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VTK开源视觉库 | 行业应用第一篇

news 2025/11/1 17:45:45

可视化工具包（VTK）是一款用于处理和显示科学数据的开源软件。它配备了先进的3D渲染工具、一套用于3D交互的控件，以及强大的2D绘图功能。 VTK是Kitware提供的支持的软件开发平台之一。该平台被广泛应用于全球的商业领域，同时也被用于研究和开发工作。有关更多示例，請参阅VTK的实际应用案例。

利用 VTK.wasm 为浏览器带来强大的 3D 可视化功能

隆重推出 VTK.wasm！

通过将 Visualization Toolkit (VTK) 编译为 WebAssembly，VTK.wasm 实现了在浏览器中直接进行高性能、交互式的 3D 可视化。这不仅提升了 VTK 的灵活性——它原本就已经支持 C++ 和 Python 语言——还使其能够被现代网页环境所使用。

预构建的 WASM 包

为了实现快速集成，开发人员可以利用发布版本和 nightly 构建版本，这些版本提供了简洁且以浏览器使用体验为核心的设计的 API。这些构建版本特别适合以下场景：

具有同步状态管理的客户端/服务器应用程序。
使用基于浏览器的原生编程模型实现的 JavaScript 工作流程。

这个选项非常适合那些希望以最少的设置成本获得高级可视化功能的团队。

自定义C++编译

为了实现更强的控制能力和优化效果，开发者可以构建定制版的 VTK.wasm 包。

使用 Docker 镜像和 CMake 宏来生成体积小巧的 WebAssembly 库。
仅包含特定应用程序所需的 VTK 模块。
通过自定义类的序列化功能来扩展程序的功能。

该工作流程适用于那些需要具备可扩展性、性能优化功能以及高度定制化需求的项目。

Python与Trame的集成

对于 Python 开发者来说，VTK.wasm 可以与 Kitware 开发的用于构建基于浏览器的科学应用框架 trame 无缝集成。其主要优点包括：

直接使用 vtkRenderWindow，该窗口会通过 trame-vtklocal 在浏览器中显示出来。
实现服务器与客户端之间的动态场景同步。
将 3D 场景从 Python 中导出到独立的网页浏览器中显示。

这降低了基于 Python 开发实时、原生浏览器可视化工具的门槛，用户无需具备 JavaScript 开发经验即可使用这些工具。

路线图

VTK.wasm的开发工作仍在进行中，目前计划添加多项重要功能。

WebGPU将对下一代渲染技术提供支持（即将推出）。
ParaView的集成功能使得高级的大规模工作流程能够在浏览器中得以实现。
动态模块加载技术用于减小应用程序的占用空间。
VTK模块的功能得到了扩展，除了渲染之外，现在还支持数据处理功能。

ActiViz 9.5版本发布：为.NET 9和WebAssembly在桌面及Web端提供强大支持

ActiViz是一个用于3D可视化和数据处理的.NET库。它提供了C++ Visualization Toolkit (VTK)的API，允许在C#或VB环境中使用这些功能。

ActiViz能够与许多使用C#编写的现有应用程序和框架进行集成，这些框架包括WindowsForm、Windows Presentation Foundation (WPF)、Avalonia以及Unity软件。这使得高级算法和渲染技术能够无缝且快速地应用于各种环境中。

ActiViz能够与您最常用的JavaScript框架无缝配合使用。我们正在探索对基于C#的UI框架的支持，例如Avalonia UI和Uno Platform，这些框架目前已经可以部署到Web环境中。这样一来，开发人员就可以使用C#和XAML来设计用户界面，从而为桌面应用和Web应用维护一个统一的代码库。

可视化微观结构：DREAM3D-NX与VTK如何推动材料科学研究的发展

材料科学的研究依赖于理解材料的微观结构与其性能之间的内在联系。要真正掌握这些关联，就必须使用先进的数据分析和可视化工具。DREAM3D-NX是由BlueQuartz Software开发的一款先进的数据分析软件，它集成了Visualization Toolkit (VTK)，用于渲染材料科学相关的数据。

3D可视化在材料科学中不可或缺的作用

材料科学中的科学数据本质上是三维的。仅通过二维截面图，我们很难理解晶界、隐藏的孔隙或纤维的排列方向等结构特征。因此，三维可视化对于全面理解这些材料特性至关重要。

DREAM3D-NX与VTK：一种协同发展的合作关系

DREAM3D-NX是一个功能强大的平台，专门用于处理和分析来自各种来源的微观结构数据，这些数据包括通过电子背散射衍射（EBSD）、X射线断层扫描以及连续切片技术获得的样本信息。通过在DREAM3D-NX中集成可视化工具包（VTK），该平台的性能得到了显著提升，现在它提供了一套全面的可视化与分析工具。