第05章 18 vtkCutter切割类及与之相似的类说明

vtkCutter 是 VTK（Visualization Toolkit）中的一个类，用于通过几何体（如多边形网格、曲面等）进行切割操作，生成切割后的等值面或多段线。它通常用于生成等值线图、等值面或其他类型的切割效果。

vtkCutter 的主要功能：

• 切割操作：根据用户指定的标量值或函数，对输入的几何体进行切割，生成等值线或多段线。
• 支持多种切割类型：可以生成等值线、等值面、曲线等。
• 与数据集配合使用：可以处理标量数据、向量数据等多种类型的数据集。

vtkCutter 的主要参数和方法：

• SetCutFunction：设置切割函数。可以是一个标量值（如等值面），也可以是一个函数（如平面、球体等）。
• SetInputData：设置输入的几何体或数据集。
• Update：更新操作，生成切割结果。
• GetOutput：获取切割后的输出数据。

示例：使用 vtkCutter 生成平面切割效果

以下是一个简单的例子，展示如何使用 vtkCutter 对一个立方体进行平面切割，并显示切割后的多段线。

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkCubeSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkCutter.h>
#include <vtkPlane.h>
#include <vtkProperty.h>int main(int, char *[])
{// 创建一个立方体vtkSmartPointer<vtkCubeSource> cubeSource = vtkSmartPointer<vtkCubeSource>::New();cubeSource->Update();// 创建一个平面作为切割函数vtkSmartPointer<vtkPlane> plane = vtkSmartPointer<vtkPlane>::New();plane->SetOrigin(0.0, 0.0, 0.0);plane->SetNormal(0.0, 1.0, 0.0); // 切割平面法向量为 y 轴// 创建 vtkCutter 对象vtkSmartPointer<vtkCutter> cutter = vtkSmartPointer<vtkCutter>::New();cutter->SetInputConnection(cubeSource->GetOutputPort());cutter->SetCutFunction(plane);cutter->Update();// 创建映射器和 Actor 来显示切割后的多段线vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> cutterMapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();cutterMapper->SetInputConnection(cutter->GetOutputPort());vtkSmartPointer<vtkActor> cutterActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();cutterActor->SetMapper(cutterMapper);cutterActor->GetProperty()->SetColor(1.0, 0.0, 0.0); // 设置切割线的颜色为红色// 创建渲染器、渲染窗口和交互器vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();renderWindow->AddRenderer(renderer);vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);// 将 Actor 添加到渲染器中renderer->AddActor(cutterActor);renderer->SetBackground(0.5, 0.5, 0.5); // 设置背景颜色为灰色// 渲染和启动交互器renderWindow->Render();renderWindowInteractor->Start();return EXIT_SUCCESS;
}

代码解释：

1. 立方体生成：使用 vtkCubeSource 创建一个立方体。
2. 切割平面定义：使用 vtkPlane 定义一个平面作为切割函数，平面的法向量为 y 轴。
3. 切割操作：使用 vtkCutter 对立方体进行切割，生成切割后的多段线。
4. 显示结果：将切割后的多段线通过 vtkPolyDataMapper 和 vtkActor 显示在渲染窗口中。

运行效果：

运行上述代码后，你将看到一个立方体的切割效果，切割平面沿着 y 轴切割，生成的多段线显示为红色。

总结：

vtkCutter 是一个非常实用的工具，用于在 VTK 中进行几何切割操作。它可以通过简单的设置生成复杂的切割效果，广泛应用于科学可视化、工程模拟等领域。

在 VTK（Visualization Toolkit）中，除了 vtkCutter 之外，还有其他一些类可以用于不同的切割和提取操作。以下是一些类似的类及其用途的举例说明：

1. vtkContourFilter

• 用途：生成等值面，适用于标量数据的等值面提取。
• 示例：从标量场数据中提取特定标量值的等值面。

vtkSmartPointer<vtkContourFilter> contourFilter = vtkSmartPointer<vtkContourFilter>::New();
contourFilter->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
contourFilter->SetValue(0, scalarValue); // 设置等值面的标量值
contourFilter->Update();

2. vtkFlyingEdges3D

• 用途：生成高质量的等值面，特别适用于大规模数据集。
• 示例：从三维体数据中提取等值面。

vtkSmartPointer<vtkFlyingEdges3D> flyingEdges = vtkSmartPointer<vtkFlyingEdges3D>::New();
flyingEdges->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
flyingEdges-> SetValue(0, scalarValue);
flyingEdges->Update();

3. vtkClipDataSet

• 用途：根据切割函数对数据集进行裁剪，生成被切割部分的数据。
• 示例：使用平面裁剪几何体，保留平面一侧的数据。

vtkSmartPointer<vtkPlane> plane = vtkSmartPointer<vtkPlane>::New();
plane->SetOrigin(0.0, 0.0, 0.0);
plane->SetNormal(0.0, 1.0, 0.0);vtkSmartPointer<vtkClipDataSet> clipper = vtkSmartPointer<vtkClipDataSet>::New();
clipper->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
clipper->SetClipFunction(plane);
clipper->InsideOutOff(); // 保留平面外的数据
clipper->Update();

4. vtkExtractGeometry

• 用途：根据几何条件提取数据，如提取在特定区域内的数据。
• 示例：提取几何体中位于某个箱子（box）内的部分。

vtkSmartPointer<vtkBox> box = vtkSmartPointer<vtkBox>::New();
box->SetBounds(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);vtkSmartPointer<vtkExtractGeometry> extractor = vtkSmartPointer<vtkExtractGeometry>::New();
extractor->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
extractor->SetImplicitFunction(box);
extractor->ExtractInsideOn();
extractor->Update();

5. vtkExtractRectilinearGrid

• 用途：从 rectilinear grid 中提取子网格。
• 示例：从 rectilinear grid 中提取特定范围的子网格。

vtkSmartPointer<vtkExtractRectilinearGrid> extractor = vtkSmartPointer<vtkExtractRectilinearGrid>::New();
extractor->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
extractor->SetVOI(0, 10, 0, 10, 0, 10); // 设置提取的体积范围
extractor->Update();

6. vtkExtractVolume

• 用途：从体积数据中提取子体积。
• 示例：从体积数据中提取特定区域的子体积。

vtkSmartPointer<vtkExtractVolume> extractor = vtkSmartPointer<vtkExtractVolume>::New();
extractor->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
extractor->SetSampleRate(2, 2, 2); // 设置采样率
extractor->SetIncludeBoundary(1);
extractor->Update();

7. vtkGlyph3D

• 用途：在数据点上放置图标（glyphs），常用于向量场的可视化。
• 示例：在点云数据上放置箭头表示向量方向。

vtkSmartPointer<vtkArrowSource> arrowSource = vtkSmartPointer<vtkArrowSource>::New();
vtkSmartPointer<vtkGlyph3D> glyph3D = vtkSmartPointer<vtkGlyph3D>::New();
glyph3D->SetInputConnection(dataSource->GetOutputPort());
glyph3D->SetSourceConnection(arrowSource->GetOutputPort());
glyph3D->SetVectorModeToUseVector();
glyph3D->SetScaleModeToScaleByVector();
glyph3D->SetScaleFactor(0.1);
glyph3D->Update();

这些类各自具有不同的功能和适用场景，可以根据具体的需求选择合适的类来进行数据处理和可视化。