一：主要的知识点
1、说明
本文只是教程内容的一小段，因博客字数限制，故进行拆分。主教程链接：vtk教程——逐行解析官网所有Python示例-CSDN博客
2、知识点纪要
本段代码主要涉及的有①vtkElevationFilter的标量分配方法，②vtkDeformPointSet的网格变形方法简介
二：代码及注释
import vtkmodules.vtkInteractionStyle import vtkmodules.vtkRenderingOpenGL2 from vtkmodules.vtkCommonCore import vtkPoints from vtkmodules.vtkCommonDataModel import vtkPolyData, vtkCellArray from vtkmodules.vtkFiltersSources import vtkSphereSource from vtkmodules.vtkRenderingCore import vtkActor, vtkRenderer, vtkRenderWindow, vtkRenderWindowInteractor, \ vtkPolyDataMapper from vtkmodules.vtkCommonColor import vtkNamedColors from vtkmodules.vtkFiltersCore import vtkElevationFilter from vtkmodules.vtkFiltersGeneral import vtkDeformPointSet def main(): colors = vtkNamedColors() # 创建一个球形去变形 sphere = vtkSphereSource() sphere.SetThetaResolution(51) sphere.SetPhiResolution(17) sphere.Update() bounds = sphere.GetOutput().GetBounds() """ vtkElevationFilter 为 3D 几何体中的顶点分配标量值（Scalar Values） 这些标量值通常用于表示高程（Elevation）或沿着某一方向的渐变 简而言之，它根据每个点在 3D 空间中沿着一条指定直线的投影位置，来计算一个数值，并将这个数值作为该点的属性数据 用户通过 SetLowPoint(x_L, y_L, z_L) 和 SetHighPoint(x_H, y_H, z_H) 定义了一条直线 对于输入几何体上的每一个顶点 P，过滤器计算 P 沿着这条直线方向的投影距离 位于 LowPoint 处的投影值被映射为最低的标量值（默认 0） 位于 HighPoint 处的投影值被映射为最高的标量值（默认 1） 位于两者之间的点，其标量值通过线性插值得到 """ ele = vtkElevationFilter() ele.SetInputConnection(sphere.GetOutputPort()) ele.SetLowPoint((bounds[1] + bounds[0]) / 2.0, (bounds[3] + bounds[2]) / 2.0, -bounds[5]) ele.SetHighPoint((bounds[1] + bounds[0]) / 2.0, (bounds[3] + bounds[2]) / 2.0, bounds[5]) ele.Update() pts = vtkPoints() pts.SetNumberOfPoints(6) pts.SetPoint(0, bounds[0] - 0.1 * (bounds[1] - bounds[0]), (bounds[3] + bounds[2]) / 2.0, (bounds[5] + bounds[4]) / 2.0) pts.SetPoint(1, bounds[1] + 0.1 * (bounds[1] - bounds[0]), (bounds[3] + bounds[2]) / 2.0, (bounds[5] + bounds[4]) / 2.0) pts.SetPoint(2, (bounds[1] + bounds[0]) / 2.0, bounds[2] - 0.1 * (bounds[3] - bounds[2]), (bounds[5] + bounds[4]) / 2.0) pts.SetPoint(3, (bounds[1] + bounds[0]) / 2.0, bounds[3] + 0.1 * (bounds[3] - bounds[2]), (bounds[5] + bounds[4]) / 2.0) pts.SetPoint(4, (bounds[1] + bounds[0]) / 2.0, (bounds[3] + bounds[2]) / 2.0, bounds[4] - 0.1 * (bounds[5] - bounds[4])) pts.SetPoint(5, (bounds[1] + bounds[0]) / 2.0, (bounds[3] + bounds[2]) / 2.0, bounds[5] + 0.1 * (bounds[5] - bounds[4])) tris = vtkCellArray() cells = [[2, 0, 4], [1, 2, 4], [3, 1, 4], [0, 3, 4], [0, 2, 5], [2, 1, 5], [1, 3, 5], [3, 0, 5]] for cell in cells: tris.InsertNextCell(3) for c in cell: tris.InsertCellPoint(c) pd = vtkPolyData() pd.SetPoints(pts) pd.SetPolys(tris) meshMapper = vtkPolyDataMapper() meshMapper.SetInputData(pd) meshActor = vtkActor() meshActor.SetMapper(meshMapper) meshActor.GetProperty().SetRepresentationToWireframe() # 只展示结构 meshActor.GetProperty().SetColor(colors.GetColor3d('Black')) """ vtkDeformPointSet 基于控制网格的3D几何体形变的过滤器 允许用户通过操作一个简单的“笼子”或“控制网格”来平滑地、直观地改变复杂模型的形状，而无需直接修改模型本身的数千甚至数百万个顶点 基于控制网格的形变，需要输入对象，即要被形变的3D模型，控制对象，一个简单的，由用户定义的3D网格，必须包裹住输入对象 对于球体内部的任何一个点 P vtkDeformPointSet 算法需要回答一个问题： “如果我移动笼子上的某个顶点 P control，球体上的 P sphere 应该移动多少？” 答案由插值权重 wi决定。对于球体上的一个点 Psphere，它与笼子上的所有顶点 P control,i都有一个权重 wi关联，且所有权重之和 ∑w i 通常等于 1。 权重 w i的含义：w i越大，表示 P sphere 距离 P control,i越近，或受其影响越大。w i越小（接近 0），表示影响越小。 计算这些权重的方法有很多种（如均值坐标法或径向基函数），但它们都依赖于笼子的拓扑结构来确定 P sphere在笼子内部的相对位置 """ deform = vtkDeformPointSet() deform.SetInputData(ele.GetOutput()) deform.SetControlMeshData(pd) deform.Update() # 移动控制点，使其发生变形，如果没有下面的这几行代码，球体不会发生形变 controlPoint = pts.GetPoint(5) pts.SetPoint(5, controlPoint[0], controlPoint[1], bounds[5] + .8 * (bounds[5] - bounds[4])) pts.Modified() polyMapper = vtkPolyDataMapper() polyMapper.SetInputConnection(deform.GetOutputPort()) polyActor = vtkActor() polyActor.SetMapper(polyMapper) renderer = vtkRenderer() renWin = vtkRenderWindow() renWin.AddRenderer(renderer) iren = vtkRenderWindowInteractor() iren.SetRenderWindow(renWin) renderer.AddActor(polyActor) renderer.AddActor(meshActor) renderer.GetActiveCamera().SetPosition(1, 1, 1) renderer.ResetCamera() renderer.SetBackground(colors.GetColor3d('DarkSlateGray')) renWin.SetSize(300, 300) renWin.SetWindowName('DeformPointSet') renWin.Render() iren.Start() if __name__ == '__main__': main()
