VTK编程指南<三>:基于VTK入门程序解析来理解VTK基础知识

1、VTK入门程序

  下面是一个完整的Vtk入门程序,我们基于这个程序来对VTK的基本知识进行一个初步了解。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

#include <iostream>#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);// VTK was built with vtkRenderingOpenGL2
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
#include <vtkCylinderSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkProperty.h>int main()
{vtkSmartPointer <vtkCylinderSource> cylinder =vtkSmartPointer<vtkCylinderSource>::New();cylinder->SetHeight(3.0);cylinder->SetRadius(1.0);cylinder->SetResolution(10);vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> cylinderMapper =vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();cylinderMapper->SetInputConnection(cylinder->GetOutputPort());vtkSmartPointer<vtkActor> cylinderActor =vtkSmartPointer<vtkActor>::New();cylinderActor->SetMapper(cylinderMapper);cylinderActor->GetProperty()->SetColor(1.0, 0.0, 0.0);vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();renderer->AddActor(cylinderActor);renderer->SetBackground(0.4, 0.4, 1.0);vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renWin =vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();renWin->AddRenderer(renderer);renWin->SetSize(640, 480);renWin->Render();renWin->SetWindowName("RenderCylinder");vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> iren =vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();iren->SetRenderWindow(renWin);vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style =vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera>::New();iren->SetInteractorStyle(style);iren->Initialize();iren->Start();return EXIT_SUCCESS;
}

2、交互快捷键及错误处理

2.1、运行错误处理

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);// VTK was built with vtkRenderingOpenGL2
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);

  上面这三行代码是为了解决VTK运行openGL报错而添加的,现在的新的电脑大部分编译VTK默认采用的都是vtkRenderingOpenGL2,因此加上这3行,避免报如下错误:

vtkInteractorStyleSwitc:37    WARN| vtkInteractorStyleSwitchBase (00000165F8951AD0): 
Warning: Link to vtkInteractionStyle for default style selection.
Warning: In E:\VTK_9.0.1\src\Rendering\Core\vtkInteractorStyleSwitchBase.cxx, line 37
vtkInteractorStyleSwitchBase (00000165F8951AD0): 
Warning: Link to vtkInteractionStyle for default style selection.

2.2、交互快捷键

  在上图程序运行的窗口中,可以使用鼠标与柱体进行交互,比如用鼠标滚轮可以对柱体放大、缩小;按下鼠标左键不放,然后移动鼠标,可以转动柱体;按下鼠标左键,同时按下Shift
键,移动鼠标,可以移动整个柱体等。读者也可以尝试一下其他的功能,比如按下〈Ctrl〉键
时再按鼠标左键;鼠标停留在柱体上,然后按下〈P〉键;试着按一下〈E〉键呢?关于交互的内容,后续文章会进行介绍。

按键W --------------------- 网格显示模型按键S --------------------- 曲面显示模型按键P --------------------- 显示模型包围框按键F --------------------- 放大到选取点按键R --------------------- 重置相机视图按键A ---------------------- 切换演员模式按键C ---------------------- 切换相机模式按键T ---------------------- 切换轨迹球模式按键J ----------------------- 切换操纵杆模式

3、代码分析

  接下来详细解释一下示例里每行代码的含义以及所用到的VTK类。

3.1、vtkCylinderSource

  该类派生自vtkPolyDataAlgorithm。顾名思义,vtkCylinderSource 生成的数据类型就是vtkPolyData,它主要是生成一个中心在渲染场景原点的柱体,柱体的长轴沿着Y轴,柱体的
高度、截面半径等都可以任意指定。

  vtkCylinderSource::SetHeight():设置柱体的高。
  vtkCylinderSource::SetRadius():设置柱体横截面的半径。
  vtkCylinderSource::SetResolution():设置柱体横截面的等边多边形的边数。转动一下柱体然后数一数柱体横截面有多少条边,应该就能明白这个参数所表示的意思。

3.2、vtkPolyDataMapper

  该类用于渲染多边形儿何数据(vtkPolyData),派生自类vtkMapper,将输入的数据转换
为几何图元(点、线、多边形)进行渲染。
  vtkPolyDataMapper::SetInputConnection():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为 GetOutputPort;VTK5.0 之前的版本使用 SetInput()和 GetOutput()作为输入输出接口,后续版本继续保留。

3.3、vtkActor

  该类派生自vtkProp类,渲染场景中数据的可视化表达通过vtkProp 的子类负责。比如该示例要渲染一个柱体,柱体的数据类型是vtkPolyData,数据要在场景中渲染时,不是直接把数据加入渲染场景,而是以vtkProp的形式存在于渲染场景中。三维空间中渲染对象最常用的vtkProp子类有vtkActor(表达场景中的儿何数据)和 vtkVolume(表达场景中的体数据)。

  二维空间中的数据则是用vtkActor2D 表达:vtkProp 子类负责确定渲染场景中对象的位置、大小和方向等信息;Prop依赖于两个对象:一个是Mapper(vtkMapper)对象,负责存放数据和渲染信息;另一个是属性(vtkProperty)对象,负责控制颜色、不透明度等参数。另外,vtkActor 中还可以设置纹理(vtkTexture)对象,用于纹理贴图。

  VTK定义了大量的 Prop 类,如 vtkImageActor(负责图像显示)和 vtkPieChartActor(用于创建数组数据的饼图可视化表达形式)。其中有些 Prop内部直接包括了控制显示的参数和待渲染数据的索引,因此并不需要额外的 Property 和 Mapper 对象,例如vtkAxisActor。

  vtkActor 的子类vtkFollower 可以自动更新方向信息使其始终面向一个特定的相机,这样无论怎样旋转该对象都是可见的,例如三维场景中的广告板或者文本。vtkActor的子类vtkLODActor 可以自动改变自身的几何表达形式来实现所需的交互帧率。

  vtkAssembly建立了各个Actor 的层次结构以便在整个结构平移、旋转或缩放等变换时能够更合理地进行控制。

  vtkActor::SetMapper():该方法用于设置生成几何图元的 Mapper,即连接一个 Actor 到可视化管线的末端(Mapper是可视化管线的末端)。

3.4、vtkRenderWindow

  将操作系统与VTK渲染引擎连接到一起。不同平台下的vtkRenderWindow 子类负责管理本地计算机系统中窗口创建和渲染过程。当使用VTK开发应用程序时,只需要使用平台无关的 vtkRendererWindow 类,运行时系统会自动替换为平台相关的 vtkRendererWindow 子类。

  比如,Windows下运行上述的VTK程序,实际创建的vtkWin32OpenGLRenderWindow
(vtkRenderWindow的子类)对象。vtkRenderWindow中包含了vtkRenderer集合、渲染参数,如立体显示(Stereo)、反走样、运动模糊(Motion Blur)和焦点深度(Focal Depth)等。

  vtkRenderWindow::AddRenderer():该方法用于加入 vtkRenderer 对象。
  vtkRenderWindow::SetSize():该方法是从vtkRenderWindow的父类vtkWindow 继承过来的,用于设置窗口的大小,以像素为单位。

3.5、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(vtkCamera)和光照
(vtkLight)都被整合到一个vtkRenderer 对象中。一个vtkRenderWindow 中可以有多个vtkRenderer对象,而这些vtkRenderer 可以渲染在窗口不同的矩形区域中(即视口)或者覆盖整个窗口区域。

  vtkRenderer::AddActor():该方法用于将 vtkProp 类型的对象添加到渲染场景中。

  vtkRenderer::SetBackground):该方法是从 vtkRenderer 的父类 vtkViewport继承的,用于设置渲染场景的背景颜色,用R、G、B的格式设置,三个分量的取值为0.0~1.0。(0.0,0.0,0.0)为黑色,(1.0,1.0,1.0)为白色。

除了可以设置单一的背景颜色之外,还可以设置渐变的背景颜色,vtkViewport::SetBackground2)用于设置渐变的另外一种颜色,但是要使背景颜色渐变生效或者关闭,必须调用以下的方法。

vtkViewport::SetGradientBackground(bool):参数为 0 时,关闭,反之,打开。
vtkViewport::GradientBackgroundOn():
该方法用于打开背景颜色渐变效果,相当于调用方法SetGradientBackground(1)。
vtkViewport::GradientBackgroundOff():
该方法用于关闭背景颜色渐变效果。相当于调用方法SetGradientBackground(0)

3.6、 vtkRenderWindowInteractor

  提供平台独立的响应鼠标、键盘和时钟事件的交互机制,通过VTK的观察者/命令模式将监听到的特定平台的鼠标、键盘和时钟事件交由vtkInteractorObserver 或其子类,如 vtkInteractorStyle 进行处理。vtkInteractorStyle 等监听这些消息并进行处理以完成旋转、拉伸和缩放等运动控制。

  vtkRenderWindowInteractor 会自动建立一个默认的3D场景交互器样式(Interactor Style):

  vtkInteractorStyleSwitch,当然也可以选择其他交互器样式或者创建自己的交互器样式,如本例中使用的 vtkInteractorStyleTrackballCamera。

  vtkRenderWindowInteractor::SetRenderWindow():该方法用于设置渲染窗口,消息是通过渲染窗口捕获到的,所以必须给交互器对象设置渲染窗口。

  vtkRenderWindowInteractor::SetInteractorStyle():该方法用于定义交互器样式,默认的交互器样式为 vtkInteractorStyleSwitch。

  vtkRenderWindowInteractor::Initialize():该方法表示为处理窗口事件做准备,交互器工作之前必须先调用这个方法进行初始化。

  vtkRenderWindowInteractor::Start。该方法表示开始进入事件响应循环,交互器处于等待状态,等待用户交互事件的发生。进入事件响应循环之前必须先调用Initialize方法。

3.7、 vtkInteractorStyleTrackballCamera

  vtkInteractorStyleTrackballCamera是交互器样式的一种。该样式下,用户通过控制相机对物体作旋转、放大、缩小等操作。打个比方,在照相时如果要想物体拍起来显得大一些,可以采取两种做法:
  第一种做法是相机不动,让要拍的物体靠近相机;第二种做法是物体不动,让相机靠近物体。第二种做法就是vtkInteractorStyleTrackballCamera 的风格,其父类为 vtkInteractorStyle。

  除了vtkInteractorStyleTrackballCamera 之外,VTK还定义了其他多种交互器样式,如vtkInteractorStyleImage,主要用于显示二维图像时的交互。

4、总结

  下面通过一个类比,从宏观角度重新审视该示例,它对理解示例的代码将会有所帮助。

  可以将以上示例看作一个舞台剧演出。观看舞台剧时,观众坐在台下,展现在观众面前的是一个舞台,舞台上有各式的灯光和各样的演员。演员出场时肯定是会先化妆,观众有时还会与台上的演员有一定的互动。

  整个剧院就好比VTK程序的渲染窗口(vtkRenderWindow);舞台就相当于渲染场景(vtkRenderer);而那些演员就是程序中的Actor,台上演员与台下观众的互动可以看作与应用程序的交互(vtkRenderWindowInteractor);

  演员与观众的互动方式有很多种,现场的观众可以直接上台跟演员们握手拥抱,电视机前的可以发短信,计算机前的可以微博关注等,这就好比程序中的交互器样式(vtkInteractorStyle)。

  对于舞台上的演员,观众都可以一一分辨出来,不会弄混,是因为他们穿着打扮、容貌都不一样,这就相当于程序中vtkActor的不同属性(vtkProperty)。

  台下观众的眼睛可以看作vtkCamera,前排的观众因为离得近,在观看台上演员时会觉得他们比较高大,而后排的观众因为离得远,所以那些演员看起来就会显得小些,每位观众看到的东西在他/她的世界里都是唯一的,所以渲染场景Renderer里的vtkCamera对象也是只有一个。

  舞台上的灯光可以有多个,所以渲染场景里的vtkLight也存在多个。
在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/63304.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

IMP-00038: 无法转换为环境字符集句柄

问题 在导入oracle数据库文件的时候报这个报错&#xff0c;原因是你使用的是imp命令导入的使用expdp命令导出的dmp文件导致的。 原因 关于imp命令和expdp命令 exp和imp是客户端的工具程序命令&#xff0c;既可以在客户端使用&#xff0c;也可以在服务端使用。 expdp和impd…

大语言模型应用Text2SQL本地部署实践初探

自从两年前OpenAI公司发布ChatGPT后&#xff0c;大模型(Large Language Model&#xff0c;简称LLM)相关技术在国内外可谓百家争鸣&#xff0c;遍地开花&#xff0c;在传统数据挖掘、机器学习和深度学习的基础上&#xff0c;正式宣告进入快速发展的人工智能(Artificial Intellig…

shell脚本实战案例

文章目录 实战第一坑功能说明脚本实现 实战第一坑 实战第一坑&#xff1a;在Windows系统写了一个脚本&#xff0c;比如上面&#xff0c;随后上传到服务&#xff0c;执行会报错 原因&#xff1a; 解决方案&#xff1a;在linux系统touch文件&#xff0c;并通过vim添加内容&…

Power BI - 批量导入数据

1.简单介绍 假定已经使用Power Automate Desktop(微软的RPA产品&#xff0c;是Power Platform平台的其中一个产品)从福布斯中文网获取了各地区的2024年的财富数据如下&#xff0c; 现在想批量导入数据到Power BI中&#xff0c;分析一下各地区的产业以及财富情况 2.具体说明 …

医疗系统国产数据库高质量发展路径探析

信息工程人员操作数据库 一、国外数据库在医疗系统中的困境 &#xff08;一&#xff09;数据分散与难以整合 在美国&#xff0c;分散式医疗服务成为癌症研究数据库优化的巨大障碍。患者先在社区接受肿瘤科医生常规检查&#xff0c;再到学术医疗中心进行尖端治疗&#xff0c;然…

Maven 打包出现问题解决方案

我执行 mvn install 报如下错误 可是我在 web 模块中能正确引用到 common 的类&#xff0c;于是我把 web 引用到的 common 中的类先移动到 web 模块中&#xff0c;然后把 common 模块的类都删掉&#xff0c;然后再次执行 mvn install,结果报错如下&#xff1a; [ERROR] Faile…

微信小程序里的小游戏研发需要什么技术栈

研发小程序里的小游戏通常需要以下技术栈&#xff1a; 前端技术 HTML5 / CSS3&#xff1a;用于构建游戏的界面布局和样式。JavaScript&#xff1a;作为核心编程语言&#xff0c;实现游戏的逻辑和交互。小程序开发框架&#xff1a;如微信小程序的开发框架&#xff0c;了解其 API…

NIO(New IO)和BIO(Blocking IO)的区别

Java中的NIO&#xff08;New IO&#xff09;和BIO&#xff08;Blocking IO&#xff09;的区别及NIO的核心组件 Java中的NIO&#xff08;New IO&#xff09;和BIO&#xff08;Blocking IO&#xff09;是两种不同的网络通信模型&#xff0c;各自具有独特的特性和适用场景。下面将…

RabbitMQ延迟消息的实现

RabbitMQ延迟队列的实现 延迟消息是什么延迟消息的实现死信交换机代码实现 延迟消息插件 延迟消息是什么 延迟消息是将消息发送到MQ中&#xff0c;消费者不会立即收到消息&#xff0c;而是过一段时间之后才会收到消息&#xff0c;进行处理。在一些业务中&#xff0c;可以用到延…

HTML5 拖拽 API 深度解析

一、HTML5 拖拽 API 深度解析 1.1 背景与发展 HTML5 的拖拽 API 是为了解决传统拖拽操作复杂而设计的。传统方法依赖鼠标事件和复杂的逻辑计算&#xff0c;而 HTML5 提供了标准化的拖拽事件和数据传递机制&#xff0c;使得开发者能够快速实现从一个元素拖拽到另一个元素的交互…

3D 生成重建017-StyleGaussian用文本或图像对你的3DGS内容进行风格迁移

3D 生成重建017-StyleGaussian用文本或图像对你的3DGS内容进行风格迁移 文章目录 0 论文工作1 论文方法2 实验结果 0 论文工作 论文 “StyleGaussian: Instant 3D Style Transfer with Gaussian Splatting” 介绍了一种新颖的3D风格迁移方法 StyleGaussian&#xff0c;该方法通…

如何查看电脑的屏幕刷新率?

1、按一下键盘的 win i 键&#xff0c;打开如下界面&#xff0c;选择【系统】&#xff1a; 2、选择【屏幕】-【高级显示设置】 如下位置&#xff0c;显示屏幕的刷新率&#xff1a;60Hz 如果可以更改&#xff0c;则选择更高的刷新率&#xff0c;有助于电脑使用起来界面更加流…

【JVM】JVM基础教程(一)

目录 初识JVM JVM是什么&#xff1f; JVM的功能 解释、即时编译和运行 内存管理 常见的JVM JVM虚拟机规范 HotSpot的发展历程 JVM的组成 字节码文件详解 应用场景 以正确姿势打开字节码文件 ​编辑字节码文件的组成 基本信息 Magic魔数 主副版本号 常量池 接口…

Linux内核查询CONFIG_xxx配置项的方法

前言&#xff1a; 嵌入式开发中经常会查看运行的内核都打开了哪些编译选项&#xff0c;这里提供2种方法&#xff1a; 查看编译环境的.config文件查看正在运行的Linux文件系统中的 /proc/config.gz 文件 编译环境的.config不赘述&#xff0c;下面主要介绍如何简单使用 /proc/c…

Neo4j (desktop) 使用记录

1. neo4j community 使用 第一次使用Neo4j&#xff0c;根据网上的教程安装并配置了community版本&#xff0c; 在终端使用 neo4j.bat console 可以正常打开网页端 但是&#xff0c; 使用 neo4j start , neo4j stop 时会提示 ‘neo4j’ 时非法指令&#xff0c;无法识别 查明原…

【JAVA】Java高级:数据库监控与调优:SQL调优与执行计划的分析

作为Java开发工程师&#xff0c;理解SQL调优和执行计划的分析是至关重要的。这不仅可以帮助我们提高数据库查询的效率&#xff0c;还能减少系统资源的消耗&#xff0c;提升整体应用的性能。 1. SQL调优的重要性 随着数据量的增加和用户请求的增多&#xff0c;数据库的性能问题…

Web3.0:连接分布式未来的纽带

随着技术的不断进步&#xff0c;Web3.0正逐渐成为人们关注的焦点。作为Web的下一代&#xff0c;Web3.0将引领我们进入一个全新的数字时代&#xff0c;重新定义了我们与互联网的关系 Web3.0&#xff0c;也称为“分布式Web”&#xff0c;是互联网的下一代演进。它不仅是信息的传…

2024年认证杯SPSSPRO杯数学建模C题(第一阶段)云中的海盐解题全过程文档及程序

2024年认证杯SPSSPRO杯数学建模 C题 云中的海盐 原题再现&#xff1a; 巴黎气候协定提出的目标是&#xff1a;在2100年前&#xff0c;把全球平均气温相对于工业革命以前的气温升幅控制在不超过2摄氏度的水平&#xff0c;并为1.5摄氏度而努力。但事实上&#xff0c;许多之前的…

throw error; 执行不通过怎么返回解决

子页 async save() { if (this.node.type dataSource) { try { await this.$refs.dataFormDataSource.validate(); // 验证通过&#xff0c;执行后续操作 } catch (error) { this.$message.error(数据源参数验证不通过) throw error; return; } } } 调用页面&#xff1a; a…

【Mac】安装Gradle

1、说明 Gradle 运行依赖 JVM&#xff0c;需要先安装JDK&#xff0c;Gradle 与 JDK的版本对应参见&#xff1a;Java Compatibility IDEA的版本也是有要求Gradle版本的&#xff0c;二者版本对应关系参见&#xff1a;Third-Party Software and Licenses 本次 Gradle 安装版本为…