VTK 示例基本的流程-事件交互、球体、-编程知识

在这里插入图片描述

流程可以总结如下：

导入所需的头文件： 首先，导入了一系列 VTK 头文件，这些文件包含了所需的类和函数声明。
创建对象： 创建了两个球体（一个较大，一个较小），一个平面，以及一个用于连接球体的 vtkAppendPolyData 对象。
设置可视化对象的属性： 设置了球体和平面的属性，例如颜色和显示模式。
创建渲染器和渲染窗口： 创建了一个渲染器和一个渲染窗口，并将球体和平面添加到渲染器中。还设置了渲染器的背景色。
创建交互器： 创建了一个交互器，并将其与渲染窗口关联。设置交互器的样式为 TrackballCamera。
创建仿射变换控件： 创建了一个仿射变换控件，并将其与渲染器和球体关联。同时，创建了一个回调函数用于处理控件的交互事件。
启动交互模式： 最后，启动交互器，进入交互模式。用户可以通过交互器与场景中的对象进行交互，包括旋转、平移和缩放。

整个流程涵盖了创建可视化场景、添加交互式控件以及处理用户交互的过程，使用户能够与场景中的对象进行实时交互。

这段代码是一个简单的使用 VTK（Visualization Toolkit）创建交互式 3D 可视化的示例。让我们逐行分析它，并解释每个部分的作用。

包含头文件

#include <vtkActor.h>
#include <vtkAffineRepresentation2D.h>
#include <vtkAffineWidget.h>
#include <vtkAppendPolyData.h>
#include <vtkCallbackCommand.h>
#include <vtkCommand.h>
#include <vtkInteractorStyleSwitch.h>
#include <vtkNamedColors.h>
#include <vtkNew.h>
#include <vtkPlaneSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkTransform.h>#include <vtkLight.h>
#include <vtkCamera.h>
#include <vtkLightCollection.h>
#include <vtkLightActor.h>#include <vtkPolyLine.h>

这些是用于创建和操作 VTK 中的各种对象所需的头文件。

主函数

int main(int, char*[])

程序的入口点。

vtkNew<vtkNamedColors> colors;

创建一个 VTK 颜色对象，用于设置可视化对象的颜色。

vtkNew<vtkSphereSource> sphereSource;
sphereSource->Update();vtkNew<vtkSphereSource> sphereSource2;
sphereSource2->SetRadius(0.075);
sphereSource2->SetCenter(0, 0.5, 0);
sphereSource2->Update();

创建两个球体，一个是较大的，一个较小的。较小的球体位于较大球体的顶部，用作旋转时的参考点。

vtkNew<vtkAppendPolyData> append;
append->AddInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());
append->AddInputConnection(sphereSource2->GetOutputPort());

将两个球体连接成一个 vtkPolyData 对象。

vtkNew<vtkPlaneSource> planeSource;
planeSource->SetXResolution(4);
planeSource->SetYResolution(4);
planeSource->SetOrigin(-1, -1, 0);
planeSource->SetPoint1(1, -1, 0);
planeSource->SetPoint2(-1, 1, 0);

创建一个平面，它位于较大的球体之上，并具有 4x4 的子部分。

vtkNew<vtkPolyDataMapper> planeMapper;
planeMapper->SetInputConnection(planeSource->GetOutputPort());
vtkNew<vtkActor> planeActor;
planeActor->SetMapper(planeMapper);
planeActor->GetProperty()->SetRepresentationToWireframe();
planeActor->GetProperty()->SetColor(colors->GetColor3d("Red").GetData());

为平面创建一个 Mapper 和 Actor，使其以线框模式显示，并设置颜色为红色。

vtkNew<vtkPolyDataMapper> mapper;
mapper->SetInputConnection(append->GetOutputPort());
vtkNew<vtkActor> actor;
actor->SetMapper(mapper);

为球体创建一个 Mapper 和 Actor。

vtkNew<vtkRenderer> renderer;
vtkNew<vtkRenderWindow> renderWindow;
renderWindow->AddRenderer(renderer);
renderWindow->SetWindowName("AffineWidget");renderer->AddActor(actor);
renderer->AddActor(planeActor);
renderer->GradientBackgroundOn();
renderer->SetBackground(colors->GetColor3d("LightSkyBlue").GetData());
renderer->SetBackground2(colors->GetColor3d("MidnightBlue").GetData());

创建一个渲染器和渲染窗口，将球体和平面添加到渲染器中，并设置渐变背景色。

vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor;
renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
dynamic_cast<vtkInteractorStyleSwitch*>(renderWindowInteractor->GetInteractorStyle())->SetCurrentStyleToTrackballCamera();

创建一个交互器，并将其与渲染窗口关联。设置交互器的样式为 TrackballCamera。

vtkNew<vtkAffineWidget> affineWidget;
affineWidget->SetInteractor(renderWindowInteractor);
affineWidget->CreateDefaultRepresentation();
dynamic_cast<vtkAffineRepresentation2D*>(affineWidget->GetRepresentation())->PlaceWidget(actor->GetBounds());vtkNew<vtkAffineCallback> affineCallback;
affineCallback->Actor = actor;
affineCallback->AffineRep = dynamic_cast<vtkAffineRepresentation2D*>(affineWidget->GetRepresentation());affineWidget->AddObserver(vtkCommand::InteractionEvent, affineCallback);
affineWidget->AddObserver(vtkCommand::EndInteractionEvent, affineCallback);renderWindow->Render();
renderWindowInteractor->Initialize();
renderWindow->Render();
affineWidget->On();

创建一个仿射变换控件，并将其与渲染器和球体关联。定义一个回调函数，用于处理交互事件。最后，启动交互器，进入交互模式。

void* parentid = renderWindow->GetGenericParentId();
void* windowsid = renderWindow->GetGenericWindowId();

获取渲染窗口的父 ID 和窗口 ID。

renderWindowInteractor->Start();

开始交互，进入事件循环。

return EXIT_SUCCESS;

程序正常退出。

回调函数

namespace {
void vtkAffineCallback::Execute(vtkObject*, unsigned long vtkNotUsed(event), void*)
{this->AffineRep->GetTransform(this->Transform);this->Actor->SetUserTransform(this->Transform);
}
} // namespace