VTK_Learning_图形进阶_vtkPolyData数据源讨论与数据创建

1.VTKPolyData源数据总结

1之前的实例中，我们利用VTKConeSource源数据创建了一个棱锥。实际上VTK内部提供可以写数据源类来快速获取简单的图形数据。下面给出了最常见的几种VTKPolyData数据源类：

 

 2.vtkPolyData数据的创建

前面多采用图像或者VTK合成源数据进行讨论。在这里，我们希望深入底层，显示地定义一个点集合和一个单元集合。
点集合定义了VTKPolyData的几何数据；单元集合定义了点的拓扑结构。每个单元由点的索引而非坐标来定义。这样能够减少数据的存储空间。
单元的类型可以是点、三角形、矩形、多边形等基本图元（注意：只有定义了单元数据才能显示该图形数据）。这需要根据实际情况来定义相应的图元。
下面的实例演示了一个简单的VTKPolyData数据的创建过程：
 

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkPoints.h>
#include <vtkPolygon.h>
#include <vtkTriangle.h> 
#include <vtkCellArray.h>
#include <vtkPolyData.h>
///
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
 
int main()
{
  vtkSmartPointer<vtkPoints> pts =
    vtkSmartPointer<vtkPoints>::New();
  pts->InsertNextPoint(0.0, 0.0, 0.0);
  pts->InsertNextPoint(1.0, 0.0, 0.0);
  pts->InsertNextPoint(1.0, 1.0, 0.0);
  pts->InsertNextPoint(0.0, 1.0, 0.0);
  pts->InsertNextPoint(2.0, 0.0, 0.0);
  //拓扑结构
  vtkSmartPointer<vtkPolygon> polygon =
    vtkSmartPointer<vtkPolygon>::New();
  polygon->GetPointIds()->SetNumberOfIds(4);
  polygon->GetPointIds()->SetId(0, 0);
  polygon->GetPointIds()->SetId(1, 1);
  polygon->GetPointIds()->SetId(2, 2);
  polygon->GetPointIds()->SetId(3, 3);
  polygon->GetPointIds()->SetId(4, 4);
  
  vtkSmartPointer<vtkTriangle> triangle =
    vtkSmartPointer<vtkTriangle>::New();
  triangle->GetPointIds()->SetId(0, 1);
  triangle->GetPointIds()->SetId(1, 2);
  triangle->GetPointIds()->SetId(2, 4);
 
  vtkSmartPointer<vtkCellArray> cells =
    vtkSmartPointer<vtkCellArray>::New();
  cells->InsertNextCell(polygon);
  cells->InsertNextCell(triangle); //设置拓扑结构
  //合成数据
  vtkSmartPointer<vtkPolyData> polygonPolyData =
    vtkSmartPointer<vtkPolyData>::New();
  polygonPolyData->SetPoints(pts);
  polygonPolyData->SetPolys(cells);
  
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper =
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  mapper->SetInputData(polygonPolyData);
 
  vtkSmartPointer<vtkActor> actor =
    vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  actor->SetMapper(mapper);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderer> render =
    vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  render->AddActor(actor);
  render->SetBackground(0.0, 0.0, 0.0);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  rw->AddRenderer(render);
  rw->SetSize(320, 240);
  rw->SetWindowName("Creating PolyData Structure");
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  rwi->SetRenderWindow(rw);
  rwi->Render();
  rwi->Start();
 
  return 0;
}

vtkPoints用于存储点集合。通过InserNextPoint()函数可以顺序地为其添加点，并返回点的索引，索引从0开始。另外，还可以通过函数SetNumberofPoints()来指定其点的个数，然后调用SetPoint()函数为对应索引点设置坐标。代码中含有5个坐标点。 利用定义的5个坐标点的索引定义一个VTKPolygon多边形单元。vtkPolygon继承自vtkCell类，表示一个多边形单元。定义vtkPolygon单元时，需要指定组成改单元的点数（这里指定了四个点，所以定义的是四边形）。vtkPolygon内部定义了一个vtkIdList对象，该对象存储了点索引集合。通过调用vtkList类的SetNumberOfIds()函数可以设置点数，SetId则可以为指定的点设置索引，注意该索引必须是vtkPoints中的点索引。在该示例代码中利用四个点构成了一个四边形，利用三个点构成了一个三角形。 上例的显示结果如下：

VTK中定义了大量的单元类，这些类都继承自vtkCell，需要根据实际情况选择使用。这里面，我只对单元类型为三角形和多边形的图形进行了分析，这通常也被称为网格（Mesh）。在一个多边形网格模型总，连接网格点的称为边，每个单元有一系列的边顺序连接而成，也被戏称为面片。
vtkCellArray用于存储所有的单元数据，InsertNextCell()函数一次插入定义的单元。只有点数据和单元数据都定义完毕才能通过下面的函数添加到vtkPolyData中：
 

void SetPoints(vtkPoints*);
void SetPolys(vtkCellArray*p);

需要注意的是，SetPolys()接受的是多边形单元数组，如果单元类型为顶点、线段或者三角形带的话，则需要调用如下函数：

void SetVerts(vtkCellArray* v);
void SetLines(vtkCellArray* l);
void SetStrips(vtkCellArray* s);