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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

  在这里插入图片描述

步骤五：设置渲染窗口

  在这里插入图片描述

步骤六：过程式展现动画

  在这里插入图片描述


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4
    vtkSmartPointer<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;
}

工程模板v1.5.0

  在这里插入图片描述


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