

3. 交互策略：`vtkInteractorStyle` 深度剖析

3.1 Context：`vtkRenderWindowInteractor` 只是「壳」

VTK 官方对 vtkRenderWindowInteractor 的说明（意译）：

与早期版本不同，现在它主要作为外壳，保存用户偏好，并把平台相关消息 路由到 vtkInteractorStyle。

关键 API：

cpp 复制代码

virtual void SetInteractorStyle(vtkInteractorObserver*);
virtual vtkInteractorObserver* GetInteractorStyle();

内部持有：

cpp 复制代码

vtkSmartPointer<vtkInteractorObserver> InteractorStyle;

默认构造出来的往往是 vtkInteractorStyleSwitch（见下节）------本身就是一个「策略选择器」。

Context 的职责：

平台层：Windows / macOS / Qt / X11 事件循环、Initialize() / Start()
把 LeftButtonPress 等 中性事件 转给当前 Style
持有 Picker、帧率、灯光跟随相机等全局偏好
不关心 左键到底是旋转还是框选------那是 Style 的事

这就是策略模式里 Context 只委托、不实现算法 的典型形态。

3.2 Strategy 接口：`vtkInteractorStyle` 家族

继承关系（简化）：

复制代码

vtkObject
  └── vtkInteractorObserver
        └── vtkInteractorStyle
              ├── vtkInteractorStyleTrackballCamera
              ├── vtkInteractorStyleTrackballActor
              ├── vtkInteractorStyleJoystickCamera
              ├── vtkInteractorStyleJoystickActor
              ├── vtkInteractorStyleRubberBand2D
              ├── vtkInteractorStyleRubberBand3D
              ├── vtkInteractorStyleRubberBandPick
              ├── vtkInteractorStyleImage          // 2D 图像窗宽窗位
              ├── vtkInteractorStyleTerrain
              ├── vtkInteractorStyleFlight
              ├── vtkInteractorStyleMultiTouchCamera
              ├── vtkInteractorStyleSwitch         // 内嵌多策略
              └── 你的 MyInteractorStyle

Trackball vs Joystick：同一类问题的两种算法

风格	交互隐喻	鼠标按住时	典型场景
Trackball	抓住物体/相机拖动	按下移动才动作，松手停止	网格查看、CAD 浏览
Joystick	摇杆持续推动	按住产生连续事件流	旧式 VTK 示例、飞行浏览

vtkInteractorStyleTrackballCamera：绕相机旋转场景（医学影像、通用 3D 浏览最常见）。

vtkInteractorStyleTrackballActor：绕 单个 Actor 变换（操纵模型本身）。

vtkInteractorStyleImage：2D 切片上的平移、缩放、窗宽窗位。

专用交互策略

类	策略语义
`vtkInteractorStyleRubberBand2D`	屏幕矩形框选，发 `SelectionChangedEvent`
`vtkInteractorStyleRubberBand3D`	3D 视锥框选
`vtkInteractorStyleRubberBandPick`	框选 + 拾取组合
`vtkInteractorStyleMultiTouchCamera`	触摸缩放/旋转

3.3 事件如何流到策略：调用栈（概念）

复制代码

平台：鼠标左键按下
  → vtkRenderWindowInteractor::LeftButtonPressEvent()
  → vtkInteractorStyle::OnLeftButtonDown()    // 虚函数，子类实现
  → （Trackball）旋转相机 / （RubberBand）记录起点
  → InvokeEvent(LeftButtonPressEvent)       // 仍可被外部 observer 监听
  → 可能 RenderWindow->Render()

vtkInteractorStyle 文档说明：除处理手势外，还会 InvokeEvent 发出标准事件（LeftButtonPressEvent、StartInteractionEvent、EndInteractionEvent 等），供 Observer + vtkCommand 订阅。

因此：

Style = 默认手势算法（策略）
AddObserver = 在同一条事件总线上挂额外逻辑（观察者）
二者常一起用，但不是同一模式。

3.4 运行期切换策略：最小示例

cpp 复制代码

#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
#include <vtkInteractorStyleRubberBand2D.h>

class InteractionTool {
public:
  explicit InteractionTool(vtkRenderWindowInteractor* iren) : m_iren(iren) {
    m_navigate = vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera>::New();
    m_select = vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleRubberBand2D>::New();
    m_iren->SetInteractorStyle(m_navigate); // 默认浏览
  }

  void enterNavigateMode() { m_iren->SetInteractorStyle(m_navigate); }
  void enterSelectMode()  { m_iren->SetInteractorStyle(m_select); }

private:
  vtkRenderWindowInteractor* m_iren;
  vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera> m_navigate;
  vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleRubberBand2D> m_select;
};

要点：

复用 vtkSmartPointer 保存策略实例，避免每次 new
切换前可 GetInteractorStyle() 存为「上一模式」，便于工具栏退出时恢复
SetInteractorStyle 后检查 CurrentRenderer 是否仍正确（多视口时见 §7）

3.5 `vtkInteractorStyleSwitch`：策略的策略（Context 嵌套）

VTK 默认 Interactor 常配 vtkInteractorStyleSwitch。它 内部持有 4～5 个子 Style ，在 OnChar() 里根据按键切换：

j / t：Joystick ↔ Trackball
c / a：Camera ↔ Actor

cpp 复制代码

vtkNew<vtkInteractorStyleSwitch> style;
renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(style);
// 运行期按键切换，或代码：
style->SetCurrentStyleToTrackballCamera();

这是 策略模式套策略模式：

对外：Interactor 只看到一个 vtkInteractorStyleSwitch
对内：CurrentStyle 指向真正的 ConcreteStrategy

官方示例：StyleSwitch

应用层可仿照它写 自己的 Switch ：例如「浏览 / 测量 / 标注」三模式，用工具栏改 CurrentStyle，而不是让 Interactor 直接感知模式枚举。

3.6 自定义 `vtkInteractorStyle`：推荐步骤

继承最接近的现有类 （多数情况选 vtkInteractorStyleTrackballCamera）
只重写需要的 OnLeftButtonDown / OnMouseMove / OnChar 等
需要额外逻辑时 InvokeEvent，不要绕过基类除非有意为之
用 vtkSetMacro / 成员保存工具状态（橡皮筋起点、测量点等）
在析构或工具退出时 RemoveObservers，避免悬空 clientData

cpp 复制代码

class MeasureStyle : public vtkInteractorStyleTrackballCamera {
public:
  static MeasureStyle* New();
  vtkTypeMacro(MeasureStyle, vtkInteractorStyleTrackballCamera);

  void OnLeftButtonDown() override {
    // 记录测距点，或交给 vtkPointHandleWidget
    this->InvokeEvent(vtkCommand::LeftButtonPressEvent, nullptr);
    // 若仍要保留旋转：vtkInteractorStyleTrackballCamera::OnLeftButtonDown();
  }
};

机制	模式角色	适用场景
`vtkInteractorStyle`	全局交互策略	浏览、框选、图像窗宽窗位
`vtkAbstractWidget` + `vtkInteractorObserver`	局部工具，可 `GrabFocus`	gizmo、测距手柄、裁剪盒
`vtkCommand::AbortFlag`	责任链截断	Widget 消费事件后阻止 Style 继续处理

不要把所有交互都塞进一个巨型 Style 子类；常见做法：

默认 TrackballCamera 浏览
进入编辑工具时启用 Widget（GrabFocus）或临时换 RubberBand Style
退出时恢复默认 Style

详见 10 责任链。

4. 绘制策略：`vtkMapper` 深度剖析

4.1 为什么 Mapper 是策略

渲染管线里数据（vtkPolyData、vtkImageData...）与 怎么画 是分开的：

复制代码

vtkAlgorithm (Filter)  →  vtkDataSet
                              ↓
                         vtkMapper  ← Strategy：着色、图元类型、GPU 路径
                              ↓
                         vtkActor / vtkVolume
                              ↓
                         vtkRenderer

vtkActor::SetMapper(vtkMapper*) 与 SetInteractorStyle 同构：Prop 不关心具体绘制算法，只持有抽象 vtkMapper。

4.2 常见 Mapper 策略表

多边形面片

Mapper	输入	策略语义
`vtkPolyDataMapper`	`vtkPolyData`	经典三角面渲染
`vtkOpenGLPolyDataMapper`	`vtkPolyData`	OpenGL 路径（现代默认后端）
`vtkCompositePolyDataMapper`	复合 `vtkMultiBlockDataSet`	多块数据一次绘制

体绘制（Volume）

Mapper	策略语义
`vtkFixedPointVolumeRayCastMapper`	固定点 CPU 光线投射
`vtkGPUVolumeRayCastMapper`	GPU 光线投射（大数据常用）
`vtkSmartVolumeMapper`	根据数据与硬件自动选择后端（策略 + 简单工厂）

点、线、实例化

Mapper	策略语义
`vtkGlyph3DMapper`	每个点实例化一个图元（箭头、球）
`vtkPointGaussianMapper`	大范围点云，近似高斯 splat
`vtkLabeledDataMapper`	在点上画数值标签

图像 / 2D

Mapper	策略语义
`vtkImageSliceMapper`	轴位切片
`vtkImageResliceMapper`	任意平面重切片

4.3 切换 Mapper 示例

同一 Actor，从面片显示切到点云高亮：

cpp 复制代码

vtkNew<vtkPolyDataMapper> solidMapper;
solidMapper->SetInputConnection(polySource->GetOutputPort());

vtkNew<vtkPointGaussianMapper> pointMapper;
pointMapper->SetInputConnection(polySource->GetOutputPort());
pointMapper->EmissiveOff();

vtkNew<vtkActor> actor;
actor->SetMapper(solidMapper);
renderer->AddActor(actor);

void showAsPoints(vtkActor* actor) {
  actor->SetMapper(pointMapper);
  actor->GetProperty()->SetPointSize(3);
}

void showAsSurface(vtkActor* actor) {
  actor->SetMapper(solidMapper);
}

4.4 Mapper 策略的底层注意点

输入数据类型必须匹配

vtkPolyDataMapper 不能接 vtkImageData，否则空渲染或断言。
Modified() 与管线更新

换 Mapper 后通常 actor->Modified() + Render()；若接 Filter 输出，确保 Update() 已执行。
Scalar 与 LookupTable

同一 Mapper 换标量数组时，策略仍是「多边形绘制」，但着色规则靠 vtkMapper::SetScalarVisibility、SetColorMode 等------属于 Mapper 内部参数，不必换子类。
Volume 的 GPU / CPU

体数据很大时，vtkGPUVolumeRayCastMapper 与 CPU 实现在性能与精度上差异大；vtkSmartVolumeMapper 用策略 + 工厂减轻选择负担。
与 Filter 策略的区别
- Filter ：改数据（几何、拓扑、标量）
- Mapper ：改 绘制方式
  面扫软件里「网格简化」是 Filter，「线框 / 实体显示」常是 Mapper + vtkProperty。

5. 拾取策略：`vtkAbstractPicker` 家族

点击「选中牙齿 / 选中模型」依赖 拾取算法，又是一组可替换策略。

5.1 继承结构（简化）

复制代码

vtkAbstractPicker
  ├── vtkPicker              // 基于图形硬件 + 遍历 Prop，常用
  ├── vtkCellPicker          // 精确到单元，可获取世界坐标与 CellId
  ├── vtkPointPicker         // 精确到点
  ├── vtkPropPicker          // 只选 Prop，不深入几何
  ├── vtkWorldPointPicker    // 屏幕坐标 → 世界射线与平面交点
  └── vtkAreaPicker          // 区域拾取

5.2 Context 与使用方式

vtkRenderWindowInteractor 内建 vtkAbstractPicker* Picker，可通过 SetPicker 更换默认拾取策略。

两种用法：

cpp 复制代码

// A. 全局默认 picker
vtkNew<vtkCellPicker> cellPicker;
cellPicker->SetTolerance(0.001);
iren->SetPicker(cellPicker);

// B. 单次拾取（临时策略，不影响 Interactor 默认）
vtkNew<vtkPropPicker> propPicker;
if (propPicker->Pick(x, y, 0, renderer)) {
  vtkProp* prop = propPicker->GetViewProp();
}

5.3 策略选择指南

需求	推荐策略
快速选中物体	`vtkPropPicker`
需要 CellId / 重心坐标	`vtkCellPicker`
需要最近顶点	`vtkPointPicker`
框选多个 Actor	`vtkAreaPicker` 或 RubberBand Style + 回调
在空白处点地平面	`vtkWorldPointPicker` + 约束平面

拾取与 交互 Style 独立：Style 决定手势，Picker 决定「这一点的几何命中是谁」；RubberBand Style 常在 SelectionChangedEvent 里再调 AreaPicker。

6. 其他 VTK 模块中的策略思想（扩展阅读）

模块	抽象接口	替换的是什么
`vtkImageInterpolator`	插值核	最近邻 / 线性 / 三次
`vtkCoordinate`	坐标系策略	World / Display / NormalizedViewport
`vtkAbstractImageInterpolator`（重切片）	采样策略	质量 vs 速度
`vtkTextRenderer`	字体栅格化后端	FreeType 等
`vtkColorTransferFunction` + `vtkPiecewiseFunction`	传递函数	体绘制颜色/透明度映射（更像策略化配置）
`vtkAlgorithm` 子类	滤波算法	严格说是 Strategy + 管道，见 03 管道

这些不如 InteractorStyle / Mapper 典型，但在读源码时可用同一 lens：接口稳定，实现可换。

7. 多视口与多 Interactor 场景

复制代码

vtkRenderWindow
  ├── Renderer0  ←→  Interactor0 + Style0
  └── Renderer1  ←→  Interactor1 + Style1   // 或共享一个 Interactor

策略：

每个 Interactor 独立 Style ：左侧 3D 轨道球，右侧 2D vtkInteractorStyleImage
共享 Interactor ：vtkInteractorObserver::SetCurrentRenderer() 决定事件发给哪个 Renderer
切换 Style 时同步 SetDefaultRenderer / SetCurrentRenderer（vtkInteractorStyleSwitch 会转发给子 Style）

陷阱：只换 Style 不设 Renderer，会出现「鼠标在动但相机不动」------事件到了 Style，但 CurrentRenderer 为空。

8. 策略与其他模式的组合

组合	说明	VTK 例子
策略 + 工厂	工厂创建具体策略	`vtkInteractorStyle::New()`、`vtkSmartVolumeMapper` 选后端
策略 + 观察者	策略执行时发事件	Style `InvokeEvent(InteractionEvent)`
策略 + 责任链	多 listener 顺序处理	Widget AbortFlag + Style
策略 + 装饰	增强策略对象而非替换	`vtkLODActor` 包装绘制，见 06 装饰
策略 + 状态	管线对象内部阶段	`vtkAlgorithm` 执行状态 vs 交互 Style 由用户切换

9. 完整示例：浏览 / 框选工具切换

下面示例展示：Context 不变 ，两种 ConcreteStrategy 热切换，并监听框选结果。

cpp 复制代码

#include <vtkActor.h>
#include <vtkCallbackCommand.h>
#include <vtkCommand.h>
#include <vtkInteractorStyleRubberBand2D.h>
#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkSphereSource.h>

namespace {

void OnSelection(vtkObject* caller, unsigned long, void* clientData, void* callData) {
  auto* style = vtkInteractorStyleRubberBand2D::SafeDownCast(caller);
  if (!style || !callData) return;
  auto* region = static_cast<int*>(callData); // [x0,y0,x1,y1] 屏幕像素
  // 用 region 做 AreaPicker 或自定义逻辑
  (void)region;
  (void)clientData;
}

} // namespace

int main() {
  vtkNew<vtkSphereSource> sphere;
  vtkNew<vtkPolyDataMapper> mapper;
  mapper->SetInputConnection(sphere->GetOutputPort());
  vtkNew<vtkActor> actor;
  actor->SetMapper(mapper);

  vtkNew<vtkRenderer> renderer;
  renderer->AddActor(actor);
  vtkNew<vtkRenderWindow> rw;
  rw->AddRenderer(renderer);
  vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> iren;
  iren->SetRenderWindow(rw);

  vtkNew<vtkInteractorStyleTrackballCamera> navStyle;
  vtkNew<vtkInteractorStyleRubberBand2D> selectStyle;

  vtkNew<vtkCallbackCommand> selCmd;
  selCmd->SetCallback(OnSelection);
  selectStyle->AddObserver(vtkCommand::SelectionChangedEvent, selCmd);

  iren->SetInteractorStyle(navStyle); // 默认浏览

  // 模拟：用户点「框选」按钮时
  // iren->SetInteractorStyle(selectStyle);
  // 完成后恢复： iren->SetInteractorStyle(navStyle);

  rw->Render();
  iren->Start();
  return 0;
}

设计要点：

iren 自始至终是 Context
navStyle / selectStyle 是长期复用的策略实例
框选结果通过 Observer 传出，不把业务逻辑写进 Style 源码
恢复浏览 = 再次 SetInteractorStyle(navStyle) ------ 纯策略切换

10. 最佳实践与常见陷阱

10.1 实践清单

依赖抽象类型 ：函数参数写 vtkInteractorStyle* / vtkMapper*，不要写死具体子类
策略实例复用 ：热切换用 vtkSmartPointer 缓存，避免每帧 New()
保存默认 Style ：进入工具前 auto* prev = iren->GetInteractorStyle()，退出时恢复
自定义 Style 继承最近子类 ：少重写、多 Superclass::OnLeftButtonDown()
Mapper 与数据类型对照表 写进项目文档，防止接错
拾取容差 SetTolerance 按场景调，单元过密时 CellPicker 可能变慢
多视口 换 Style 时检查 CurrentRenderer

10.2 陷阱

现象	常见原因
换了 Style 鼠标无反应	`Enable()` 未开、Interactor 未 `Initialize`、Renderer 未绑定
框选后无回调	监听对象应是 RubberBand Style 上的 `SelectionChangedEvent`
换 Mapper 后全黑	输入数据类型不匹配、标量未开启、Camera 未 ResetCamera
旋转与框选同时触发	Widget 未 `GrabFocus` / 未 `AbortFlagOn()`
内存泄漏感	Style 被 Interactor 持有引用计数；但 `clientData` 原始指针仍需自己保证生命周期
把 Filter 当 Strategy 换	Filter 改数据，应 `SetInputConnection` 更新管线，不是 `SetInteractorStyle`

11. 一张总图

复制代码

                    ┌──────────────────────────────────────┐
                    │     vtkRenderWindowInteractor        │
                    │  SetInteractorStyle( vtkInteractorStyle* ) │
                    └─────────────────┬────────────────────┘
                                      │
              ┌───────────────────────┼───────────────────────┐
              ▼                       ▼                       ▼
   TrackballCamera          RubberBand2D              ImageStyle
   （浏览策略）               （框选策略）              （窗宽窗位策略）
              │                       │
              └───────────┬───────────┘
                          ▼
                   vtkRenderer::Render()
                          │
              ┌───────────┴───────────┐
              ▼                       ▼
         vtkActor                 vtkVolume
      SetMapper(...)             SetMapper(...)
              │                       │
      PolyDataMapper          GPUVolumeRayCastMapper
      （面片策略）              （体绘制策略）
              │                       │
              └───────────┬───────────┘
                          ▼
                    帧缓冲 / 显示

  点击选中：vtkAbstractPicker 策略（Cell / Prop / Point ...）

12. 总结

问题	答案
VTK 策略模式最典型落点？	`vtkInteractorStyle` （交互）与 `vtkMapper`（绘制）
Context 是谁？	主要是 `vtkRenderWindowInteractor` 、`vtkActor`/`vtkVolume`
怎么切换？	`SetInteractorStyle()`、`SetMapper()`、`SetPicker()`
和 Observer 关系？	Style 处理手势并 `InvokeEvent`；切换策略本身不依赖 Observer
和 State 区别？	Style 由应用显式切换，不是对象内部自动变模式
进阶组合？	`vtkInteractorStyleSwitch`、Widget + AbortFlag、SmartVolumeMapper

VTK 的策略模式 不需要额外框架 ：虚函数 + SetXxx() 持有指针 + 引用计数，就是运行期可替换算法。读懂 Interactor 壳与 Style 委托、Actor 与 Mapper 分离，就掌握了 VTK 里一半以上的「可扩展交互与显示」扩展点。

重点与注意（进阶速记）

重点：vtkRenderWindowInteractor 官方自述为 shell ，手势算法全在 vtkInteractorStyle ------ 这是 Context / Strategy 最干净的一例。

重点：SetInteractorStyle 与 SetMapper 同一套路：换实现，不改调用方 ；前者管输入，后者管输出。

重点：默认 vtkInteractorStyleSwitch 说明 VTK 自己也把「多种 Style」再封装成一层可切换策略。

注意：策略（显式 Set）≠ 状态（对象内部自动变）；≠ 模板方法（vtkAlgorithm 管线骨架）。

注意：复杂工具用 Widget + GrabFocus/AbortFlag ，不要无限膨胀 Style 子类。

注意：vtkCommand 是事件回调，不是策略；Strategy 是 InteractorStyle / Mapper / Picker 这类「一整条算法」的可替换对象。

VTK 策略模式详解：InteractorStyle、Mapper、Picker 与可替换算法

写在前面：VTK 里「策略」到底指什么

1. GoF 策略模式：先对齐概念

1.1 经典结构

1.2 策略模式要满足的性质

1.3 策略 vs 状态 vs 模板方法（VTK 里极易混）

1.4 策略 vs 桥接

2. 总览：从鼠标到像素的一条链

3. 交互策略：vtkInteractorStyle 深度剖析

3.1 Context：vtkRenderWindowInteractor 只是「壳」

3.2 Strategy 接口：vtkInteractorStyle 家族

Trackball vs Joystick：同一类问题的两种算法

专用交互策略

3.3 事件如何流到策略：调用栈（概念）

3.4 运行期切换策略：最小示例

3.5 vtkInteractorStyleSwitch：策略的策略（Context 嵌套）

3.6 自定义 vtkInteractorStyle：推荐步骤

3.7 Style 与 3D Widget、AbortFlag 的分工

4. 绘制策略：vtkMapper 深度剖析

4.1 为什么 Mapper 是策略

4.2 常见 Mapper 策略表

多边形面片

体绘制（Volume）

点、线、实例化

图像 / 2D

4.3 切换 Mapper 示例

4.4 Mapper 策略的底层注意点

5. 拾取策略：vtkAbstractPicker 家族

5.1 继承结构（简化）

5.2 Context 与使用方式

5.3 策略选择指南

6. 其他 VTK 模块中的策略思想（扩展阅读）

7. 多视口与多 Interactor 场景

8. 策略与其他模式的组合

9. 完整示例：浏览 / 框选工具切换

10. 最佳实践与常见陷阱

10.1 实践清单

10.2 陷阱

11. 一张总图

12. 总结

重点与注意（进阶速记）

3. 交互策略：`vtkInteractorStyle` 深度剖析

3.1 Context：`vtkRenderWindowInteractor` 只是「壳」

3.2 Strategy 接口：`vtkInteractorStyle` 家族

3.5 `vtkInteractorStyleSwitch`：策略的策略（Context 嵌套）

3.6 自定义 `vtkInteractorStyle`：推荐步骤

4. 绘制策略：`vtkMapper` 深度剖析

5. 拾取策略：`vtkAbstractPicker` 家族