VTK基本概念之主要对象_vtk拉伸

 本文以一个显示柱体的vtk程序介绍vtk编程中的主要对象。
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显示柱体的VTK程序

CMakeLists.txt文件代码如下：

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.8)
PROJECT(RenderCylinder)
FIND_PACKAGE(VTK REQUIRED)
INCLUDE(${VTK_USE_FILE})
ADD_EXECUTABLE(RenderCylinder RenderCylinder.cpp)
TARGET_LINK_LIBRARIES(RenderCylinder ${VTK_LIBRARIES})
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RenderCylinder.cpp文件代码如下：

#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( 1.0, 1.0, 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;
}
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程序运行结果如下：

VTK的使用流程

上面的例子是一个简单完整VTK程序，按照下图所示，完成了VTK的使用流程。

下面介绍VTK中的主要对象

1、vtkSource

　　数据源，对应上面的vtkCylinderSource类。其它数据源有：vtkConeSource, vtkSphereSource, vtkOutlineSource等，都派生自vtkPolyDataAlgorithm类，该类用于提供不同的类型的数据源。

2、vtkMapper

　映射器，对应上面的vtkPolyDataMapper类。其它映射器有：vtkDataSetMapper,vtkMultiGroupPolyDataMapper,vtkPolyDataMapper。它们都继承于vtkMapper类，将输入的数据转换成几何图元（点、线、多边形）进行渲染。

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。
　　三维空间中渲染对象最常用的vtkProp子类有vtkActor（表达场景中的几何数据）和vtkVolume（表达场景中的体数据）；二维空间中的数据则用vtkActor2D表达。
　　vtkProp依赖于两个对象：一个是vtkMapper对象，负责存放数据和渲染信息，另外一个是属性（vtkProperty）对象，负责控制颜色、不透明度等参数。

4、vtkRenderer

　　渲染器，负责管理场景的渲染过程。组成场景的对象包括Prop、相机（vtkCamera）和光照（vtkLight），一个vtkRenderWindow中可以有多个vtkRenderer对象。
　　vtkRenderer::AddActor()：该方法用于将vtkProp类型的对象添加到渲染场景中。
　　vtkRenderer::SetBackground()：该方法用于设置渲染场景的背景颜色。

5、vtkRenderWindow

　　窗口，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，只需要使用与平台无关的vtkRenderWindow类，运行时，系统会自动替换为与平台相关的vtkRenderWindow子类。比如，Windows下运行，实际创建的是vtkWin32OpenGLRenderWindow对象。vtkRenderWindow中包含了vtkRender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。

6、vtkRenderWindowInteractor

　　窗口交互器，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等监听到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。也可以选择其他交互器样式或者创建自己的交互器样式，上面使用的是
vtkInteractorStyleTrackballCamera。

7、vtkInteractorStyle

　　交互器样式，对应上面的vtkInteractorStyleTrackballCamera，派生自
vtkInteractorStyle。vtkInteractorStyleTrackballCamera样式下，用户通过控制相机对物体旋转、放大、缩小等操作。

各对象之间的关系：

示例代码中对象关系如下所示