VTK 数据类型:vtkUnstructuredGrid
- VTK 数据类型:vtkUnstructuredGrid
- VTK 中数据类型的继承关系
- 常用的几何类型
- 实例:vtkHexahedron 和 vtkTetra
VTK 数据类型:vtkUnstructuredGrid
非结构化点是在空间中离散随意分布的点,没有拓扑结构,几何机构也是完全没有规则的。非结构化点由顶点和多点的单元组成;非结构化点是一种简单但很重要的数据集类型,在部分可视化工作中会使用它来表示无结构的数据。
非结构化网格数据,是最常见的数据集类型,它的拓扑结构和几何结构都是非结构化的,所有单元类型都可以任意组合,所有单元的拓扑结构从零维延伸至三维。
在VTK中,任一类型的数据集都可用非结构化网格来表达,但其储存需要大量的空间,计算时需要消耗大量的资源,除非迫不得已,一般较少使用此种类型的数据集。
非结构化网格主要用于有限元分析、计算几何和几何建模这类领域。
VTK 中数据类型的继承关系
常用的几何类型
VTKCellType 是一个 enum,其中列举了常用的几何类型:
类型 | 含义 |
---|---|
VTK_EMPTY_CELL | 空单元 |
VTK_VERTEX | 顶点,由一个点定义,是零维度基本类型。 |
VTK_POLY_VERTEX | 多顶点,由多个顶点组合而成,是零维度的组合单元。 |
VTK_LINE | 直线,由两个点定义,方向是从第一个点指向第二个点。 |
VTK_POLY_LINE | 折线,由一个或多个线段组合而成。由n+1个有序的点连接定义的。n表示折线的线段条数,每两个点定义一条线段。 |
VTK_TRIANGLE | 三角形,由三个点按逆时针的方向连接定义,点的连接方向和表面法向量按照右手法则。 |
VTK_TRIANGLE_STRIP | 三角形条带,由一个或多个三角形组合而成。由n+2个有序的点连接,n表示三角形条带里三角形的个数,定义三角形条带的点不需要共面。 |
VTK_POLYGON | 多边形,是由共面的三个或三个以上的点按逆时针方向的顺序连接定义的。多边形表面法向量的方向通过右手法则确定。 |
VTK_PIXEL | 是由共面的四个点按一定的顺序连接定义的。与VTK_QUAD的区别在拓扑结构上,VTK_PIXEL 要求相邻的两条边必须垂直,而且相对两条边要与坐标轴平行。定义VTK_PIXEL 四个点的顺序与四边形不同,VTK_PIXEL 顶点的计数先沿着X轴方向,然后是Y轴,最后是Z轴方向。 |
VTK_QUAD | 四边形,由共面的四个点按逆时针的方向连接定义的。四边形要求是非自交的凸多边形。利用右手法则可以得到该四边形的表面法向量。 |
VTK_TETRA | 四面体,包含六条边和四个面,是由不共面的四个点两两连接定义的。 |
VTK_VOXEL | 正方体,与六面体的拓扑一样,几何上要求相邻的两个面必须垂直,VOXEL是VTK_HEXAHEDRON 的特殊形式。 |
VTK_HEXAHEDRON | 六面体,包含六个四边形面、12条边和8个顶点,六面体要求是凸多边形。 |
VTK_WEDGE | 楔形,三棱柱,由三个四边形面、两个三角形面、9条边和6个顶点构成。要求面和边不能与其他的相交,且楔形必须是凸多边形。 |
VTK_PYRAMID | 角椎体,金字塔形状。由一个四边形面、四个三角形面、8条边和五个顶点构成。定义四边形的四个点要求共面,且四个点构成的四边形必须是凸四边形,第五个点不在其他四个点定义的平面上。 |
VTK_PENTAGONAL_PRISM | 五棱柱,由五个四边形面、两个五边形面、15条边和10个顶点构成。五棱柱的面和边不能与其他的相交,且五棱柱必须是凸五边形。 |
VTK_HEXAGONAL_PRISM | 六角柱,由六个四边形面、两个六边形面、18条边和12个顶点构成。六角柱的面和边不能与其他的相交,且六角柱必须是凸六边形。 |
实例:vtkHexahedron 和 vtkTetra
非结构化数据的构建只需要 3 步:第一步是设置 vtkPoints 的点数,并插入点;第二步是设置几何类型类,如 vtkTetra,按顺序插入 vtkPoints 类的点。最后在 vtkUnstructuredGrid 类中设置好点和几何类型类即可。
#include "VTKUnstructuredGrid.h"#include <vtkHexahedron.h>
#include <vtkTetra.h>
#include <vtkUnstructuredGrid.h>
#include <vtkDataSetMapper.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>VTKUnstructuredGrid::VTKUnstructuredGrid(QWidget* parent): QMainWindow(parent)
{ui.setupUi(this);_pVTKWidget = new QVTKOpenGLNativeWidget();this->setCentralWidget(_pVTKWidget);vtkNew<vtkRenderer> renderer;this->_pVTKWidget->renderWindow()->AddRenderer(renderer);this->_pVTKWidget->renderWindow()->Render();vtkNew<vtkPoints> hexahedronPoints;hexahedronPoints->SetNumberOfPoints(8);hexahedronPoints->InsertPoint(0, 0, 0, 0);hexahedronPoints->InsertPoint(1, 1, 0, 0);hexahedronPoints->InsertPoint(2, 1, 1, 0);hexahedronPoints->InsertPoint(3, 0, 1, 0);hexahedronPoints->InsertPoint(4, 0, 0, 1);hexahedronPoints->InsertPoint(5, 1, 0, 1);hexahedronPoints->InsertPoint(6, 1, 1, 1);hexahedronPoints->InsertPoint(7, 0, 1, 1);vtkNew<vtkHexahedron> hexahedron;hexahedron->GetPointIds()->SetId(0, 0);hexahedron->GetPointIds()->SetId(1, 1);hexahedron->GetPointIds()->SetId(2, 2);hexahedron->GetPointIds()->SetId(3, 3);hexahedron->GetPointIds()->SetId(4, 4);hexahedron->GetPointIds()->SetId(5, 5);hexahedron->GetPointIds()->SetId(6, 6);hexahedron->GetPointIds()->SetId(7, 7);vtkNew<vtkUnstructuredGrid> hexahedronGrid;hexahedronGrid->SetPoints(hexahedronPoints);hexahedronGrid->InsertNextCell(hexahedron->GetCellType(), hexahedron->GetPointIds());vtkNew<vtkPoints> tetraPoints;tetraPoints->SetNumberOfPoints(4);tetraPoints->InsertPoint(0, 0, 0, 0);tetraPoints->InsertPoint(1, 1, 0, 0);tetraPoints->InsertPoint(2, 0.5, 1, 0);tetraPoints->InsertPoint(3, 0.5, 0.5, 1);vtkNew<vtkTetra> tetra;tetra->GetPointIds()->SetId(0, 0);tetra->GetPointIds()->SetId(1, 1);tetra->GetPointIds()->SetId(2, 2);tetra->GetPointIds()->SetId(3, 3);vtkNew<vtkUnstructuredGrid> tetraGrid;tetraGrid->SetPoints(tetraPoints);tetraGrid->InsertNextCell(tetra->GetCellType(), tetra->GetPointIds());vtkNew<vtkDataSetMapper> hexahedronMapper;hexahedronMapper->SetInputData(hexahedronGrid);vtkNew<vtkDataSetMapper> tetraMapper;tetraMapper->SetInputData(tetraGrid);vtkNew<vtkActor> hexahedronActor;hexahedronActor->SetMapper(hexahedronMapper);vtkNew<vtkActor> tetraActor;tetraActor->SetMapper(tetraMapper);tetraActor->SetPosition(2, 0, 0);renderer->AddActor(hexahedronActor);renderer->AddActor(tetraActor);
}VTKUnstructuredGrid::~VTKUnstructuredGrid()
{}
本程序构建了一个六面体和四面体。
运行结果: