VTK中常用控件介紹及如何實(shí)現(xiàn)圓錐體繪制

利用 VTK 進(jìn)行繪制物體時，常用到的組件有下面幾種，為了加深理解，VTK 把一個物體的渲染過程比喻成了一場演出（真的很形象）：

• vtkRenderWindow : 繪制窗口，相當(dāng)于用于表演的舞臺場地；

• vtkRenderer — 涉及燈光，相機(jī)，actor 的繪制過程；相當(dāng)于舞臺上的整體表演效果；

• vtkLight — 燈源用于照明場景；

• vtkCamera — 定義視角，焦距，及場景的視覺屬性，相當(dāng)于觀眾的視野范圍；

• vtkActor — 場景中渲染的對象，屬性以及它在場景中的位置，繪制中展示的道具；相當(dāng)于演出的演員和道具；

• vtkProperty 修飾 vtkActor 的屬性，包括顏色、透明度及燈光的屬性(反射、折射效果)，演出用到的燈光

• vtkMapper — vtkActor 的幾何映射，繪制時需要把 vtkAcor 轉(zhuǎn)化為幾何屬性才能進(jìn)行繪制；多個 vtkActor 可以設(shè)置相同的 mapper

下圖是對 VTK 在繪制效果中對各組件的標(biāo)注：

 

進(jìn)行物體繪制時，需要先提供源數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列操作(讀取、格式轉(zhuǎn)換、Filter圖像處理)，再轉(zhuǎn)化為vtkMapper ，vtkActor 進(jìn)行設(shè)置`vtkMapper 后，傳入vtkRendener (繪制器)中。

在進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)時，如果沒有定義vtkLight、vtkCamera 兩個組件時，程序會自動創(chuàng)建這兩個組件。

整體來說，VTK 的數(shù)據(jù)管道流向如下：

 

下面就利用代碼來實(shí)現(xiàn)一個圓錐體的繪制，借助于 VTK 提供的一個類 vtkConeSource.h

#include<vtkActor.h>
#include<vtkSmartPointer.h>
#include<vtkPolyDataMapper.h>
#include<vtkConeSource.h>
#include<vtkRenderer.h>
#include<vtkRenderWindow.h>
#include<vtkCamera.h>
#include<vtkNamedColors.h>

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


int main()
{
    vtkSmartPointer<vtkConeSource> Cone = vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();
    vtkSmartPointer<vtkNamedColors> colors = vtkSmartPointer<vtkNamedColors>::New();

    Cone->SetHeight(3.0);//Cone Height
    Cone->SetRadius(1.0);//Cone Radius
    Cone->SetResolution(9);//Cone faces

    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> coneMapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
    coneMapper->SetInputConnection(Cone->GetOutputPort());//Mapper data

    vtkSmartPointer<vtkActor> coneActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
    coneActor->SetMapper(coneMapper);

    vtkSmartPointer<vtkRenderer> coneRender = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
    coneRender->AddActor(coneActor);
    coneRender->SetBackground(colors->GetColor3d("MidnightBlue").GetData());//Bachground color

    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
    renWindow->AddRenderer(coneRender);

    renWindow->SetSize(300, 300);//Size of Window;


    for (auto i = 0; i < 360; ++i)
    {
        //render the image;
        renWindow->Render();
        //rotate the active camera by one degree
        coneRender->GetActiveCamera()->Azimuth(1);
    }

    getchar();
    return EXIT_SUCCESS;

}

最終的效果如下：

 

代碼中對圓錐設(shè)置了幾個參數(shù)：高度，底部半徑，及包含面的個數(shù)(圓錐涉及的面的總個數(shù))；

VTK 除了頭文件 vtkConeSource.h 提供圓錐數(shù)據(jù)以外，還有橢圓，正方體，圓環(huán)等數(shù)據(jù)對象。