【FastCAE源码阅读5】使用VTK实现鼠标拾取对象并高亮

鼠标拾取对象是很多软件的基本功能。FastCAE的拾取比较简单，是通过VTK实现的。

对几何而言，拾取类型切换在工具栏上，单击后再来单击视图区对象进行拾取，拾取后的对象会高亮显示。效果如下图：
在这里插入图片描述

一、拾取对象

拾取对象是在PropPickerInteractionStyle类实现的，该类是vtkInteractorStyleRubberBandPick的子类，重写原来的鼠标处理函数。当鼠标左键按下，会触发以下代码：

void PropPickerInteractionStyle::clickSelectGeometry(bool preSelect)
{int *clickPos = this->GetInteractor()->GetEventPosition(); // 获取鼠标点击位置int success = -1, index = -1;vtkActor *actor = nullptr;if (_selectModel == GeometryPoint || _selectModel == GeometryWinPoint) // 几何点{vtkSmartPointer<vtkPointPicker> picker = vtkSmartPointer<vtkPointPicker>::New();success = picker->Pick(clickPos[0], clickPos[1], 0, this->GetDefaultRenderer());if (0 != success){index = picker->GetPointId(); // 点的idactor = picker->GetActor(); // 点对应的Actor}}else{vtkSmartPointer<vtkCellPicker> picker = vtkSmartPointer<vtkCellPicker>::New();if (_selectModel == GeometryCurve || _selectModel == GeometryWinCurve)picker->SetTolerance(0.0025);success = picker->Pick(clickPos[0], clickPos[1], 0, this->GetDefaultRenderer());if (0 != success){index = picker->GetCellId(); // cell的idactor = picker->GetActor(); // 对应的actor}}emit selectGeometry(preSelect, actor, index);
}

这段代码就是鼠标拾取对象的核心逻辑。其实现是借助了VTK提供的vtkPointPicker、vtkCellPicker。其中当拾取模式是点的时候，使用vtkPointPicker，如果拾取成功返回点的id及对应的Actor（一个Actor可能包含多个点）。当拾取模式是线、面、体的时候，使用vtkCellPicker，成功则返回对应cell id及Actor（一个Actor可能包含多个cell）。注意当拾取线的时候，需要提高拾取Tolerance，不然线很难拾取到。

另外要注意的是，当拾取线的时候，面Actor是拾取不到的，同样当拾取面的时候，线Actor也是拾取不到。这是通过在用户切换选择模式的时候，设置面或边Actor是否可以拾取实现的。核心代码在GeometryViewProvider类中，如下：

void GeometryViewProvider::setGeoSelectMode(int m)
{_viewData->updateGraphOption();ModuleBase::SelectModel selectType = (ModuleBase::SelectModel)m;QList<GeoViewObj> viewObjs = _geoViewHash.values();vtkActor *actor = nullptr;for (GeoViewObj vobj : viewObjs){actor = vobj._faceObj.first;if (actor != nullptr)actor->SetPickable(false);actor = vobj._edgeObj.first;if (actor != nullptr)actor->SetPickable(false);actor = vobj._pointObj.first;if (actor != nullptr)actor->SetPickable(false);switch (selectType){case ModuleBase::GeometryBody:case ModuleBase::GeometrySurface:case ModuleBase::GeometryWinBody:case ModuleBase::GeometryWinSurface:actor = vobj._faceObj.first;if (actor != nullptr)actor->SetPickable(true);break;case ModuleBase::GeometryWinCurve:case ModuleBase::GeometryCurve:actor = vobj._edgeObj.first;if (actor != nullptr)actor->SetPickable(true);break;case ModuleBase::GeometryWinPoint:case ModuleBase::GeometryPoint:actor = vobj._pointObj.first;if (actor != nullptr)actor->SetPickable(true);break;default:break;}}
}

这个代码相对比较简单，不再分析。

二、从信号到槽函数

拾取对象之后，会发出emit selectGeometry信号，参数中带有Actor及cell或点的id。这个信号是QT框架提供的编程机制。其对应的槽函数在如下图中能找到：
在这里插入图片描述

三、高亮拾取对象

高亮拾取对象处理过程代码如下：

void GeometryViewProvider::selectGeometry(bool pre, vtkActor *ac, int index)
{if (ac == nullptr || index < 0) // 无效拾取{_viewData->preHighLight(nullptr);_preWindow->reRender();return;}ModuleBase::SelectModel selectMod = _preWindow->getSelectModel(); // 选择模式vtkDataSet *dataSet = ac->GetMapper()->GetInputAsDataSet(); // 获取Actor的多边形数据集vtkPolyDatavtkPolyData *poly = vtkPolyData::SafeDownCast(dataSet);if (poly == nullptr)return;GeometryViewObject *vobj = nullptr;switch (selectMod){case ModuleBase::GeometryWinBody:case ModuleBase::GeometryBody:vobj = _viewData->getSolidViewObj(poly, index);break;case ModuleBase::GeometryWinSurface:case ModuleBase::GeometrySurface:vobj = _viewData->getFaceViewObj(poly, index); // 输入多边形数据+cell idbreak;case ModuleBase::GeometryWinCurve:case ModuleBase::GeometryCurve:vobj = _viewData->getEdgeViewObj(poly, index);break;case ModuleBase::GeometryWinPoint:case ModuleBase::GeometryPoint:vobj = _viewData->getPointViewObj(poly, index);break;default:break;}if (vobj == nullptr)return;if (pre)_viewData->preHighLight(vobj); // 设置预高亮else{vobj->highLight(); // 高亮对象_viewData->preHighLight(nullptr);emit geoShapeSelected(vobj->getGeometySet(), vobj->getIndex());}_preWindow->reRender();
}

同样，这里也只分析面的高亮，其他的高亮逻辑类似。高亮处理的时候，直接先根据Actor获取了其vtkPolyData数据集，找到哪个面需要高亮，最后更改其颜色。如何根据cell id找到这个面，需要理解其数据结构才能看懂其逻辑。对于面的数据结构，这篇文章【FastCAE源码阅读3】几何模型显示：从OCC对象到VTK对象有详细描述。其核心原理是查找cell id落在哪个面包含的cell区间上，确定高亮哪个面。最后调用_preWindow->reRender()重新绘制整个场景。

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