VTK 学习笔记

VTK是一个面向对象的系统，高效使用VTK的关键，是要逐渐较好地理解底层的对象模型，这样做是为了去掉数百个对象的神秘外衣。理解力达到一定程度，你很容易建立应用程序。也许你想知道许多对象的功能，只有反复练习代码例子，才能对对象有所理解。在本用户指南中，我们努力提供有用的对象组合来满足你的应用。

接下来的部分，我们来构成VTK的两个对象模型：图形对象模型和可视化对象模型。这部分相对高级—我们建议你强化阅读，运行本章和下一章数百个源代码布置的例子。

 

图形模型

VTK图形模型包含下列核心对象（这不是无穷对象列表，而是我们经常用到的对象）：

（附图1）

 

我们把这些对象组合起来产生一个场景（参见对象表图14-8可以知道这些对象是如何联系在一起的）。Props代表我们在场景中“看见”的东西，在3D中（有一个4*4的变换矩阵）被定位和操作的Props就是vtkProp3D（例如vtkActor就是vtkProp3D的一个具体的子类，我们要进行体绘制，这个子类就是vtkVolume）。Props用来定位和表示2D数据（即图像）的类是vtkActor2D。Props不直接表示几何形状，它借助Mappers对象，Mapper负责表达数据。Props也借助于一个属性对象，属性对象控制着Props的外观（颜色、漫射光、反射光效果；绘制外观：线框或面片等）。Actors和Volumes（通过超类vtkProp3D）还有一个内部变换对象（vtkTransform），这个对象封装了一个4*4矩阵，它依次控制着Prop的位置、朝向和尺度。

光照(vtkLight)用来表示和操作场景的光线，光照仅用于3D，2D不需要光照。

相机对象（vtkCamera）在绘制过程中控制如何将3D投影到2D，相机具有定位、定标和定向的几种方法。此外，相机还控制透视投影和立体视（若开启），2D图像不需要相机。

映射对象（vtkMapper）与查找表相连（vtkLookupTable），用来变换和绘制几何图形，映射提供可视化流水线与图形对象模型之间的接口。vtkLookupTable是一个vtkScalarsToColors类的子类，就像vtkColorTransferFunction（典型vtkColorTransferFunction用来体绘制，参见136页）。vtkScalarsToColors的子类将映射数据转变成颜色，是最重要的可视化技术之一。

Renderers(vtkRenderer) 和render windows(vtkRenderWindow)用来管理图形引擎和计算机窗口系统，绘制窗就是所绘制的计算机窗口。多个绘制者可在一个绘制窗口中绘图，也可以创建多个绘制窗口。绘制区称为视口，可能在一个绘制窗口存在多个绘制区。将绘制对象绘制到窗口后，就获得了与数据交互的机会。VTK有几种与数据进行交互的方法，其一就是vtkRenderWindowInteractor，它是一种简单的工具，用来操作相机、拾取对象、调用用户方法、进出立体视、改变actors属性等。

上面提到的许多对象都有子类，这些子类具体化对象行为，例如vtkAssembly、vtkFollower和vtkLODActor都是vtkActor子类。vtkAssembly允许Actors分级，恰当地管理平移、转变和尺度变换。vtkFollower是一个总是面向特定相机的Actor。vtkLODActor是一个Actor对象，可改变几何表达、保持交互帧频。