VTK User's Guide（中文版）pdf.pdf-资料库

VTK 用户指南版本 4.0 William J. Schroeder 1998-2000 第一部分 VTK 介绍第 1 章欢迎 1.1 机构-----------------------------------------------------------------------------------------------8 1.2 怎样使用 VTK----------------------------------------------------------------------------------8 1.3 附加资源-----------------------------------------------------------------------------------------8 第 2 章安装 2.1 概述-----------------------------------------------------------------------------------------------9 2.2 安装 VTK 到 Windows9x/NT/ME/2000/XP------------------------------------------------9 二进制安装-------------------------------------------------------------------------------------9 源代码安装-------------------------------------------------------------------------------------9 2.3 安装 VTK 到 Unix 操作系统源代码安装------------------------------------------------------------------------------------10 运行 CMake------------------------------------------------------------------------------------11 编译源代码建立 VTK 多平台安装 VTK 第 3 章系统概述 3.1 系统设计---------------------------------------------------------------------------------------12 图形模型--------------------------------------------------------------------------------------13 可视化模型-----------------------------------------------------------------------------------15 3.2 创建一个应用---------------------------------------------------------------------------------19 用户方法、对象和命令--------------------------------------------------------------------19 Tcl----------------------------------------------------------------------------------------------19 C++---------------------------------------------------------------------------------------------20 Java Phthon Visual Basic/COM/ActiveX 3.3 在两种语言间转换第二部分通过例子学习 VTK 第 4 章基础 4.1 创建 1 个简单的模型-------------------------------------------------------------------------24 程序化源对象---------------------------------------------------------------------------------24 读取源对象------------------------------------------------------------------------------------26 4.2 使用 VTK 交互器-----------------------------------------------------------------------------27 vtk 绘制窗口交互器 1

交互风格 4.3 滤波数据---------------------------------------------------------------------------------------29 4.4 控制相机---------------------------------------------------------------------------------------30 安装相机简单操作方法控制视角方向透视与正交视保存与恢复相机状态 4.5 控制光线---------------------------------------------------------------------------------------32 位置光 4.6 控制 3D 道具-----------------------------------------------------------------------------------32 指定 vtk 道具 3D 位置演员演员的详细级装配体 vtk 装载 3D 道具 4.7 作用纹理---------------------------------------------------------------------------------------37 4.8 拾取---------------------------------------------------------------------------------------------38 vtk 装配路线例子 4.9 vtk 坐标和坐标系---------------------------------------------------------------------------40 4.10 控制 vtk 演员 2D----------------------------------------------------------------------------41 4.11 注释--------------------------------------------------------------------------------------------41 2D 注释 3D 注释和 vtk 跟踪 4.12 特殊绘图类-----------------------------------------------------------------------------------44 尺度棒 X-Y 绘制边界盒轴标记数据 4.13 变换数据--------------------------------------------------------------------------------------48 高级变换第 5 章可视化技术 5.1 可视化 VTK 数据集 vtkDataSet(和子类) -------------------------------------------------50 使用数据属性进行工作颜色映射轮廓化浮雕化流线图流线表面剪裁融合数据附加数据 2

用另外一个尺度给等值面赋颜色抽取单元格子集抽取单元格作为多边形数据 5.2 可视化多边形数据---------------------------------------------------------------------------67 手工产生多边形数据产生表面当量十比一抽取平滑网格粘贴数据产生纹理坐标 5.3 可视化结构网格-----------------------------------------------------------------------------74 手工产生结构化网格抽取计算平面结构网格子样化 5.4 可视化直线网格-----------------------------------------------------------------------------76 手工产生 VTK 直线网格抽取计算平面 5.5 可视化非结构网格--------------------------------------------------------------------------77 手工产生 VTK 非结构网格抽取部分网格非结构网格轮廓化第 6 章可视化图像和体数据 6.1 VTK 结构化点的历史表示-----------------------------------------------------------------80 6.2 手工产生 VTK 图像数据-------------------------------------------------------------------80 6.3 抽取图像数据子样--------------------------------------------------------------------------81 6.4 基于尺度值的弯曲--------------------------------------------------------------------------83 6.5 图像显示--------------------------------------------------------------------------------------83 图像观察者图像演员 6.6 图像源-----------------------------------------------------------------------------------------85 2D 帆布图像源 3D 椭圆体图像源高斯图像源网格图像源噪声图像源正弦曲线源 6.7 图像处理--------------------------------------------------------------------------------------88 梯度化高斯平滑直方图图像逻辑重新切片 6.8 体绘制-----------------------------------------------------------------------------------------92 一个简单的例子 3

为什么会有多种体绘制技术? 产生一个 VTK 体使用片层化函数使用颜色变换函数在一个体属性中控制颜色和透明度在一个体属性中控制阴影产生一个体映射裁剪一个体粘贴一个体对一个体应用 3D 纹理控制标准编码体素光线计算 2D 纹理映射 VolumePro 绘制硬件速度和精确度交替使用使用 vtkLODProp3D 改善性能可行性/局限性技术第 7 章建立模型 7.1 隐模型----------------------------------------------------------------------------------------114 定义隐函数对隐函数进行抽样 7.2 挤压-------------------------------------------------------------------------------------------117 7.3 构建表面-------------------------------------------------------------------------------------119 Delaunay 三角形化高斯油彩无组织点产生表面第三部分 VTK 研发者指南第 8 章数据接口和其他 8.1 读入器----------------------------------------------------------------------------------------130 多边形数据读入器图像和体素读入器数据集读入器结构化网格读入器线性网格读入器非结构化网格读入器 8.2 写入器----------------------------------------------------------------------------------------131 多边形数据读入器图像和体素读入器结构化网格读入器线性网格读入器非结构化网格读入器 8.3 输入者----------------------------------------------------------------------------------------132 4

8.4 输出者----------------------------------------------------------------------------------------132 8.5 创建硬拷贝----------------------------------------------------------------------------------132 保存图像保存大(高分辨率)图像 8.6 产生动画(使用样条) -----------------------------------------------------------------------134 8.7 使用现场数据工作--------------------------------------------------------------------------136 第 9 章贡献编码 9.1 编码补偿--------------------------------------------------------------------------------------141 为 VTK 贡献编码的条件编码风格如何贡献编码 9.2 标准方法: 创建和消除对象---------------------------------------------------------------142 9.3 拷贝对象和受保护的方法------------------------------------------------------------------143 9.4 写一个 VTK 类: 综述-----------------------------------------------------------------------144 找到一个相似类识别一个超类单个类 Per.h 文件必需的方法文档编码使用 SetGet 宏向 VTK 中添加类 9.5 对象工厂--------------------------------------------------------------------------------------145 综述如何写一个工厂如何安装一个工厂例子工厂第 10 章流水线执行管理 10.1 执行过程--------------------------------------------------------------------------------------151 概述和术语更新信息通道传播更新扩展通道触发异步更新通道更新数据通道 10.2 使用流---------------------------------------------------------------------------------------162 第 11 章 VTK 数据对象接口 11.1 数据组---------------------------------------------------------------------------------------166 方法 11.2 数据集---------------------------------------------------------------------------------------169 11.3 VTK 数据集接口---------------------------------------------------------------------------170 方法例子 5

11.4 VTK 图像数据接口-----------------------------------------------------------------------174 方法例子 11.5 VTK 点集接口-----------------------------------------------------------------------------176 方法例子 11.6 VTK 结构化网格接口---------------------------------------------------------------------178 方法例子 11.7 VTK 线性网格接口-----------------------------------------------------------------------178 方法例子 11.8 VTK 多边形数据接口---------------------------------------------------------------------179 方法例子 11.9 VTK 非结构化网格接口-----------------------------------------------------------------184 方法例子 11.10 单元格接口(VTK 单元格子类) ------------------------------------------------------185 11.11 其他接口----------------------------------------------------------------------------------187 点单元格数组单元格类型单元格连接 11.12 现场和属性数据接口------------------------------------------------------------------193 现场数据方法数据集属性方法第 12 章如何写一个过程方法 12.1 概述----------------------------------------------------------------------------------------196 永远不要修改输入数据参考计数数据使用 Debug 宏回收/删除截入的内在修改时间过程事件和异常终止执行 12.2 如何写一个绘图过滤器---------------------------------------------------------------199 概述简单过滤器复杂过滤器和流水线执行抽取绘图过滤器程序过滤器重载流水执行方法 12.3 如何写一个图像过滤器---------------------------------------------------------------210 6

实现一个图像过滤器第 13 章用窗口系统集成 13.1 绘制窗口交互风格--------------------------------------------------------------------------216 13.2 GUI 交互的总指导线------------------------------------------------------------------------217 13.3 X Window, Xt, and Motif--------------------------------------------------------------------221 13.4 MS Windows/Microsoft Foundation Classes---------------------------------------------226 13.5 Tcl/Tk-------------------------------------------------------------------------------------------227 13.6 Java 第 14 章编码资源 14.1 对象图表--------------------------------------------------------------------------------------230 基础单元格数据集流水线源过滤器映射器图形体绘制成像 OpenGL 绘制器拾取变换塔形结构 14.2 过滤器总结-----------------------------------------------------------------------------------237 可视化过滤器映射者对象演员对象 14.3 VTK 文件格式--------------------------------------------------------------------------------244 二进制文件数据集属性格式例子第 15 章光盘 15.1 源代码 15.2 例子代码 15.3 Window 9x/NT/ME/2000/XP 预编译二进制 15.4 数据 15.5 文档 15.6 退化测试图像 15.7 Kitware 应用 7

第 1 章欢迎欢迎来到 VTK 可视工具箱用户指南，这本书已经对 VTK4.0 以后的版本进行了更新， VTK 是一个开放的、面向对象的软件系统，主要功能是计算机图形学、可视化和图像处理。尽管它庞大和复杂，但它是为易学易用设计的，一旦你学会了基本的面向对象的设计和实现方法。 VTK 是个大系统，因此，不可能将所有对象和方法的文档在这本书中体现，本书将介绍 VTK 一些重要的概念，引导你尽快和高效的学习。一旦你掌握了这些基础，我们建议你从 VTK 用户社区里获得许多资源（附加资源见第 4 页）。 VTK 是个源代码开放的系统，这意味着有数十个或数百个像你一样的研发者和用户为系统作出了贡献。如果你认为 VTK 是个有用的工具，我们鼓励你贡献程序修正、算法、思想或应用返回给 VTK 社区（见 204 页）。你也可支持商业公司研发或加进新的特性和工具。 1.1 结构本手册分为三部分，每一部分又分为若干独立章节。第一部分是 VTK 总论，包括如何在你机器上安装 VTK。这部分包括安装预编译库和可执行程序，或者从源代码编译软件。还包括系统设计概述和如何创建 C++、Tcl、Java 和 Python 语言程序的应用。第二部分是用户指南的核心，数十个例子来展示重要的系统特性。第三部分是 VTK 高级用户。第三部分解释如何创建自己的类、扩展系统、同各种窗口和 GUI 系统交互。第十四章包括简化对象图表，当你读写自己数据时，它提供 VTK 对象之间关系、过滤器列表、VTK 文件模式描述。第十五章介绍随书光盘内容，最后是随机访问用户指南的方便索引。 1.2 如何使用 VTK 有两类 VTK 用户，一类是类开发者，他们用 C++来创建类，另一类是应用开发者，他们使用 C++类库来建立组合应用程序。类开发者必须是 C++高手，如何想扩展或修改 VTK 类，你必有对它的内部结构和设计非常熟悉（见第三部分）。应用程序开发者不必会使用 C++，由于编译过的 C++类库已经被封装起来，使用的解释型语言 Tcl、Python、Visual Basic、Java。作为应用开发者你必须知道 VTK 对象的外部接口和它们之间的关系。使用 VTK 的关键是要熟悉它的对象模板和混合它们的方式。如何你是一个新用户，首先以安装软件开始。如果你是一个类开发者，你要安装源代码，然后编译它们。应用开发者只需要预编译二进制文件和执行文件，我们建议你通过例子学习系统（应用开发者），通过源代码来学习系统（类开发者）。从第三章开始阅读，它给出了一些系统关键概念，然后复习第二章的例子。你也许希望运行许多例子，它们源代码位于目录 VTK/Examples 中（详见描述在子目录的 VTK/Examples/README.txt 文件中）。还有数百个试验在源程序中，例如在 VTK/Graphics/Testing/Tcl 和 VTK/Graphics/Testing/Cxx，多数是无文档的脚本。然而，它们对理解类在 VTK 中是如何组织的，非常有用。 1.3 附加资源为得到 VTK 工具箱更多的信息，我们推荐下列资源： · The Visualization Toolkit An Object-Oriented Approach To 3D Graphics, 3rd Edition Will Schroeder, Ken Martin, Bill Lorensen 520 pages, printed in full color includes CD-ROM with software/data updated for VTK version 4.2. 《可视化工具箱 3D 图像面向对象方法（第三版）》，这本书深入详细地论述 VTK 中的算法、数据结构和系统问题。 · 网站 http://public.kitware.com/包含引擎，指向许多其它资源，如在线手册、问题解答、 VTK 用户邮件列表，特别是 Doxygen 手册面相当精彩。尽管这些内容都可以从光盘获得，也可从在线页 http://public.kitware.com/VTK/doc/nightly/html 获得。 · 许多 VTK 用户和开发者也在维护自己网站，值得推荐的一个是 Sebastien Barre’s 与 VTK 8

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