1.拾取

选择拾取是人机交互过程的一个重要功能。
一个最经典的例子就是，在玩3D游戏时，场景中可能会存在多个角色，有时需要用鼠标来选择所要控制的角色，这就要用到拾取功能。
另外，在某些三维图形的编辑软件中，经常需要编辑其中的一个点、一个面片或者一个局部区域，这也需要通过拾取功能来完成。
VTK中定义了多个拾取功能的类，具体的继承关系如下：

VTK_Learning_交互与拾取_点拾取_#include

VTK中所有的拾取类都继承自vtkAbstractPicker类，在这些类的基础之上可以实现非常复杂的功能。

 

2.点拾取 

从上图中能够知晓，完成点拾取功能的类是vtkPointPicker。
vtk中的消息是通过vtkRenderWindowInteractor类处理的，在类vtkRenderWindowInteractor中，定义如下函数：
virtual void SetPicker(vtkAbstractPicker*  );
该函数用来设置具体的VTKAbstractPicker对象，并执行相应的拾取操作。因此对于点拾取，实际就是设置VTKPointPicker的过程。
之前，曾经细致的研究过，vtkRenderWindowInteractor内部定义了一个vtkInteractorStyle对象。vtkInteractorStyle类是一个虚基类，其子类定义了多种鼠标和键盘消息的处理方法，在实现拾取操作是，需要定制相应的鼠标消息处理函数。比如拾取某个点时，应该响应鼠标的左键按下消息，并在响应该消息的函数中根据鼠标的当前窗口坐标来完成拾取操作。
点拾取的示例代码如下：
 

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL)
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType)
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle)
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
 
#include <vtkPointPicker.h>
//this->Interactor->GetRenderWindow()->GetRenderers()->GetFirstRenderer()
#include <vtkRendererCollection.h> 
#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
#include <vtkObjectFactory.h>  //vtkStandardNewMacro();
#include <vtkProperty.h>
 
#include <vtkAxesActor.h>
#include <vtkOrientationMarkerWidget.h>
/**************************************************************************************************/
class PointPickerInteractorStyle : public vtkInteractorStyleTrackballCamera
{
public:
  static PointPickerInteractorStyle* New();
  vtkTypeMacro(PointPickerInteractorStyle, vtkInteractorStyleTrackballCamera);
 
  virtual void OnLeftButtonDown()
  {
    //打印鼠标左键像素位置
    std::cout << "Picking pixel: " << this->Interactor->GetEventPosition()[0] 
      << " " << this->Interactor->GetEventPosition()[1] << std::endl;
    //注册拾取点函数
    this->Interactor->GetPicker()->Pick(
      this->Interactor->GetEventPosition()[0],
      this->Interactor->GetEventPosition()[1], 0,  // always zero.
      this->Interactor->GetRenderWindow()->GetRenderers()->GetFirstRenderer()
      );
    //打印拾取点空间位置
    double picked[3];
    this->Interactor->GetPicker()->GetPickPosition(picked);
    std::cout << "Picked value: " << picked[0] << " " << picked[1] << " " << picked[2] << std::endl;
    //对拾取点进行标记
    vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource =
      vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
    sphereSource->Update();
 
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper =
      vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
    mapper->SetInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());
 
    vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
    actor->SetMapper(mapper);
    actor->SetPosition(picked);
    actor->SetScale(0.05);
    actor->GetProperty()->SetColor(1.0, 0.0, 0.0);
    this->Interactor->GetRenderWindow()->GetRenderers()->GetFirstRenderer()->AddActor(actor);
 
    vtkInteractorStyleTrackballCamera::OnLeftButtonDown();
  }
};
/**************************************************************************************************/
 
vtkStandardNewMacro(PointPickerInteractorStyle);
 
int main()
{
  vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource =
    vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
  sphereSource->Update();
 
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper =
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  mapper->SetInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());
  vtkSmartPointer<vtkActor> actor =
    vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  actor->SetMapper(mapper);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer =
    vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  renderer->AddActor(actor);
  renderer->SetBackground(1, 1, 1);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  renderWindow->Render();
  renderWindow->SetWindowName("PointPicker");
  renderWindow->AddRenderer(renderer);
 
  vtkSmartPointer<vtkPointPicker> pointPicker =
    vtkSmartPointer<vtkPointPicker>::New();
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  renderWindowInteractor->SetPicker(pointPicker);
  renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
 
  vtkSmartPointer<PointPickerInteractorStyle> style =
    vtkSmartPointer<PointPickerInteractorStyle>::New();
  renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(style);
  /
  vtkSmartPointer<vtkAxesActor>  Axes = vtkSmartPointer<vtkAxesActor>::New();
  vtkSmartPointer<vtkOrientationMarkerWidget>  widget =
    vtkSmartPointer<vtkOrientationMarkerWidget>::New();
  widget->SetInteractor(renderWindowInteractor);
  widget->SetOrientationMarker(Axes);
  widget->SetOutlineColor(1, 1, 1);
  widget->SetViewport(0, 0, 0.2, 0.2);
  widget->SetEnabled(1);
  widget->InteractiveOn();
  
  renderWindow->Render();
  renderWindowInteractor->Start();
 
  return 0;
}
实际操作细节分析：
• vtkInteractorStyleTrackballCemera派生类设计
PointPickerInteractorStyle类从vtkInteractorStyleTrackballCemera派生，并覆盖了该类OnLeftButtonDown()函数。在该函数中，调用了vtkRenderWindowInteractor的GetEventPosition()函数输出鼠标点击的屏幕坐标。
• 拾取函数Pick()设计
int Pick(double selectionX, double selectionY, double selectionZ, vtkRender* renderer);
 该函数需要接受四个参数，前三个为（selectionX，selectionY，selectionZ），即鼠标的当前窗口坐标，其中selectionZ通常为零。最后一个是vtkRenderer对象。• GetPackPosition()是指世界坐标系下拾取点的坐标
• mian()函数中设计拾取调用流程 
vtkSmartPointer<vtkPointPicker> pointPicker =
  vtkSmartPointer<vtkPointPicker>::New();
 
vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
renderWindowInteractor->SetPicker(pointPicker);
renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
 
vtkSmartPointer<PointPickerInteractorStyle> style =
  vtkSmartPointer<PointPickerInteractorStyle>::New();
renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(style);
实例化vtkPointPicker对象以后，调用vtkRenderWindowInteractor::SetPicker()函数将其设置到渲染窗口交互器中。PointPickerInteractorStyle类与vtkInteractorStyleImage等交互器样式使用方法一致。

VTK_Learning_交互与拾取_点拾取_世界坐标系_02