Linux(Ubuntu24.04)源码编译安装VTK9.2记录

原创 于 2025-01-07 14:13:50 发布 · 2.5k 阅读 · 17 ·
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#linux #计算机视觉 #c++

        本次安装VTK9.2是在WSL2的Ubuntu24.04环境下进行。

1、安装依赖

        首先，确保系统安装了必要的依赖项：

  • sudo apt install libxt-dev 
sudo apt install libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev
sudo apt install libopenmpi-dev openmpi-bin
  • libxt-dev: 这是X Toolkit库的开发包，提供了X11窗口系统的工具包支持。VTK的图形界面和渲染功能依赖于X11窗口系统，因此需要libxt-dev来确保相关功能正常编译和运行。
  • libgl1-mesa-dev: 这是Mesa OpenGL库的开发包，提供了OpenGL的实现。VTK使用OpenGL进行3D图形渲染，因此需要libgl1-mesa-dev来支持OpenGL相关的功能。
  • libglu1-mesa-dev: 这是Mesa GLU库的开发包，提供了OpenGL实用库（GLU）。GLU库包含了一些高级OpenGL功能，如曲面细分和几何处理，VTK在渲染复杂图形时会用到这些功能。
  • libopenmpi-dev: 这是OpenMPI的开发包，提供了MPI（Message Passing Interface）的实现。MPI是一种用于并行计算的通信协议，常用于高性能计算（HPC）和分布式系统中。VTK支持并行处理（例如并行渲染和数据处理），如果启用了VTK的并行功能（如VTK_USE_MPI），则需要libopenmpi-dev来编译和链接MPI相关的代码。
  • openmpi-bin: 这是OpenMPI的运行时工具包，包含了MPI程序的运行环境。在运行使用MPI的VTK程序时，openmpi-bin提供了必要的运行时支持（如mpirun命令）。

2、获取v9.2版本的VTK源码

        clone源码后，checkout切换tag为v9.2.4，如需其它版本可以自行切换。

  • git clone https://github.com/Kitware/VTK
cd VTK
git checkout v9.2.4

 3、编译安装

        创建build文件夹并进入执行cmake： 

  • mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
         -DVTK_GROUP_ENABLE_StandAlone=YES \
         -DVTK_GROUP_ENABLE_MPI=YES \
         -DVTK_USE_MPI=ON \
         -DVTK_BUILD_TESTING=ON \  #可选OFF
         -DVTK_BUILD_EXAMPLES=ON \ #可选OFF
         -DVTK_WRAP_PYTHON=OFF     #此处关闭Python相关功能

        如需Python相关模块功能，需要将-DVTK_WRAP_PYTHON=OFF改为：

  •       -DVTK_WRAP_PYTHON=ON \
      -DVTK_PYTHON_VERSION=3 \
      -DPython3_EXECUTABLE=/usr/bin/python3 \

        cmake执行结束无问题后，使用make编译安装：

  • make -j$(nproc)
sudo make install

4、验证VTK

4.1 验证vtk版本
  • #cmake阶段设置了-DVTK_BUILD_TESTING=ON -DVTK_BUILD_EXAMPLES=ON
vtkVersion 
#或者通过头文件查看
cat /usr/local/include/vtk-9.2/vtkVersionMacros.h | grep VTK_VERSION
#define VTK_VERSION "9.2.4"
#define VTK_SOURCE_VERSION "vtk version " VTK_VERSION
#define VTK_VERSION_CHECK(major, minor, build)                                                     \
#define VTK_VERSION_NUMBER                                                                         \
  VTK_VERSION_CHECK(VTK_MAJOR_VERSION, VTK_MINOR_VERSION, VTK_BUILD_VERSION)
4.2 验证 Python 绑定(如果开启了Python模块功能）

        安装完成后，可以通过以下命令验证 Python 绑定是否成功：

  • python3 -c "import vtk; print(vtk.vtkVersion.GetVTKVersion())"

5、总结

cmake参数说明：

  • -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local：指定安装路径。

  • -DVTK_GROUP_ENABLE_StandAlone=YES：启用独立模块。

  • -DVTK_GROUP_ENABLE_MPI=YES：启用 MPI 支持。

  • -DVTK_USE_MPI=ON：启用 MPI。

  • -DVTK_BUILD_TESTING=OFF：禁用测试（加快构建速度）。

  • -DVTK_WRAP_PYTHON=ON：启用 Python 绑定。

  • -DVTK_PYTHON_VERSION=3：指定 Python 3 绑定。

        如果后续需要安装PCL，一定需要启用MPI支持； 如果不使用 Python，完全可以不开启 DVTK_WRAP_PYTHON 和DVTK_PYTHON_VERSION。这样可以简化构建过程，减少构建时间和安装体积。只需在 CMake 配置中确保 DVTK_WRAP_PYTHON=OFF 即可。

       

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CMakeLists.txt配置 ```cmake cmake_minimum_required(VERSION 3.16) project(VTKQMLExample) # 查找Qt和VTK组件 find_package(Qt6 COMPONENTS Quick Gui Qml REQUIRED) find_package(VTK 9.2 REQUIRED COMPONENTS CommonCore RenderingOpenGL2 InteractionStyle FiltersSources GUISupportQtQuick ) # 添加可执行文件 add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp vtkitem.cpp ) # 链接库 target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE Qt6::Quick Qt6::Qml Qt6::Gui ${VTK_LIBRARIES} ) # 设置包含目录 target_include_directories(${PROJECT_NAME} PRIVATE ${VTK_INCLUDE_DIRS} ) # 设置C++标准 set_target_properties(${PROJECT_NAME} PROPERTIES CXX_STANDARD 17 CXX_STANDARD_REQUIRED ON ) ``` ### 2. QML与VTK交互注意事项 1. **线程安全**：所有VTK操作必须在渲染线程执行 2. **资源管理**：使用`vtkSmartPointer`自动管理内存 3. **属性绑定**：通过Q_PROPERTY实现QML属性绑定 4. **信号/槽**：使用Qt信号机制通知QML状态变化 ## 四、高级应用：点云可视化 ### 1. 点云封装类 ```cpp // vtkpointclouditem.h class VTKPointCloudItem : public QQuickVTKItem { Q_OBJECT Q_PROPERTY(QString source READ source WRITE setSource NOTIFY sourceChanged) public: VTKPointCloudItem(QQuickItem* parent = nullptr); vtkUserData initializeVTK(vtkRenderWindow* renderWindow) override; QString source() const; void setSource(const QString& path); signals: void sourceChanged(const QString& newSource); private: QString m_source; vtkSmartPointer<vtkRenderer> m_renderer; vtkSmartPointer<vtkActor> m_actor; }; ``` ### 2. 点云加载实现 ```cpp // vtkpointclouditem.cpp #include "vtkpointclouditem.h" #include <vtkPLYReader.h> #include <vtkPointGaussianMapper.h> vtkUserData VTKPointCloudItem::initializeVTK(vtkRenderWindow* renderWindow) { m_renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New(); renderWindow->AddRenderer(m_renderer); if (!m_source.isEmpty()) { auto reader = vtkSmartPointer<vtkPLYReader>::New(); reader->SetFileName(m_source.toUtf8().constData()); auto mapper = vtkSmartPointer<vtkPointGaussianMapper>::New(); mapper->SetInputConnection(reader->GetOutputPort()); mapper->SetScaleFactor(0.5); m_actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New(); m_actor->SetMapper(mapper); m_renderer->AddActor(m_actor); m_renderer->ResetCamera(); } return nullptr; } void VTKPointCloudItem::setSource(const QString& path) { if (m_source == path) return; m_source = path; update(); // 触发重新渲染 emit sourceChanged(m_source); } ``` ### 3. QML中使用点云组件 ```qml import VTK.Examples 1.0 VTKPointCloudItem { width: 600 height: 400 source: "pointcloud.ply" MouseArea { anchors.fill: parent onClicked: { // 点云交互处理 console.log("Clicked at:", mouseX, mouseY) } } } ``` ## 五、常见问题解决 ### 1. 编译问题处理 - **Qt版本兼容**：确保使用Qt 6.2+（引用[1]） - **路径配置**：正确设置VTK_DIR环境变量 - **依赖管理**： ```bash # 查找缺失依赖 ldd ./VTKQMLExample | grep "not found" ``` ### 2. 运行时问题 - **黑屏问题**：检查渲染器是否添加到窗口 - **QML类型未注册**：确认qmlRegisterType调用正确 - **资源路径错误**：使用QUrl处理文件路径 ### 3. 性能优化策略 1. **批量更新**：避免频繁调用update() 2. **LOD技术**：根据距离调整细节层次 3. **后台加载**：使用QThread加载大型模型 4. **实例化渲染**：重复对象使用Instanced渲染 ## 六、最佳实践总结 1. **模块化设计**：每个VTK对象封装为独立QML组件 2. **属性绑定**：通过Q_PROPERTY暴露关键参数 3. **异步加载**：大型资源使用后台线程加载 4. **内存管理**：始终使用vtkSmartPointer管理VTK对象 5. **跨平台测试**：在Windows/Linux/macOS验证行为一致性
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