【VTK】VTK 让小球动起来，在 Windows 上使用 Visual Studio 配合 Qt 构建 VTK

知识不是单独的，一定是成体系的。更多我的个人总结和相关经验可查阅这个专栏：Visual Studio。

文章目录

版本环境
`A.ui`
`A.h`
`A.cpp`
Ref.

本文主要目的是在 Qt 界面中，显示出来使用 VTK 构建的小球，并让小球能够动起来。同时为了方便对比，又添加了一个静态的小球，用来作为参考，方便对比观察动态小球的运动。

先放出来最终效果，如下：

在这里插入图片描述

版本环境

Win 11
Visual Studio 2022
Qt 6.2.8_msvs2019_64
VTK 9.2.6
工程名字：A

工程目标为：假定已经拥有了 x,y,z 坐标，实现当坐标值更改时，就更新 VTK 的小球位置。

工程的实现为：

设定了三个函数：

void initVTK(); 用来初始化 VTK 小球对象
void updateSpherePosition(double x, double y, double z); 更新小球位置
void checkPositionChange(); 检测位置是否变化，位置变了就更新，否则不更新

void initVTK(); 函数中，主要包含：

// 创建一个球体源和对应的 mapper
// 创建一个 actor 来表示小球
// 创建一个 actor 来表示参照物
// 创建一个渲染器和窗口来显示小球和参照物
// 将小球和参照物添加到渲染器中
// 关联 vtkGenericOpenGLRenderWindow 和 QVTKOpenGLNativeWidget

void updateSpherePosition(double x, double y, double z); 函数中，主要包含：

// 使用 vtkActor 的 SetPosition 方法更新位置
// 重新渲染

在 VTK 中，renderWindow->Render(); 是用来执行渲染过程的命令。每当场景的某个部分需要重新绘制时，例如因为数据或视图的变化，就需要调用这个方法。在本工程的情况中，每当小球的位置发生改变时，都需要重新渲染窗口来更新小球的显示位置。

void checkPositionChange(); 函数中，主要包含：

// 定义位置变量
// TODO: 从你的数据源获取新的 x, y, z 坐标值，并存储在 newX, newY, newZ 中
// 这里使用了一个 QElapsedTimer 类的 elapsedTimer 变量来记录程序运行时间
// 判断位置是否变化，如果变化就调用 updateSpherePosition(double x, double y, double z); 函数更新小球位置

最后，工程的关键，也就是触发的方式，采用的是计时器触发。计时器 timer 每过 50ms，就触发一次 checkPositionChange(); 函数，然后间接调用位置更新函数 updateSpherePosition(double x, double y, double z); 来实现小球位置的更新。

关于工程的配置和具体的代码如下：

`A.ui`

ui 界面配置如下，一个 Widget 配置成 QVTKOpenGLNativeWidget。

不知道如和配置可以参考我的这个配置文章：【Visual Studio】在 Windows 上使用 Visual Studio 配合 Qt 构建 VTK。

在这里插入图片描述

`A.h`

// A.h
#pragma once#include <QtWidgets/QMainWindow>
#include "ui_A.h"#include <vtkActor.h>
#include <vtkGenericOpenGLRenderWindow.h>
#include <QVTKOpenGLNativeWidget.h>#include <qtimer.h>
#include <QElapsedTimer>class A : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:A(QWidget* parent = nullptr);~A();// 将该函数添加为 public，以便在需要时更新小球位置void updateSpherePosition(double x, double y, double z);private slots:void checkPositionChange();  // 添加一个新的槽函数，用于检查坐标变化private:Ui::AClass ui;void initVTK();     // 将创建小球的过程抽象为一个单独的函数vtkSmartPointer<vtkActor> sphereActor;vtkSmartPointer<vtkActor> referenceActor;vtkSmartPointer<vtkGenericOpenGLRenderWindow> renderWindow;QTimer* timer;QElapsedTimer elapsedTimer;     // 定义一个变量来跟踪经过的时间，并使用这个时间来计算圆形路径上的点的坐标。double lastX, lastY, lastZ;
};

`A.cpp`

// A.cpp
#include "A.h"#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkGenericOpenGLRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>A::A(QWidget* parent): QMainWindow(parent),lastX(0), lastY(0), lastZ(0)
{ui.setupUi(this);// 配置 VTK 的初始设置initVTK();// 定时器，50ms 更新触发一次 checkPositionChange()timer = new QTimer(this);connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(checkPositionChange()));timer->start(50);// 开始记录经过的时间，并使用这个时间来计算圆形路径上的点的坐标elapsedTimer.start();
}A::~A()
{
}void A::initVTK()
{// 创建一个球体源和对应的 mappervtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource = vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> sphereMapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();sphereMapper->SetInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());// 创建一个 actor 来表示小球sphereActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();sphereActor->SetMapper(sphereMapper);// 创建一个 actor 来表示参照物referenceActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();referenceActor->SetMapper(sphereMapper);referenceActor->SetPosition(0, 0, 0);  // 参照物的位置固定在 (0, 0, 0)// 创建一个渲染器和窗口来显示小球和参照物vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();renderWindow = vtkSmartPointer<vtkGenericOpenGLRenderWindow>::New();renderWindow->AddRenderer(renderer);// 将小球和参照物添加到渲染器中renderer->AddActor(sphereActor);renderer->AddActor(referenceActor);renderer->ResetCamera();// 关联 vtkGenericOpenGLRenderWindow 和 QVTKOpenGLNativeWidgetui.qvtkWidget->setRenderWindow(renderWindow);
}void A::updateSpherePosition(double x, double y, double z) {sphereActor->SetPosition(x, y, z);renderWindow->Render();
}void A::checkPositionChange() {double newX, newY, newZ;// TODO: 从你的数据源获取新的 x, y, z 坐标值，并存储在 newX, newY, newZ 中double t = elapsedTimer.elapsed() / 1000.0;  // convert ms to snewX = 1 * cos(t);newY = 1 * sin(t);newZ = 0;if (newX != lastX || newY != lastY || newZ != lastZ) {updateSpherePosition(newX, newY, newZ);}lastX = newX;lastY = newY;lastZ = newZ;
}