使用C#开发VTK笔记(三)-使用VTK创建可视化界面和简单点线面体模型

一.使用VTK创建可视化界面

1.创建C#可视化界面

1. 使用Visual Studio 2022用.net 8.0创建窗体应用
   
2. 放入两个水平分割的Panel左侧演示VTK 右侧放按钮
   
3. 按照第一章节环境搭建的步骤，加入对应Kitware的dll并导入依赖
   

2.初始化Vtk窗口

1. 引用Kitware.VTK，Form1_Load中，创建渲染窗口控件renderWindowControl并加入窗口Panel的Controls中。 获取窗口的第一个渲染器到render，设置好背景颜色SetBackground。启动窗体，就显示Vtk窗口了。
   这里背景色可以SetBackground和SetBackground2组合设置一个渐变色。

using Kitware.VTK;
namespace VtkPlatform
{
   
    public partial class Form1 : Form
    {
   
        //初始化并创建静态变量控件renderWindowControl避免被系统进程kill
        public static Kitware.VTK.RenderWindowControl xRenderWindowControl=new RenderWindowControl() ;     
        public Form1()
        {
   
            InitializeComponent();
        }
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
   
            this.splitContainer1.Panel1.Controls.Add(xRenderWindowControl);
            vtkRenderer xRenderer = xRenderWindowControl.RenderWindow.GetRenderers().GetFirstRenderer();
            xRenderer.SetBackground(0, 0.5, 0);
        }
        public vtkRenderer GetVtkRenderer()
        {
   
            vtkRenderer Renderer = xRenderWindowControl.RenderWindow.GetRenderers().GetFirstRenderer();
            return Renderer;
        }
        private void button1_退出_Click(object sender, EventArgs e)
        {
   
            this.Dispose();
        }
    }
}

显示窗口:

2. 设置坐标系和操作类
   通过vtkAxesActor 创建坐标轴的Actor，并设置长度，形状，位置后加入Renderer，坐标轴就显示了。

 //创建坐标轴
 vtkAxesActor axes = vtkAxesActor.New();      
 axes.SetXAxisLabelText("X");
 axes.SetYAxisLabelText("Y");
 axes.SetZAxisLabelText("Z");
 axes.SetTotalLength(10, 10, 10);  //设置箭头长度
 axes.SetShaftTypeToCylinder();// 设置箭头形状
 //在3维坐标系中设置各轴的长度。
 axes.SetOrigin(0, 0, 0);
 //axes.AxisLabelsOff();
 //禁用绘制轴标签。
 xRenderer.AddActor(axes);
 vtkCamera camera = xRenderer.GetActiveCamera();
 //camera.Zoom(1.5);
 xRenderer.ResetCamera();

并且这个轴系自带了交互功能，生成以后，就可以进行平移，旋转，缩放了。

二.使用VTK创建简单点线面体模型

2.1 创建一个点

这里需要注意的是，点实际是由一个vtkPoints创建的，然后需要进一步实例化为Polydata也就是VTK的基本对象之一，由点Point，顶点Vert，直线Line，多折线Polyline，面plane，三角带（triangle strip）,多边形等显示组成，具体规范的分类可以查看手册及OpenGL定义。
创建一个点，就需要vtkPoints对象增加一个点，同时新建一个vtkCellArray队列，每增加一个点，vtkCellArray要步进1格，并将PointId放进去。
创建PolyData后，设置点集合SetPoints，设置顶点集合SetVerts。这里只有一个点就比较简单了。
vMapper.SetInputData(polyData); Mapper这里输入的是PolyData，是因为我们构建了PolyData类型的数据进行输入，下面可以看到还可以用其它形式。
创建PolyData流程:

  private void btn_创建一个点_Click(object sender, EventArgs e)
  {
   
      vtkRenderer xRenderer = GetVtkRenderer();
      vtkPoints vPoints = new vtkPoints();
      vtkCellArray vCellArray = new vtkCellArray();

      //插入点，1是序号，后面是xyz
      //vtkPoints可以放很多点，不管是一个还是多个，都要转换为PolyData的Vert顶点才能显示
      long PointId1 = vPoints.InsertNextPoint(0, 0, 20);
      //顶点序列以1步进
      vCellArray.InsertNextCell(1);
      vCellArray.InsertCellPoint(PointId1);
    
      vtkPolyData polyData = new vtkPolyData();
      polyData.SetPoints(vPoints);
      polyData.SetVerts(vCellArray);

      vtkPolyDataMapper vMapper = new vtkPolyDataMapper();
      vMapper.SetInputData(polyData);
      vtkActor vptActor = new vtkActor();

      vptActor.GetProperty().SetColor((float)255 / 255, (float)255 / 255, (float)0 / 255);
      vptActor.GetProperty().SetPointSize(10);
      vptActor.SetMapper(vMapper);
      xRenderer.AddActor(vptActor);
      xRenderer.ResetCamera();
      xRenderer.GetRenderWindow().Render();
      MessageBox.Show("创建完成!");
  }

创建完成后，显示效果如下:

2.2 创建多个点

了解了怎么创建一个点，就很容易创建多个点，也就是多增加几个点就行了。
这里为提现多个点的可扩充性，使用坐标数列为输入，这样一次性输入n个点也是一样显示的。

  private void btn_创建多个点_Click(object sender, EventArgs e)
  {
   
      vtkRenderer xRenderer = GetVtkRenderer();
      vtkPoints vPoints = new vtkPoints();
      vtkCel