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VTK开发笔记（七）：示例Cone4，一数据源多演员模式，在Qt窗口中详解复现对应的Demo

news 2025/10/21 7:13:51

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前言

本篇详细解析Cone4.exe，一份原始数据多个演员渲染的模式，这种模式非常适合对比不同渲染风格、展示数据的不同属性或突出显示数据的不同部分。

Demo

在这里插入图片描述

一数据多演员模式

概述

在VTK中，"一份原始数据多个演员（Actors）"是一种常见的可视化模式，它允许你基于同一数据源创建多个不同的视觉表现形式。这种模式非常适合对比不同渲染风格、展示数据的不同属性或突出显示数据的不同部分。

原始数据：通常是vtkDataSet或其子类（如vtkPolyData、vtkImageData等）
映射器（Mapper）：将数据转换为可渲染的图形 primitives
演员（Actor）：控制数据的视觉属性（颜色、透明度等）并定义在场景中的位置

一个数据源可以连接到多个映射器，每个映射器又可以关联到一个演员，每个演员可以有完全独立的视觉属性和变换。
模式的核心是共享数据源，同时为每个渲染视图创建独立的映射器、演员、相机和渲染器。关键组件关系如下：

一个数据源 → 多个映射器（可共享或独立）
每个映射器 → 一个演员（视觉属性独立）
每个演员 → 分配给不同渲染器（视口独立）
每个渲染器 → 有独立相机（视角独立）

特点

虽然使用同一数据源，但每个演员都有自己的变换矩阵，可独立移动、旋转和缩放修改
原始数据会影响所有关联的演员
每个演员可以有独立的属性（颜色、透明度、纹理等）
过多的演员可能会影响渲染性能，特别是对于复杂数据。

通过这种模式，可以灵活地展示数据的多个方面，为数据分析和可视化提供强大支持。

Demo实现步骤

步骤一：创建圆锥数据源

在这里插入图片描述

步骤二：创建多边形应神奇

在这里插入图片描述

步骤三：一份数据创建多个演员

使用属性对位置和颜色进行变化
在这里插入图片描述

步骤四：创建渲染器

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步骤五：设置渲染窗口

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步骤六：过程式展现动画

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Demo源码

VTKWidget.cpp

void VTKWidget::test_demo6_createCone()
{// 步骤一：创建圆锥体数据源vtkSmartPointer<vtkConeSource> pConeSource =VTKManager::createConeSource(0, 0, 0, 8, 30, 100);// 步骤二：创建多边形映射器vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> pPolyDataMapper =VTKManager::createPolyDataMapper(pConeSource->GetOutputPort());// 步骤三：创建演员1，演员2，演员3，演员4vtkSmartPointer<vtkActor> pActor =VTKManager::createActor(pPolyDataMapper, 1.0, 0.3882, 0.2784, 1.0);pActor->SetPosition(0, 0, 0);vtkSmartPointer<vtkActor> pActor2 =VTKManager::createActor(pPolyDataMapper, 1.0, 0.3882, 0.2784, 1.0, 0.7, 0.4, 20);pActor2->SetPosition(0, 20, 0);vtkSmartPointer<vtkActor> pActor3 =VTKManager::createActor(pPolyDataMapper);vtkSmartPointer<vtkProperty> pProperty3 =VTKManager::createProperty(1.0, 0.3882, 0.2784, 0.7, 0.4, 40);pActor3->SetProperty(pProperty3);pActor3->SetPosition(0, 40, 0);vtkSmartPointer<vtkActor> pActor4 =VTKManager::createActor(pPolyDataMapper);vtkSmartPointer<vtkProperty> pProperty4 =VTKManager::createProperty(0.2, 0.63, 0.79);pActor4->SetProperty(pProperty4);pActor4->SetPosition(0, 60, 0);// 步骤四：创建渲染器std::vector<vtkActor *> vectorPActor;vectorPActor.push_back(pActor);vectorPActor.push_back(pActor2);vectorPActor.push_back(pActor3);vectorPActor.push_back(pActor4);vtkSmartPointer<vtkRenderer> pRenderer =VTKManager::createRenderer(vectorPActor, 0.1, 0.2, 0.4);// 步骤五：渲染器添加到QVTKWidget渲染_pQVTKWidget->GetRenderWindow()->AddRenderer(pRenderer);// 步骤六：过程循环的方式实现旋转QElapsedTimer elapsedTimer;for(int index = 0; index < 360; index++){LOG << index;if(!isVisible()){continue;}// 渲染一次_pQVTKWidget->GetRenderWindow()->Render();elapsedTimer.start();while(elapsedTimer.elapsed() < 10){qApp->processEvents();}if(!isVisible()){continue;}// 渲染器相机绕焦点旋转VTKManager::rotateAzimuth(pRenderer, 1);}
}

VTKManager.cpp

vtkSmartPointer<vtkConeSource> VTKManager::createConeSource(double x, double y, double z, double r, int h, int n)
{// 步骤一：智能指针定义vtkSmartPointer<vtkConeSource> pConeSource;// 步骤二：智能指针实例化pConeSource = vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();// 步骤三：设置中心坐标pConeSource->SetCenter(x, y, z);// 步骤三：设置半径pConeSource->SetRadius(r);// 步骤四：设置圆锥的高度pConeSource->SetHeight(h);// 步骤五：设置圆锥球体的经度分辨率，即横向的切片数量（横向/水平精细度）pConeSource->SetResolution(n);return pConeSource;
}
vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> VTKManager::createPolyDataMapper(vtkAlgorithmOutput *pAlgorithmOutput)
{// 步骤一：智能指针定义vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> pPolyDataMapper;// 步骤二：智能指针实例化pPolyDataMapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();// 步骤三：设置pPolyDataMapper->SetInputConnection(pAlgorithmOutput);return pPolyDataMapper;
}
vtkSmartPointer<vtkActor> VTKManager::createActor(vtkPolyDataMapper *pPolyDataMapper, double r, double g, double b, double a)
{// 步骤一：智能指针定义vtkSmartPointer<vtkActor> pActor;// 步骤二：智能指针实例化pActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();// 步骤三：设置映射器pActor->SetMapper(pPolyDataMapper);// 步骤四：设置颜色pActor->GetProperty()->SetColor(r, g, b);// 步骤五：设置透明度pActor->GetProperty()->SetOpacity(a);return pActor;
}
vtkSmartPointer<vtkActor> VTKManager::createActor(vtkPolyDataMapper *pPolyDataMapper, double r, double g, double b, double a, double diffuse, double specular, double specularPower)
{// 步骤一：智能指针定义vtkSmartPointer<vtkActor> pActor;// 步骤二：智能指针实例化pActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();// 步骤三：设置映射器pActor->SetMapper(pPolyDataMapper);// 步骤四：设置颜色pActor->GetProperty()->SetColor(r, g, b);// 步骤五：设置透明度pActor->GetProperty()->SetOpacity(a);// 步骤六：设置漫反射pActor->GetProperty()->SetSpecular(specular);// 步骤七：设置镜面反射pActor->GetProperty()->SetSpecularPower(specularPower);return pActor;
}
vtkSmartPointer<vtkActor> VTKManager::createActor(vtkPolyDataMapper *pPolyDataMapper)
{// 步骤一：智能指针定义vtkSmartPointer<vtkActor> pActor;// 步骤二：智能指针实例化pActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();// 步骤三：设置映射器pActor->SetMapper(pPolyDataMapper);return pActor;
}
vtkSmartPointer<vtkProperty> VTKManager::createProperty(double r, double g, double b)
{// 步骤一: 智能指针定义vtkSmartPointer<vtkProperty> pProperty;// 步骤二：智能指针实例化pProperty = vtkSmartPointer<vtkProperty>::New();// 步骤三: 设置颜色pProperty->SetColor(r, g, b);return pProperty;
}vtkSmartPointer<vtkProperty> VTKManager::createProperty(double r, double g, double b, double diffuse, double specular, double specularPower)
{// 步骤一: 智能指针定义vtkSmartPointer<vtkProperty> pProperty;// 步骤二：智能指针实例化pProperty = vtkSmartPointer<vtkProperty>::New();// 步骤三: 设置颜色pProperty->SetColor(r, g, b);// 步骤四：设置漫反射pProperty->SetSpecular(specular);// 步骤五：设置镜面反射pProperty->SetSpecularPower(specularPower);return pProperty;
}
vtkSmartPointer<vtkRenderer> VTKManager::createRenderer(std::vector<vtkActor *> vectorPActor, double r, double g, double b)
{// 步骤一：智能指针定义vtkSmartPointer<vtkRenderer> pRenderer;// 步骤二：智能指针实例化pRenderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();// 步骤三：设置映射器for(int index = 0; index < vectorPActor.size(); index++){pRenderer->AddActor(vectorPActor.at(index));}// 步骤四：设置背景色pRenderer->SetBackground(r, g, b);return pRenderer;
}