【VTK】不均匀样条插值

本文深入探讨了使用VTK进行不均匀样条插值的方法,通过控制插值点的分布比例U,实现对插值点密度的调整。内容包括如何保持特定点位置不变,同时在其他区域进行插值操作。

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和上一篇文章【VTK】create spline points 一样,讨论spline points的生成。这一次,利用方法 void Evaluate(double u[3], double Pt[3], double Du[9]) override; 由于,u[0]代表线段与线段长累积的比率,通过控制U,达到控制插值点密度的目的。也可以保证特定的几个点位置不变,在其他部分插值。

在这里插入图片描述

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkParametricFunctionSource.h>
#include <vtkParametricSpline.h>

#include <vtkCellArray.h>
#include <vtkCellData.h>
#include <vtkDoubleArray.h>
#include <vtkPoints.h>
#include <vtkPolyData.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkTransformPolyDataFilter.h>
#include <vtkProperty.h>

#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkTransform.h>

#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkNamedColors.h>
#include <vtkTextSource.h>
#include <vtkCoordinate.h>
#include <vtkPolyDataMapper2D.h>
#include <vtkActor2D.h>

#include <QString>
#include <iostream>
#include "tool.h"
using namespace std;

int main(int, char *[])
{
    vtkSmartPointer<vtkNamedColors> colors =
            vtkSmartPointer<vtkNamedColors>::New();

    PointStruct p[3];
    p[0] = PointStruct( 0.0, 0.0, 0.0 );
    p[1] = PointStruct( 2.0, 4.0, 0.0 );
    p[2] = PointStru
### VTK样条插值的使用方法 在三维图形渲染和科学可视化领域,VTK(Visualization Toolkit)提供了强大的工具支持数据处理与显示。其中,样条插值是一种常用的技术,用于生成平滑曲线或表面。以下是基于 VTK样条插值实现的具体说明以及示例代码。 #### 样条插值的核心概念 样条插值利用多项式分段定义一条光滑曲线,在 VTK 中可以通过 `vtkParametricSpline` 类完成这一功能[^2]。该类允许用户输入一组离散点并自动计算出经过这些点的样条曲线。为了进一步提高分辨率或者与其他几何体连接,还可以对已有的样条曲线执行重新采样的操作[^4]。 #### 实现步骤详解 下面展示了一个完整的 C++ 示例程序,演示如何创建样条曲线并对它进行重采样: ```cpp #include <vtkSmartPointer.h> #include <vtkPoints.h> #include <vtkPolyData.h> #include <vtkParametricFunctionSource.h> #include <vtkParametricSpline.h> #include <vtkRenderer.h> #include <vtkRenderWindow.h> #include <vtkRenderWindowInteractor.h> int main(int, char *[]) { // 创建一些控制点 vtkNew<vtkPoints> points; double point[3]; for (double theta = 0; theta <= 6.28; theta += .5) { point[0] = cos(theta); point[1] = sin(2*theta)/2.; point[2] = sin(3*theta)/3.; points->InsertNextPoint(point); } // 设置参数化样条对象 vtkNew<vtkParametricSpline> splineX; splineX->SetXSpline(new vtkKochanekSpline()); splineX->SetYSpline(new vtkKochanekSpline()); splineX->SetZSpline(new vtkKochanekSpline()); splineX->SetPoints(points); // 构建源数据结构 vtkNew<vtkParametricFunctionSource> functionSource; functionSource->SetUResolution(50); // 提高分辨率 functionSource->SetParametricFunction(splineX); functionSource->Update(); // 可视化部分设置省略... } ``` 上述代码片段展示了如何构建一个简单的样条曲线,并调整其分辨率以便于后续应用中的精确需求[^3]。 #### 关键点解析 - **vtkPoints**: 存储原始离散点集。 - **vtkParametricSpline**: 定义样条曲线的主要组件。 - **vtkKochanekSpline**: 是一种特定类型的样条函数,能够提供更多灵活性以定制最终形状[^1]。 - **vtkParametricFunctionSource**: 将抽象的 parametric 函数转换成实际可用的数据形式供渲染引擎读取。 #### 注意事项 当尝试增加更多细节时,请注意平衡性能开销;过高密度可能导致必要的复杂性和延迟。此外,同版本间 API 或许存在细微差异,务必查阅官方文档确认最新接口描述。
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