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前端做网站要会什么深圳网站提升排名

wzjs 2025/8/19 12:42:52

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文章目录

- 1. 概述
- 2. CMake链接VTK
- 3. main.cpp文件
- 4. 演示效果

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1. 概述

此示例通过检查文件的扩展名来选择 vtkPolyData 读取器。以网格方式显示多个不同文件。

将多个不同类型的文件放到一个列表中，通过ReadPolyData()函数识别不同的类型，创建对应的读取对象，支持读取显示多个不同类型的PolyData文件。

vtkPolyData 是 vtkDataSet 的具体实现类，表示由顶点（vertices）、线段（lines）、多边形（polygons）和/或三角形条带（triangle strips）组成的几何结构。同时支持点属性（如标量、向量等）和单元属性。

关键特性

支持的单元类型
包括：vtkVertex, vtkPolyVertex, vtkLine, vtkPolyLine, vtkTriangle, vtkQuad, vtkPolygon, vtkTriangleStrip（定义于 vtkCellType.h）。
高效数据操作
提供专用的遍历和操作方法（如通过 GetPolys() 获取多边形数组，再结合 vtkCellArray 的 InitTraversal() 和 GetNextCell() 遍历），效率优于通用 vtkDataSet 方法。

混合单元类型的限制
vtkPolyData 使用 4 个独立 vtkCellArray 实例 管理不同维度单元（0D 顶点、1D 线段、2D 多边形、2D 三角形条带）。
插入顺序强制要求：顶点 → 线段 → 多边形 → 三角形条带，以保证单元 ID 一致性和渲染正确性。
过滤器兼容性：部分过滤器（如 vtkDecimatePro 需三角形/三角形条带，vtkTubeFilter 需线段）可能对输入单元类型有特定要求，需仔细查阅文档。

技术要点总结

设计目的
vtkPolyData 针对 非结构化表面网格 优化，适用于点云、折线网络、多边形表面等场景。
性能建议
优先使用 vtkPolyData 专用方法（如 GetVerts(), GetLines(), GetPolys()）而非通用 GetCell()，以提高遍历效率。
混合单元时需严格遵循插入顺序，避免数据不一致。

常见陷阱
未按顺序插入混合单元 → 导致单元 ID 混乱或渲染异常。
未检查过滤器对单元类型的支持 → 引发运行时错误或意外输出。

数据结构组成

vtkPolyData 由三部分数据构成：

几何数据 (Geometry)
通过 vtkPoints 对象存储所有 点的三维坐标，定义几何形状的空间位置。
拓扑数据 (Topology)
由多个 vtkCellArray 组织，描述如何将点连接成基本图元，支持四种单元类型：
顶点 (Vertices)：单个点构成的单元。
线 (Lines)：两点连成的线段。
多边形 (Polygons)：闭合的平面多边形（如四边形、五边形）。
三角形条带 (Triangle Strips)：连续三角形共享边的高效表示。

属性数据 (Attributes)
附加到点或单元上的标量、向量等数据（如颜色、温度、法向量），通过 vtkDataArray 存储。

数据存储优势

索引化存储
单元通过 点的索引（而非直接坐标）引用几何数据中的点，减少冗余存储（如多个单元共享相同点）。
灵活性与效率
分离几何与拓扑数据，便于局部修改（如仅更新属性）或高效渲染（如复用顶点缓冲区）。

典型应用场景

数据来源
从文件（.vtp, .stl, .obj）导入网格模型。
程序生成（如通过 vtkSphereSource 创建球体）。

用途
3D 模型可视化（表面渲染、线框显示）。
几何处理（如网格简化、平滑）。
科学计算（如流线、等值面提取）。

相关地址

vtkPolyData
演示文件下载地址

环境	说明
系统	ubuntu22.04、windows11
cmake	3.22、3.25
Qt	5.14.2
编译器	g++11.4、msvc2017
VTK	9.4.1

2. CMake链接VTK

cmake_minimum_required(VERSION 3.20 FATAL_ERROR) # 设置CMake最低版本
project(vtk2) # 设置项目名称
# 查找VTK库
find_package(VTK COMPONENTS 
CommonColor
CommonCore
CommonDataModel
FiltersSources
IOGeometry
IOLegacy
IOPLY
IOXML
InteractionStyle
RenderingContextOpenGL2
RenderingCore
RenderingFreeType
RenderingGL2PSOpenGL2
RenderingOpenGL2
)
if(NOT VTK_FOUND)
message("VTK not found")
return()
endif()add_executable(vtk2 main.cpp) # 添加可执行文件target_link_libraries(vtk2 PRIVATE ${VTK_LIBRARIES}) # 链接VTK库
vtk_module_autoinit(TARGETS vtk2 MODULES ${VTK_LIBRARIES}) # 初始化VTK模块

3. main.cpp文件

/********************************************************************************
* 文件名：   main.cpp
* 创建时间： 2025-03-19 17:18:59
* 开发者：   MHF
* 邮箱：     1603291350@qq.com
* 功能：     读取所有polyData类型的文件，将其转换为vtkPolyData类型的文件
*********************************************************************************/
#include <vtkActor.h>
#include <vtkActor2D.h>
#include <vtkBYUReader.h>
#include <vtkCamera.h>
#include <vtkCellArray.h>
#include <vtkCoordinate.h>
#include <vtkNamedColors.h>
#include <vtkNew.h>
#include <vtkOBJReader.h>
#include <vtkPLYReader.h>
#include <vtkPoints.h>
#include <vtkPolyData.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkPolyDataMapper2D.h>
#include <vtkPolyDataReader.h>
#include <vtkPolyLine.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkProperty2D.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkSTLReader.h>
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkTextMapper.h>
#include <vtkTextProperty.h>
#include <vtkXMLPolyDataReader.h>#include <vtksys/SystemTools.hxx>#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;vtkSmartPointer<vtkPolyData> ReadPolyData(const std::string& fileName)
{vtkSmartPointer<vtkPolyData> polyData; // vtkPolyData类型的智能指针string extension = vtksys::SystemTools::GetFilenameLastExtension(fileName); // 获取文件扩展名transform(extension.begin(), extension.end(), extension.begin(), ::tolower); // 将扩展名转换为小写if(extension == ".ply") {vtkNew<vtkPLYReader> reader; // 创建vtkPLYReader对象reader->SetFileName(fileName.c_str()); // 设置文件名reader->Update(); // 更新数据polyData = reader->GetOutput(); // 获取输出数据}else if(extension == ".vtp"){vtkNew<vtkXMLPolyDataReader> reader; // 创建vtkXMLPolyDataReader对象reader->SetFileName(fileName.c_str()); // 设置文件名reader->Update(); // 更新数据polyData = reader->GetOutput(); // 获取输出数据} else if(extension == ".obj"){vtkNew<vtkOBJReader> reader; // 创建vtkOBJReader对象reader->SetFileName(fileName.c_str()); // 设置文件名reader->Update(); // 更新数据polyData = reader->GetOutput(); // 获取输出数据}else if(extension == ".stl"){vtkNew<vtkSTLReader> reader; // 创建vtkSTLReader对象reader->SetFileName(fileName.c_str()); // 设置文件名reader->Update(); // 更新数据polyData = reader->GetOutput(); // 获取输出数据}else if(extension == ".g"){vtkNew<vtkBYUReader> reader; // 创建vtkBYUReader对象reader->SetGeometryFileName(fileName.c_str()); // 设置文件名reader->Update(); // 更新数据polyData = reader->GetOutput(); // 获取输出数据}else if(extension == ".vtk"){vtkNew<vtkPolyDataReader> reader; // 创建vtkPolyDataReader对象reader->SetFileName(fileName.c_str()); // 设置文件名reader->Update(); // 更新数据polyData = reader->GetOutput(); // 获取输出数据}else{cerr << "未知文件类型: " << extension << endl;vtkNew<vtkSphereSource> sphereSource; // 创建球体数据源sphereSource->Update(); // 更新数据polyData = sphereSource->GetOutput(); // 获取输出数据}return polyData;
}/**
* @brief 设置视口的边框颜色
*
* 为指定的渲染器设置视口的边框颜色。
*
* @param renderer vtkRenderer的智能指针，指向要设置边框的渲染器
* @param color 双精度浮点数数组，包含边框颜色的RGB值（范围在0.0到1.0之间）
* @param last 是否为最后一个渲染器，如果为true，则可能在处理上有所不同
*/
void ViewportBorder(vtkSmartPointer<vtkRenderer>& renderer, double* color, bool last)
{vtkNew<vtkPoints> points; // 点points->SetNumberOfPoints(4); // 设置点的数量points->SetPoint(0, 1, 1, 0); // 设置点的位置points->SetPoint(1, 0, 1, 0);points->SetPoint(2, 0, 0, 0);points->SetPoint(3, 1, 0, 0);vtkNew<vtkCellArray> cells; // 线cells->Initialize(); // 初始化vtkNew<vtkPolyLine> lines; // 多线if(last){lines->GetPointIds()->SetNumberOfIds(5); // 设置点的数量}else{lines->GetPointIds()->SetNumberOfIds(4); // 设置点的数量}for(int i = 0; i < 4; i++){lines->GetPointIds()->SetId(i, i); // 设置点的ID}if(last){lines->GetPointIds()->SetId(4, 0); // 设置点的ID}cells->InsertNextCell(lines); // 插入线vtkNew<vtkPolyData> polyData; // 多边形数据polyData->Initialize(); // 初始化polyData->SetPoints(points); // 设置点polyData->SetLines(cells); // 设置线// 使用标准化视口坐标// 它们与窗口大小无关vtkNew<vtkCoordinate> coordinate; // 坐标coordinate->SetCoordinateSystemToNormalizedViewport(); // 设置坐标系统为标准化视口坐标vtkNew<vtkPolyDataMapper2D> mapper; // 映射器，用于2Dmapper->SetInputData(polyData); // 设置输入数据mapper->SetTransformCoordinate(coordinate); // 设置坐标变换vtkNew<vtkActor2D> actor; // 2D演员actor->SetMapper(mapper); // 设置映射器actor->GetProperty()->SetColor(color); // 设置颜色actor->GetProperty()->SetLineWidth(4); // 设置线宽renderer->AddViewProp(actor); // 添加视图属性
}int main()
{vtkNew<vtkNamedColors> colors;vtkNew<vtkTextProperty> textProperty; // 文本属性textProperty->SetFontSize(16); // 设置字体大小textProperty->SetColor(0.3, 0.3, 0.3); // 设置颜色// 文件列表list<string> fileNames = {"E:/lib/VTK/vtk-data/Data/bunny.ply","E:/lib/VTK/vtk-data/Data/horse.vtp","E:/lib/VTK/vtk-data/Data/dragon.ply","E:/lib/VTK/vtk-data/Data/teapot.g",}; vtkNew<vtkRenderWindow> renderWindow; //渲染窗口vector<vtkSmartPointer<vtkRenderer>> renderers; // 渲染器列表// 读取文件并添加到渲染器中for(auto &fileName : fileNames){cout << "正在读取文件: " << fileName << endl;auto polyData = ReadPolyData(fileName); // 读取文件if(!polyData) // 如果读取失败{cerr << "读取文件失败: " << fileName << endl;return 1;}vtkNew<vtkPolyDataMapper> mapper; // 映射器mapper->SetInputData(polyData); // 设置输入数据vtkNew<vtkActor> actor; // 演员actor->SetMapper(mapper); // 设置映射器actor->GetProperty()->SetDiffuseColor(colors->GetColor3d("Light_salmon").GetData()); // 设置漫反射颜色actor->GetProperty()->SetSpecular(0.6); // 设置镜面反射系数actor->GetProperty()->SetSpecularPower(30); // 设置镜面反射功率vtkNew<vtkTextMapper> textMapper; // 文本映射器textMapper->SetTextProperty(textProperty); // 设置文本属性textMapper->SetInput(vtksys::SystemTools::GetFilenameName(fileName).c_str()); // 设置文本内容vtkNew<vtkActor2D> text; // 2D演员text->SetMapper(textMapper); // 设置映射器text->SetPosition(20, 20); // 设置位置vtkNew<vtkRenderer> renderer; // 渲染器renderer->AddActor(actor); // 添加演员到渲染器renderer->AddActor(text); // 添加文本到渲染器renderer->SetBackground(colors->GetColor3d("mint").GetData()); // 设置背景颜色renderWindow->AddRenderer(renderer); // 添加渲染器到渲染窗口renderers.push_back(renderer); // 添加渲染器到渲染器列表}int rendererSize = 400; // 渲染器大小int xGridDimensions = 2; // 网格的列数// 注意：如果文件数量不是xGridDimensions的倍数，则无法正常显示，因为网格行不完整。int yGridDimensions = fileNames.size() / xGridDimensions; // 网格的行数renderWindow->SetSize(rendererSize * xGridDimensions, rendererSize * yGridDimensions); // 设置渲染窗口大小int blank = fileNames.size() + (fileNames.size() % xGridDimensions); // 添加空白渲染器的数量，确保网格完整for (auto i = fileNames.size() + 1; i < blank; ++i){vtkNew<vtkRenderer> renderer;renderer->SetBackground(colors->GetColor3d("White").GetData());renderers.push_back(renderer);renderWindow->AddRenderer(renderer);}// 设置渲染器视口和边框颜色for(auto row = 0; row < yGridDimensions; row++){for(auto col = 0; col < xGridDimensions; col++){auto index = row * xGridDimensions + col;double viewPort[4] = {double(col) * rendererSize / (xGridDimensions * rendererSize),double(yGridDimensions - (row + 1)) * rendererSize / (yGridDimensions * rendererSize),double(col + 1) * rendererSize / (xGridDimensions * rendererSize),double(yGridDimensions - row) * rendererSize / (yGridDimensions * rendererSize)};renderers[index]->SetViewport(viewPort); // 设置视口ViewportBorder(renderers[index], colors->GetColor3d("SlateGray").GetData(), col == int(xGridDimensions)); // 设置视口边框}}vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor; //渲染窗口交互器renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);renderWindow->Render(); // 渲染窗口renderWindowInteractor->Start(); // 开始渲染窗口交互return 0;
}