三维地形图计算软件(五)-用PYQT5+vtk画点(球或正方体等任意实体)、线、面、三角形、任意多面体类

现已完成三维地形图三角网的三维显示和用多线程计算平基土石方功能，正在准备进入将用于计算出的全部三棱柱（锥）实体也能以三维方式显示出来，并可以选中三维实体和查看他们的属性(类似于其他三维软件的选择功能，不知道能实现不)
现将用vtk画点、线、三角形、任意多面体的类代码发出来（画三维文本子类本次没有提供示例代码，下次单独提供），供大家参考使用于各种三维绘图场景,对多面体，我只提供了一个三棱锥和三棱柱的vtk示例画法，其他任意面的多面体实体按三棱锥的画法一样，就不一一举例了。
使用vtk类角色实例化对象时，应注意的问题如下:
如果在代码过程中向渲染器中增加了角色，不论增加时此角色是局部变量还是全局变量，都会永久存在vtk渲染器中，刷新显示时，所有在渲染器中的角色都会被显示出来，只有类全局角色self.xxx才容易对此角色进行属性编辑等操作，如更改颜色、删除角色等操作。对局部变量角色（即函数中的临时变量(vtk角色类型)，理论上可节约内存）此角色对象加入渲染器后，不会因为是临时变量角色在函数体退出后而自动删除的(临时变量在函数体完成后应会释放对应的角变量占用的内存，但此角色已加入到渲染器中不会被自动删除的)，且不是太容易在渲染器中定位找到此角色(临时变量已释放了)和对此角色进行属性设置等操作。具体使用self.xxx 的类全局角色还是局部变量角色加入vtk渲染器中,要根据具体情况决定。总之self.xxx类全局角色好对其进行属性编辑(如更改颜色等)，但要额外再占用一定内存，局部角色可节约一定内存，但不便对其进行属性编辑操作等。

示例代码运行效果如下图

测试vtk三维绘图类的主窗口代码mainidow.py代码如下:

#测试自定义vtk点线面类的QT主窗体模块mainWindow.py
import sys,numpy,time,copy,random
import numpy as np
from math import *import PyQt5
from PyQt5 import *
from PyQt5 import QtWidgets, QtCore,QtGui
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtGui import QColor
import vtkmodules.all as vtk
from vtkmodules.all import vtkConeSource, vtkPolyDataMapper, vtkActor,vtkRenderer, vtkRenderWindow, vtkRenderWindowInteractor, vtkPolyDataMapper, vtkPoints, vtkVertexGlyphFilter
from vtkmodules.qt.QVTKRenderWindowInteractor import QVTKRenderWindowInteractor
from vtkmodules.vtkCommonColor import vtkNamedColors
from vtkmodules.vtkFiltersSources import vtkRegularPolygonSource
from vtkmodules.vtkInteractionStyle import vtkInteractorStyleImage
from vtkmodules.vtkCommonDataModel import vtkCellArray
from vtkmodules.vtkRenderingCore import (vtkActor,vtkPolyDataMapper,vtkRenderer,vtkRenderWindow,
)from QtVtkActors import *   #导入自定义vtk三维对象(点、线、面、三棱锥等各种实体类)
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#测试vtk三维对象类主窗口
class MyWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.initUI()self.setWindowTitle('Python+QT5+vtk画多面体示例')def initUI(self):#1. 创建VTK渲染窗口交互器self.vtkWidget = QVTKRenderWindowInteractor()self.setCentralWidget(self.vtkWidget)self.show()#2.创建VTK渲染器self.render = vtk.vtkRenderer()self.render.SetBackground(0, 0, 0)self.vtkWidget.GetRenderWindow().AddRenderer(self.render)self.iren = self.vtkWidget.GetRenderWindow().GetInteractor()#3.创建各种初始化的角色self.actor = vtk.vtkActor()           #在封装的基类QtVtkActors中定义使用，此定义变量在本示例没有使用#4、画点示例points=np.array([[10,10,10],[12,13,14],[12,10,12],[17,17,19]])vtkPoints=Actor_points(self.vtkWidget,self.render,points,1,0.2)        #画点半径为0.5，点为球体，颜色为默认红色vtkPoints.reDraw(2,0.2,True,0.8,'white','yellow',True)                   #重画点为正方体，半边长0.5，黄色#5、画线示例lines=np.array([[10,10,10,12,13,14],[12,10,12,17,17,19]])vtkLines=Actor_lines(self.vtkWidget,self.render,lines,0,2,True)           #画线宽2实线，颜色为默认灰色vtkLines.reDraw(1,0x0303,True,'yellow')                                   #重画线为1宽虚线，黄色#6、画三角形示例pointA=np.array([12,13,14])pointB=np.array([12,10,12])pointC=np.array([17,17,19])vtkTriangle= Actor_triangle(self.vtkWidget,self.render,pointA,pointB,pointC)           #画三角形颜色为默认色vtkTriangle.reDraw(True,True,0.6,'red','blue')                                         #重画三角形，黄边蓝面#7、画一三棱锥(4面体)示例A0=np.array([20,20,30])B1=np.array([25,25,30])C2=np.array([30,20,30])P3=np.array([40,40,50])vtk4= Actor_3Pyramid(self.vtkWidget,self.render,A0,B1,C2,P3)vtk4.reDrawPoly(True,False,1,'blue','red')    #重新以蓝线红面重画#8、画一三棱柱(5面体)示例A0=np.array([0,0,10])B1=np.array([5,5,10])C2=np.array([10,0,10])D3=np.array([0,0,0])E4=np.array([5,5,0])F5=np.array([10,0,0])vtk5=Actor_3Prism(self.vtkWidget,self.render,A0,B1,C2,D3,E4,F5)vtk5.reDrawPoly(True,True,1,'yellow','red')       #重新以黄线红面重画vtk5.reDrawPoly(True,False,1,'yellow','red')      #重新以黄线红面重画，不画面vtk5.reDrawPoly(True,True,1,'yellow','green')    #重新以黄线绿面重画，不画线vtkPoints.update_render()    #如在在类中没有主动调用刷新，界面未出现时，此处刷新一次显示视图if __name__ == '__main__':app = QApplication(sys.argv)window = MyWindow()app.exec()

VTK各种角色类：点，线，三角形面，任意多边形面（三棱锥，三棱柱等等）类模块QtVtkActors.py代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
#QtVtkActors.py：基于vtk的各种三维实体对象类（点，线、面、四面体、三棱柱等）
#类 QtVtkActors:所有vtk三维角色的基类
#类 Actor_points:三维点类
#类 Actor_lines:三维画线类
#类 Actor_triangle:三角形面域类
#类 Actor_3Pyramid:三棱锥类(四面体)
#类 Actor_3Prism:三棱柱类(五面体)
#类 。。。。。。。
#by luowei 2024
import sys,numpy,time,copy,random
import numpy as np
from math import *import PyQt5
from PyQt5 import *
from PyQt5 import QtWidgets, QtCore
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtGui import QColor
import vtkmodules.all as vtk
from vtkmodules.all import vtkConeSource, vtkPolyDataMapper, vtkActor,vtkRenderer, vtkRenderWindow, vtkRenderWindowInteractor, vtkPolyDataMapper, vtkPoints, vtkVertexGlyphFilter
from vtkmodules.qt.QVTKRenderWindowInteractor import QVTKRenderWindowInteractor
from vtkmodules.vtkCommonColor import vtkNamedColors
from vtkmodules.vtkFiltersSources import vtkRegularPolygonSource
from vtkmodules.vtkInteractionStyle import vtkInteractorStyleImage
from vtkmodules.vtkCommonDataModel import vtkCellArray
from vtkmodules.vtkRenderingCore import (vtkActor,vtkPolyDataMapper,vtkRenderer,vtkRenderWindow,
)#定义vtk所有点、线、面、文本、多面体角色的基类
class QtVtkActors(object):actorsCount=0 #所有角色的总数量def __init__(self,win,render):super().__init__()self.vtkWidget=win                                   #3D显示的QT窗体self.render=render                                   #渲染器self.defCol=np.array([255/255,255/255,255/255])       #默认颜色为黑色,rgb为0~1间的小数，即原RGB/255的值self.bUseZcols=True                                   #是否使用Z字义的字典中分配的不同颜色self.bDrawObj=True                                    #是否画本对象(对复杂三维，不在正面显示的，可以设置此值为False，在程序中就不执行重画了，防止程序卡顿)self.bSelected=False                                  #本对角是否被选中#定义点的属性值#self.points =np.array([....])       #本角色的np数组点集合:在使用处现定义#self.vtk_points=vtk.vtkPoints()     #本角色的vtk点集合，改为局部变量self.actor_Points= vtk.vtkActor()    #点角色变量：用self类全局变量的作用，可以得到角色的属性以修改编辑器等操作，其他同self.bDrawPoint=False                #是否画出点(以球其他类型的方式)self.bOneActor=True                  #对画点，每定义一个点类对象时，如点数大于1，画本批次全部点时是采用一个角色(内存点用小)还是为每个点分配一个角色（好控制每个点）self.pointType=0                     #画出点的为类型：0=以球画点   1=以正方体画点   2=。。。self.pointR=0.1                      #点球的半径self.pointCol=self.getVtkCol('red')  #画点球的颜色self.selPointCol=self.getVtkCol('blue') #点球被选中时颜色#定义线的属性值self.actor_Lines= vtk.vtkActor()    #线角色变量：用self类全局变量的作用，可以得到角色的属性以修改编辑器等操作，其他同self.trans=1.0                      #默认面域透明值0=透明 1=不透明self.bDrawLine=True                 #是否画线self.lineWidth=1                    #线宽self.lineType=0x0000                #实线= 0x0000  虚线1=0x0101  虚线2=0x0303  点划线1=0x0505  点划线2=0x0909self.lineCol=self.getVtkCol('forestgreen')   #线颜色self.selLineCol=self.getVtkCol('blue')       #线对象被选中时颜色#定义面的属性值      self.actor_Regions= vtk.vtkActor()           #面角色变量：用self类全局变量的作用，可以得到角色的属性以修改编辑器等操作，其他同                      self.bDrawRegion=True                        #是否画面self.regionCol=self.getVtkCol('darkgreen')   #面的颜色self.selRegionCol=self.getVtkCol('blue')     #面被选中的颜色#定义文本的属性值self.actor_Texts= vtk.vtkActor()                  #文本角色变量：用self类全局变量的作用，可以得到角色的属性以修改编辑器等操作，其他同    self.bDrawText=True                               #是否文本self.txtCol=self.getVtkCol('white')               #画文本颜色self.drawType=0                                   #画文本类型：0=vtk模式，  1=图像图式self.bFace=True                                   #画文本是否总正面对观察者self.fontName='宋体'self.fontSize=9self.bUnderline=Falseself.bBold=Falseself.bItalic=False#定义由点线面组合而成的实体属性self.actor_Poly= vtk.vtkActor()    #多面组合体角色变量self.vtkTriangles=[]               #多面体的三角形对象集合         self.polyPointsNum = 0             #多面体顶点数 self.polyRegionNum = 0             #多面体的面数self.triangelNum = 0               #多面体的三角形面数self.polyArea=0.0                  #多面体的表面积self.polyVolume=0.0                #多面体的体积#将颜色文本字符转为vtk的颜色值def getVtkCol(self,colStr):col=QColor(colStr)colR=col.red()/255colG=col.green()/255colB=col.blue()/255return np.array([colR,colG,colB])#重新刷新显示所有渲染器的已被加入的全部角色def update_render(self):self.render.ResetCamera()self.vtkWidget.GetRenderWindow().Render()  #刷新重画#以三角形面初始化任意多面体(多面体专有属性在子类中定义)def initPoly(self):if(self.bDrawObj):self.vtkTriangles.clear()for id in range(self.triangelNum):#print(f'{self.pointsID[id][0]},{self.pointsID[id][1]},{self.pointsID[id][2]}')onetranglePoints=[self.points[self.pointsID[id][0]],self.points[self.pointsID[id][1]],self.points[self.pointsID[id][2]]]triangleObj=Actor_triangle(self.vtkWidget,self.render,onetranglePoints[0],onetranglePoints[1],onetranglePoints[2],self.bDrawLine,self.bDrawRegion,self.trans,self.lineColtxt,self.regionColtxt,self.textColtxt)self.vtkTriangles.append(triangleObj)#更改颜色等属性重画多面体def reDrawPoly(self,bDrawLine=True,bDrawRegion=True,trans=1.0,lineColtxt='forestgreen',RegionColtxt='darkgreen',txtColtxt='lightseagreen'): #self.render.RemoveAllViewProps()                  #清除所有角色#self.render.RemoveActor(self.xxxactor)            #清除本角色self.bDrawLine=bDrawLine        #是否画出三角形边线 self.bDrawRegion=bDrawRegion   self.trans=trans                #默认面域区透明值0=透明 1=不透明self.lineColtxt=lineColtxtself.regionColtxt=RegionColtxtself.textColtxt=txtColtxtfor id in range(self.triangelNum):self.vtkTriangles[id].reDraw(self.bDrawLine,self.bDrawRegion,self.trans,self.lineColtxt,self.regionColtxt,self.textColtxt)self.update_render()      #重新刷新绘制本实体角色
#@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
#定义画点的类
class Actor_points(QtVtkActors):actorsCount=0 #所有角色的总数量def __init__(self,win,ren,points,pointType=1,pointR=0.01,bDrawPoint=True,trans=1,lineColtxt='forestgreen',pointColtxt='red'):super().__init__(win,ren)        #基类vctActors初始化self.pointType=pointType         #画点类型：0=系统默认   1=球，2=正方体 3=....self.pointR=pointR               #画点的球半径或正方体的半边长self.bDrawPoint=bDrawPoint       #是否画出此点self.trans=trans                 #默认面域透明值0=透明 1=不透明self.points=np.array(points)     #传入的点可为一个点，也可以为一点集合np(n,3) [[x,y,z],[]]]self.lineCol=self.getVtkCol(lineColtxt)     #保留线颜色属性，对四方体作为点时，是否画出线根据实际情况定self.pointCol=self.getVtkCol(pointColtxt)   #点颜色即为面颜色self.initVtkPoints()                     #构造此批次的点角色#初始化点对象，如果调用此函数前点已被初始化过，删除原已加入vtk的角色，重新按当前属性参数初始化点#将当前生成的点角色加入渲染器:参数bOneActor=True时表示对每个点均使用一个角色变量，为False时表示本类对象批次只使用一个角色对象def initVtkPoints(self):if(self.pointType==0):        #标准默认小点# 创建一个vtkPolyData对象poly_data = vtk.vtkPolyData()poly_data.SetPoints(self.vtkPoints)# 创建一个vtkVertexGlyphFilter对象glyph_filter = vtk.vtkVertexGlyphFilter()glyph_filter.SetInputData(poly_data)glyph_filter.Update()# 设置点的半径大小glyph = vtk.vtkSphereSource()glyph.SetRadius(self.pointR)  # 设置点的半径为无效？？？？？？？？？？？？？？？？？？mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()mapper.SetInputConnection(glyph_filter.GetOutputPort())self.actor_Points.SetMapper(mapper)# 将actor添加到rendererself.actor_Points.GetProperty().SetColor(self.pointCol)   # 设置点为指定颜色self.ren.AddActor(self.actor_Points)    elif(self.pointType==1):  #点全为球体,每个球用了一个actor,角色太多时，可能会造成卡顿if(not self.bOneActor):  for point in self.points:sphere_source = vtk.vtkSphereSource()                 #设置点类型为球sphere_source.SetRadius(self.pointR)                  #设置球体半径  mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()actor_pan = vtk.vtkActor()                            #面角色:必须重新定义，一个点一个actor，不能用全局的self.actor,否则不显示sphere_source.SetCenter(point[0],point[1],point[2])   #设置球体中心   sphere_source.Update()   mapper.SetInputConnection(sphere_source.GetOutputPort())actor_pan.SetMapper(mapper)# 将actor添加到rendereractor_pan.GetProperty().SetColor(self.pointCol)       # 设置点为指定颜色:同一种颜色self.render.AddActor(actor_pan) else:  #采用一个actor来画本批次的全部球体类型点appender = vtk.vtkAppendPolyData()for point in self.points:sphere_source = vtk.vtkSphereSource()                 #设置点类型为球sphere_source.SetRadius(self.pointR)                  #设置球体半径  sphere_source.SetCenter(point[0],point[1],point[2])   #设置球体中心 mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()sphere_source.Update()                      mapper.SetInputConnection(sphere_source.GetOutputPort())#actors_datas.append(sphere_source.GetOutput())appender.AddInputData(sphere_source.GetOutput())appender.Update()  # 更新合并操作# 创建一个新的actor使用合并后的数据self.actor_Points.SetMapper(vtk.vtkPolyDataMapper())self.actor_Points.GetMapper().SetInputData(appender.GetOutput())# 将actor添加到rendererself.actor_Points.GetProperty().SetColor(self.pointCol)       # 设置点为指定颜色:同一种颜色self.render.AddActor(self.actor_Points)elif(self.pointType==2):  #点全为立方体if(not self.bOneActor):    for point in self.points:cube_source = vtk.vtkCubeSource()                  #设置点类型为立方体           cube_source.SetXLength(2*self.pointR)             #设置立方体边长  self.pointR为半边长cube_source.SetYLength(2*self.pointR)cube_source.SetZLength(2*self.pointR)mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()actor_pan = vtk.vtkActor()                            #面角色:必须重新定义cube_source.SetCenter(point[0],point[1],point[2])     #设置球体中心   cube_source.Update()   mapper.SetInputConnection(cube_source.GetOutputPort())actor_pan.SetMapper(mapper)# 将actor添加到rendereractor_pan.GetProperty().SetColor(self.pointCol)   # 设置点为指定颜色self.render.AddActor(actor_pan)else:  #采用一个actor来画本批次的全部球体类型点appender = vtk.vtkAppendPolyData()for point in self.points:cube_source = vtk.vtkCubeSource()                 #设置点类型为立方体           cube_source.SetXLength(2*self.pointR)               #设置立方体边长cube_source.SetYLength(2*self.pointR)cube_source.SetZLength(2*self.pointR)mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()cube_source.SetCenter(point[0],point[1],point[2])     #设置立方体中心   cube_source.Update()                        mapper.SetInputConnection(cube_source.GetOutputPort())#actors_datas.append(sphere_source.GetOutput())appender.AddInputData(cube_source.GetOutput())appender.Update()  # 更新合并操作# 创建一个新的actor使用合并后的数据self.actor_Points.SetMapper(vtk.vtkPolyDataMapper())self.actor_Points.GetMapper().SetInputData(appender.GetOutput())# 将actor添加到rendererself.actor_Points.GetProperty().SetColor(self.pointCol)       # 设置点为指定颜色:同一种颜色self.render.AddActor(self.actor_Points)   #在指定三维尺寸空间内创建随机的点云()def createRandPointsCloud(self,count,xmin=-1.0,xmax=1.0,ymin=-1.0,ymax=1.0,zmin=-1.0,zmax=1.0,bUseZcol=True):self.bUseZcols=bUseZcolx=np.random.uniform(xmin,xmax,count)y=np.random.uniform(ymin,ymax,count)z=np.random.uniform(zmin,zmax,count)points = np.stack([x, y, z], axis=-1)return points#更改点的属性后重画本批次点    def reDraw(self,pointType=1,pointR=0.01,bDrawPoint=True,trans=1,lineColtxt='forestgreen',pointColtxt='red',bOneActor=True): if(not bDrawPoint):   #不画出点，从渲染器中删除本点集角色self.render.RemoveActor(self.actor_Points) self.bDrawPoint=bDrawPointreturnelse:self.bDrawPoint=bDrawPoint#对重画点是否需要全部重构进行评估bInit=Falseif(pointType != self.pointType):  #所画类型发生变化bInit=Trueself.pointType=pointTypeif(abs(pointR-self.pointR)>0.001):  #所画大小发生变化bInit=Trueself.pointR=pointRif(bOneActor!=self.bOneActor):   #角色定义方式发生变化bInit=Trueself.bOneActor=bOneActor  if(bInit):    #全部重新构造点和重新画出点，此时可能会耗时更多self.render.RemoveActor(self.actor_Points) self.pointCol=self.getVtkCol(pointColtxt)self.trans=transself.lineCol=self.getVtkCol(lineColtxt)  #暂没有用处self.initVtkPoints()else:    #只是颜色和透明度发生了变化，无需重构点，以节约运行时间self.pointCol=self.getVtkCol(pointColtxt)self.actor_Points.GetProperty().SetColor(self.pointCol)self.actor_Points.GetProperty().SetOpacity(self.trans)if(self.pointType==1  or self.pointType==2):self.update_render()                        #重新刷新绘制本点集角色        #为避免频繁刷新，需参照上下文，决定此处是否保留此代码，防止刷新过于频繁
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#定义vtk点线集合类:线集对象可能只有一条线，也可能是有多条线(所有线共用颜色，线型等属性)
class Actor_lines(QtVtkActors):actorsCount=0 #所有线角色的总数量def __init__(self,win,ren,lines,lineType=0x000,lineWidth=1,bDrawLine=True,lineColtxt='lightslategray'):super().__init__(win,ren)   #基类vctActors初始化self.lines=np.array(lines)    #传入的线集格式[[x1,y1,z1,x2,y2,z2],[...]]self.lineType=lineTypeself.lineWidth=lineWidthself.bDrawLine=bDrawLineself.lineCol=self.getVtkCol(lineColtxt)self.initVtkLines()#画线集角色(每个类实例化对象可画一根线，也可画一组线，每个角色画线的颜色和线型是一致的)def initVtkLines(self): #再画竖直方向的网格平行线  if(len(self.lines)>0):points = vtk.vtkPoints()cells = vtk.vtkCellArray()polydata = vtk.vtkPolyData()mapper_line = vtk.vtkPolyDataMapper()    #网络线渲染器:应分别设置tmpPoint=np.array([0,0,0])           for xyzPoint in self.lines:           #循环画出本批次全部直线，[x1,y1,z1,x2,y2,z2]lineStart=xyzPoint[0:3]              #起点的三个坐标tmpPoint=lineStartlineEnd=xyzPoint[3:6]                #终点的三个坐标pointIdStart = points.InsertNextPoint(lineStart) pointIdEnd = points.InsertNextPoint(lineEnd)singleLineCell = [pointIdStart,pointIdEnd]cells.InsertNextCell(2,singleLineCell)polydata.SetLines(cells)polydata.SetPoints(points)mapper_line.SetInputData(polydata)self.actor_Lines = vtk.vtkActor()            #角色:可分别设置,但为改颜色等应定义为类全局变量self.actor_Lines.SetMapper(mapper_line)# 获取actor的属性并设置线宽和线型property = self.actor_Lines.GetProperty()property.SetColor(self.lineCol)                  # 设置水平方向画线的颜色property.SetLineWidth(self.lineWidth)            # 设置线宽property.SetLineStipplePattern(self.lineType)    # 设置线型:实线= 0x0000  虚线1=0x0101  虚线2=0x0303  点划线1=0x0505  点划线2=0x0909#property.SetLineStippleRepeatFactor(1)          # 设置线型的重复因子  self.render.AddActor(self.actor_Lines) #重新画线角色#更改点的属性后重画本批次点    def reDraw(self,lineType=0x0000,lineWidth=1,bDrawLine=True,lineColtxt='lightslategray'): if(not bDrawLine):   #不画线，从渲染器中删除本线集角色self.render.RemoveActor(self.actor_Lines) self.bDrawLine=bDrawLinereturnelse:self.bDrawPoint=bDrawLine#对重画点是否需要全部重构进行评估bInit=False  #对线都不存在重新构造if(bInit):    #全部重新构造线和重新画出线，此时可能会耗时更多self.render.RemoveActor(self.actor_Lines) self.lineType=lineTypeself.lineWidth=lineWidthself.lineCol=self.getVtkCol(lineColtxt)  self.initVtkLines()else:property = self.actor_Lines.GetProperty()property.SetColor(self.lineCol)                  # 设置画线的颜色property.SetLineWidth(self.lineWidth)            # 设置线宽property.SetLineStipplePattern(self.lineType)    # 设置线型:实线= 0x0000  虚线1=0x0101  虚线2=0x0303  点划线1=0x0505  点划线2=0x090#self.update_render()                        #重新刷新绘制本点集角色        #为避免频繁刷新，需参照上下文，决定此处是否保留此代码，防止刷新过于频繁
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#定义一个三角形面的类:所有实体的面均由三角形面构成
class Actor_triangle(QtVtkActors):actorsCount=0 #所有角色的总数量def __init__(self,win,ren,point1,point2,point3,bDrawLine=True,bDrawRegion=True,trans=1,lineColtxt='forestgreen',RegionColtxt='darkgreen',txtColtxt='lightseagreen'):super().__init__(win,ren)       #基类vctActors初始化self.bDrawLine=bDrawLine        #三角形是否画出边线self.bDrawRegion=bDrawRegion    #三角形是否画出面self.trans=trans                #默认面域透明值0=透明 1=不透明self.points=np.array([point1,point2,point3])  self.lineCol=self.getVtkCol(lineColtxt)self.regionCol=self.getVtkCol(RegionColtxt)self.txtCol=self.getVtkCol(txtColtxt)self.initVtkTrangle()          #初始化三角形对象，如果调用此函数前三角形已被初始化过，删除原已加入vtk的角色，重新按当前属性参数初始化三角形def initVtkTrangle(self):  if(self.bDrawObj):if(self.actor_Lines.GetLength()>0):self.render.RemoveActor(self.actor_Lines)   #删除之前已加入到vtk渲染器的的线角色,以便按新属新重新初始化角色if(self.actor_Regions.GetLength()>0):self.render.RemoveActor(self.actor_Regions)   #删除之前已加入到vtk渲染器的的面角色,以便按新属性重新初始化角色  # 创建一个三角形面vtk_points=vtk.vtkPoints()       #本角色的vtk点集合vtk_points.InsertNextPoint(self.points[0][0], self.points[0][1], self.points[0][2])vtk_points.InsertNextPoint(self.points[1][0], self.points[1][1], self.points[1][2])vtk_points.InsertNextPoint(self.points[2][0], self.points[2][1], self.points[2][2])triangle = vtk.vtkCellArray()triangle.InsertNextCell(3)triangle.InsertCellPoint(0)triangle.InsertCellPoint(1)triangle.InsertCellPoint(2)polydata_Region = vtk.vtkPolyData()polydata_Region.SetPoints(vtk_points)polydata_Region.SetPolys(triangle)# 过滤器用于生成三角形triangleFilter = vtk.vtkTriangleFilter()triangleFilter.SetInputData(polydata_Region)triangleFilter.Update()#三角形三条边线if(self.bDrawLine):  cells = vtk.vtkCellArray()polydata_line = vtk.vtkPolyData()pointIdStart = vtk_points.InsertNextPoint(self.points[0]) pointIdEnd = vtk_points.InsertNextPoint(self.points[1])singleLineCell = [pointIdStart,pointIdEnd]cells.InsertNextCell(2,singleLineCell)pointIdStart = vtk_points.InsertNextPoint(self.points[1]) pointIdEnd = vtk_points.InsertNextPoint(self.points[2])singleLineCell = [pointIdStart,pointIdEnd]cells.InsertNextCell(2,singleLineCell)pointIdStart = vtk_points.InsertNextPoint(self.points[0]) pointIdEnd = vtk_points.InsertNextPoint(self.points[2])singleLineCell = [pointIdStart,pointIdEnd]cells.InsertNextCell(2,singleLineCell)polydata_line.SetLines(cells)polydata_line.SetPoints(vtk_points)mapper_line = vtk.vtkPolyDataMapper()    #网络线渲染器:应分别设置mapper_line.SetInputData(polydata_line)self.actor_Lines.SetMapper(mapper_line)# 获取actor的属性并设置线宽和线型property = self.actor_Lines.GetProperty()property.SetColor(self.lineCol)   #设置画线的颜色,字串改成0-1的RGB颜色property.SetLineWidth(1)                  # 设置线宽property.SetLineStipplePattern(0x0000)    # 设置线型:实线= 0x0000  虚线1=0x0101  虚线2=0x0303  点划线1=0x0505  点划线2=0x0909#property.SetLineStippleRepeatFactor(1)   # 设置线型的重复因子  self.render.AddActor(self.actor_Lines) #画三角形的面if(self.bDrawRegion):# 创建映射器mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()mapper.SetInputConnection(triangleFilter.GetOutputPort())#设置面的属性值self.actor_Regions.SetMapper(mapper)self.actor_Regions.GetProperty().SetColor(self.regionCol)       # 设置面的颜色，字串改成对应的0-1的RGBself.actor_Regions.GetProperty().SetOpacity(self.trans)         # 设置透明度# 将Actor添加到渲染器self.render.AddActor(self.actor_Regions)else: #如原先已向vtk中加入了三角形类的角色，应从渲染器中删除，否则会刷新时会被显示出来self.render.RemoveActor(self.actor_Lines)self.render.RemoveActor(self.actor_Regions)#self.update_render() #重新刷新绘制本三角形角色        #为避免频繁刷新，只在多面体中调用一次，三角形类中除非必须外不刷新#更改颜色后重画三角形    def reDraw(self,bDrawLine=True,bDrawRegion=True,trans=1,lineColtxt='forestgreen',RegionColtxt='darkgreen',txtColtxt='lightseagreen'):  #重画前评估当前是否需要重新构建三角形bInit=Falseif((not self.bDrawLine) and bDrawLine):  bInit=Trueif((not self.bDrawRegion) and bDrawRegion):bInit=Trueself.bDrawLine=bDrawLineself.bDrawRegion=bDrawRegionself.trans=transself.lineCol=self.getVtkCol(lineColtxt)self.regionCol=self.getVtkCol(RegionColtxt)self.txtCol=self.getVtkCol(txtColtxt)if(bInit):   #对原先已被删除了角色的情况，直接调用重新构建self.initVtkTrangle() else:   #不需要重新构建只需要更改属性即可#是否画出三角形三条边if(self.bDrawLine):if(self.actor_Lines.GetLength()>0): #当前线角色已存在，只是改属性无需删除角色再重新加载角色时，只需改线角色的属性值即可property = self.actor_Lines.GetProperty()property.SetColor(self.lineCol)           # 设置画线的颜色,字串改成0-1的RGB颜色property.SetLineWidth(self.lineWidth)                  # 设置线宽property.SetLineStipplePattern(self.lineType)    # 设置线型:实线= 0x0000  虚线1=0x0101  虚线2=0x0303  点划线1=0x0505  点划线2=0x0909#property.SetLineStippleRepeatFactor(1)   # 设置线型的重复因子  else:self.render.RemoveActor(self.actor_Lines)   #删除之前已加入到vtk渲染器的的线角色,以便按新属新重新初始化角色#是否画出角形面    if(self.bDrawRegion):if(self.actor_Regions.GetLength()>0):    #当前面角色已存在，只是改属性无需删除角色再重新加载角色时，只需改线角色的属性值即可self.actor_Regions.GetProperty().SetColor(self.regionCol)       # 设置面的颜色，字串改成对应的0-1的RGBself.actor_Regions.GetProperty().SetOpacity(self.trans)         # 设置透明度else:self.render.RemoveActor(self.actor_Regions)   #删除之前已加入到vtk渲染器的的面角色,以便按新属新重新初始化角色 #@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
#定义三棱锥角色类,每个三棱锥由4个点4个面构4个三角形面构成的实体
class Actor_3Pyramid(QtVtkActors):actorsCount=0  #本类型实体所有角色的总数量def __init__(self,win,ren,A0,B1,C2,P3,bDrawLine=True,trans=1,lineColtxt='forestgreen',RegionColtxt='darkgreen',txtColtxt='lightseagreen'):super().__init__(win,ren)    #基类vctActors初始化self.bDrawLine=bDrawLineself.trans=trans             #默认面域透明值0=透明 1=不透明self.lineColtxt=lineColtxtself.regionColtxt=RegionColtxtself.textColtxt=txtColtxt#对下数据为本类多面体的重要参数设置, 不同的多面体，设置值是不同的self.polyPointsNum = 4         #多面体顶点数 self.polyRegionNum = 4        #多面体的面数self.triangelNum = 4          #多面体的三角形面数self.points=np.array([A0,B1,C2,P3])     self.pointsID=[[0,1,2],[0,1,3],[0,2,3],[1,2,3]]  #三角形点集构成顺序self.initPoly()#@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
#定义三棱柱角色类:每个三棱柱由6个点5个面8个三角形面构成,同三棱锥画法相同
class Actor_3Prism(QtVtkActors):actorsCount=0  #所有角色的总数量def __init__(self,win,ren,A0,B1,C2,D3,E4,F5,bDrawLine=True,trans=1,lineColtxt='forestgreen',RegionColtxt='darkgreen',txtColtxt='lightseagreen'):super().__init__(win,ren)    #基类vctActors初始化self.bDrawLine=bDrawLineself.trans=trans             #默认面域透明值0=透明 1=不透明self.lineColtxt=lineColtxtself.regionColtxt=RegionColtxtself.textColtxt=txtColtxt#对下数据为本类多面体的重要参数设置, 不同的多面体，设置值是不同的self.polyPointsNum = 6         #多面体顶点数 self.polyRegionNum = 5        #多面体的面数self.triangelNum = 8          #多面体的三角形面数self.points=np.array([A0,B1,C2,D3,E4,F5])     self.pointsID=[[0,1,2],[3,4,5],[0,1,4],[0,3,4],[0,3,5],[0,2,5],[1,4,5],[1,2,5]]  #三角形点集构成顺序self.initPoly()