VTK调研

VTK（visualization toolkit）是一个开放资源的免费软件系统，主要用于三维计算机图形学、图像处理和可视化。

VTK文件格式

在VTK中有2种不同风格的文件格式可用，最简单的是传统的、串行的格式，这种格式无论手工还是编程都容易读写，然而这种格式没有基于XML文件格式灵活；XML格式支持随机访问、并行IO，以及跨平台数据压缩。本文只介绍最常见的传统VTK文件格式。
传统VTK文件格式包括5个基本部分：
1. 第一部分是文件版本号及标识。该部分包含单行：#vtk DataFile Version x.x
2. 第二部分是头部。头部包含以换行符\n终止的字符串。头部最多可有256个字符，头部用于描述数据并且包含其他相关信息。
3. 紧接着的一部分是文件格式。文件格式描述文件的类型，ASCII或二进制。该行必须以ASCII或BINARY出现。
4. 第四部分是数据集结构。几何部分描述了数据集的几何和拓扑结构。该行以关键字DATASET开始，后面紧跟着一个表示数据集类型的关键字。
5. 最后一部分描述数据集的属性。这部分以关键字POINT_DATA或者CELL_DATA开始，后面跟着一整数值，该值指定了点或单元的个数。POINT_DATA和CELL_DATA出现的顺序无关紧要。然后其他的关键字/数据组合定义了真实的数据集属性值。
VTK传统文件格式如下图所示：

其中前面3个是必须的，后面2个是可选的。

数据集种类：

数据集属性格式：

图中颜色的分布情况现在还不能找到相应的解释。

VTK库简介

VTK由C++类库和几个解释接口层(包括Python、Tcl/Tk以及Java)组成，VTK支持多种可视化算法，包括标量、向量、张量、纹理以及体积法，以及高级模型技术，例如隐式模型、多边形简化、网格平滑、剪切、轮廓线以及Delaunay三角化。另外，为了允许用户混合2D图像/3D图形算法和数据，已经直接将几十个图像算法集成了。

VTK是由两种模型组成，分别为图形模型Graphics Model和可视化模型Visualization Model。

Graphics Model

图形模型主要对生成的几何体进行绘制，下面是一些常用的核心对象：

vtkActor, vtkActor2D, vtkVolume--vtkProp和／或vtkProp3D的子类

vtkLight--灯光

vtkCamera--镜头，照相机

vtkProperty, vtkProperty2D--

vtkMapper, vtkMapper2D--vtkAbstractMapper的子类

vtkTransform--

vtkLookupTable, vtkColorTransferFunction--vtkScalarsToColors的子类

vtkRender

vtkRenderWindow

vtkRenderWindowInteractor

可以通过对上述对象的组合形成场景Scene。

Visualization Model

可视化模型主要对数据进行处理，生成可被绘制的几何体，可视化模型主要包含两类对象：数据对象和过程对象。

(1)数据对象

(a)多边形数据(vtkPloyData):表示由顶点、直线、多边形即三角面片组成的几何体, 支持多种的原子类型, 如vtkVertex,vtk-PloyVertex, vtkLine等。

(b)结构点数据(vtkStructurePoint):是一包括表面形状及几何形状的几何体。

(c)非结构点数据(vtkUnStructurePoint):指定了几何体的外观；结构网格( vtkStructureGrid):指定了几何体的结构。

(d)非结构网格(vtkUnStructureGrid):可以为任意的cell 类型的组合。

(e)数据对象继承关系。

(2)过程对象

VTK编程

用VTK创建一个图形可视化应用程序是相当简单的，它包含2个基本步骤，首先创建一个数据管道线来处理数据，然后创建必需的图形对象来显示数据即可。

构造一个管道线是为了连接源数据(加载或创建数据)、过滤器(处理数据)以及映射器(通过查找表映射)。

为了创建图形对象，典型的步骤如下：

1.      创建一个绘制窗口

2.      创建一个绘制器

3.      创建一个交互器(用户可以与图形进行交互)

4.      创建一个或多个演员(每个都被链接到映射器)

5.      绘制

void visual_vtk(const char *szVTKFile)
{
	vtkSmartPointer<vtkPolyDataReader> reader = vtkSmartPointer<vtkPolyDataReader>::New ();
	reader->SetFileName (szVTKFile);
	reader->Update ();
	vtkSmartPointer<vtkPolyData> polydata = reader->GetOutput ();
	// map the contours to graphical primitives
	vtkPolyDataMapper *contMapper = vtkPolyDataMapper::New();
	contMapper->SetInput(polydata);
	// create an actor for the contours
	vtkActor *contActor = vtkActor::New();
	contActor->SetMapper(contMapper);
	// a renderer and render window
	vtkRenderer *ren1 = vtkRenderer::New();
	vtkRenderWindow *renWin = vtkRenderWindow::New();
	renWin->AddRenderer(ren1);
	// an interactor
	vtkRenderWindowInteractor *iren = vtkRenderWindowInteractor::New();
	iren->SetRenderWindow(renWin);
	// add the actors to the scene
	ren1->AddActor(contActor);
	ren1->SetBackground(1,1,1); // Background color white
	// render an image (lights and cameras are created automatically)
	renWin->Render();
	// begin mouse interaction
	iren->Start();
}

运行后，显示的图像为：

文章参考于：

http://www.vtk.org/VTK/help/examplecode.html

http://www.vtk.org/VTK/img/file-formats.pdf

VTK调研,布布扣,bubuko.com

VTK调研

原文：http://blog.csdn.net/lming_08/article/details/20357163