VTK 学习----VTK基础-VTK的两种对象模型

3.2.1 VTK的两种对象模型

VTK 系统的两种对象模型：图形模型和可视化模型。

3.2.1.1 VTK图形模型

VTK图形模型由以下核心类组成：

1. vtkActor、vtkActor2D、vtkVolume
2. vtkLight
3. vtkCamera
4. vtkProperty,vtkProperty2D
5. vtkMaper,vtkMapper2D – vtkAbstractMapper 的子类
6. vtkTransform
7. vtkLookupTable,vtkColorTransferFunction- vtkScalarsToColors的子类
8. vtkRender
9. vtkRenderWindow
10. vtkRenderWindowInteractor

注意：这里并不是一个完整的包含所有类的列表，只是列出了最常用的类。

Props 表示在场景中能“看到”的东西(如场景中的地形、山脉、人物、花草等)，如果Props 是 vtkProp3D 类型，它能操作 3D，如果 Props 是 vtkProp2D 类型，它能表现 2D 数据，Props 不能直接表现几何数据，在 VTK 中用 Mapper 表现几何数据，Props 能够引用 Property（属性）对象，Property 对象能够控制 Pros 的外观（如颜色、灯光、显示模式等）， 在 Actors、Volumes 类中也有一个控制 Props 位置、方向的内部变换对象（vtkTransform），vtkActor是 vtkProper3D 的一个子类。

Lights(vtkLight)是用于表现和处理光线的，Lights 只用于三维，在二维中我们不使用光线。

相机类（vtkCamera）在绘制过程中，用相机类控制被绘制到场景中的物体的数量，相机类提供了一些方法控制相机的位置，同时相机类也控制透视投影和立体观察。

映射器类（vtkMapper）经常和查找表类（vtkLookupTable）一起对几何体进行变换和绘制，该类也是图形模型和可视化流水线之间的接口。
查找表类vtkLookupTable和 颜 色 变 换 类 tkColorTransferFunction是vtkScalarsToColors 类的子类，主要为映射的数据赋予不同的颜色。

绘制类（vtkRenderer）和绘制窗口类（vtkRenderWindow）管理图形引擎和计算机窗口系统之间的接口，绘制窗口是绘制图形的显示区域，多个绘制图形也许显示在一个绘制窗口中，但是，用户可以同时创建多个绘制窗口，绘制数据在绘制窗口显示的区域被称为视口，一个绘制窗口可以同时有多个视口。

vtkRenderWindowInteractor,这是一个操作相机对象和拾取工具的类，调用用户定义方法，进入/退出立体视角，并且修改 Actor 的一些属性。

3.2.1.2 VTK可视化模型

图形模型的主要作用是用图形描述几何体构成的场景，可视化流水线的主要作用是把几何数据（如立方体的顶点坐标）转换成图形数据和负责构建几何体，VTK 使用数据流的方式把几何体数据转换成图形数据，主要有两个基本类和数据转换相关，它们是：

1. vtkDataObject

数据对象表达各种类型的数据，vtkDataObject 可以被看作是一个二进制大块（blob）数据，结构化的数据可以被认为是一个数据集(dataset) (vtkDataSet 类)。

                                    VTK 中的数据对象类型

a 均匀网格 b 线性网格 c 结构网格 d 离散点 e 多边形 f 非结构网格

数据对象由几何和拓扑结构组成（点集和单元集）， 同时数据对象与属性数据（例如缩放比例和向量）相关，这些属性数据用于描述数据对象中的点集和单元集的属性（对于一个办公桌而言，描述桌面的颜色、描述桌腿的颜色），单元集是数据对象的基本组成单位（如一个立方体对象由若干个三角形构成，这些三角形就是单元集，也可以称为图元），下图显示了VTK支持的各种属性数据。

                        VTK 中用于描述单元集和点集的属性数据

1. vtkProcessObject

过程对象一般也称为过滤器，按照某种运算法则对数据对象进行处理，对数据对象的数据进行优化，过程对象表现系统中的几何形状，数据对象和过程对象连接在一起形成可视化流水线(例如，数据流网络），下图是一种可视化流程的描述。

                       数据对象和过程对象连接创建可视化流水线

在可视化流水线中,主要包括源对象、过滤器对象、映射器对象三种对象。

（1）源对象。源对象是可视化流水线的起点，源对象依据数据生成的方式，分为如下两种类型：

• 过程源对象：可以通过读数据文件的方式（读对象）产生数据。
• 程序源对象：也可以用数学表达式或其它的数学方法产生数据。

（2）过滤器对象。过滤器对象接收一个或多个数据对象作为输入，对数据对象处理之后生成一个或多个数据对象作为输出。

（3）映射器。映射器（Mapper）对象是可视化流水线的终点，是图形模型和可视化模型之间的接口，其主要作用是将数据对象转换成图形对象，然后由图形引擎绘制出来，复写器是映射器的一种类型，作用是将数据写入文件或流。