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第04章 11 VTK中，Filter的多输入输出的示例说明

article 2025/1/27 6:52:18

在 VTK（Visualization Toolkit）中，过滤器（Filter）通常用于处理数据流，并且许多过滤器支持多输入和多输出。多输入意味着一个过滤器可以接收多个数据源作为输入，而多输出意味着一个过滤器可以生成多个数据对象作为输出。这种设计使得 VTK 的数据处理管道更加灵活和强大。

下面将详细说明 VTK 中多输入和多输出的情况，并通过示例加以说明。

多输入过滤器

多输入过滤器可以接收多个输入数据源，并将它们合并或处理成一个输出。常见的多输入过滤器包括：

  1. vtkAppendFilter：将多个输入数据集（如 vtkPolyData、vtkUnstructuredGrid 等）合并为一个数据集。
  2. vtkMergeFilter：将多个输入数据集合并为一个数据集，保留每个输入数据集的属性。
  3. vtkBooleanOperationPolyDataFilter：对两个输入的多边形数据集进行布尔操作（如并集、交集、差集等）。
示例：使用 vtkAppendFilter 合并多个数据集
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkConeSource.h>
#include <vtkAppendPolyData.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>

int main(int, char *[])
{
    // 创建两个数据源：球体和圆锥
    vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource = vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
    sphereSource->SetRadius(1.0);

    vtkSmartPointer<vtkConeSource> coneSource = vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();
    coneSource->SetHeight(2.0);

    // 创建一个多输入过滤器：vtkAppendPolyData
    vtkSmartPointer<vtkAppendPolyData> appendFilter = vtkSmartPointer<vtkAppendPolyData>::New();
    appendFilter->AddInputConnection(sphereSource->GetOutputPort()); // 添加第一个输入
    appendFilter->AddInputConnection(coneSource->GetOutputPort());  // 添加第二个输入
    appendFilter->Update();

    // 创建映射器
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
    mapper->SetInputConnection(appendFilter->GetOutputPort());

    // 创建 Actor
    vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
    actor->SetMapper(mapper);

    // 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(actor);
    renderer->SetBackground(0.1, 0.2, 0.3); // 设置背景颜色

    // 启动渲染窗口和交互器
    renderWindow->Render();
    renderWindowInteractor->Start();

    return EXIT_SUCCESS;
}

在这个示例中，vtkAppendPolyData 是一个多输入过滤器，它将球体和圆锥的数据合并为一个数据集。

多输出过滤器

多输出过滤器可以生成多个输出数据对象。常见的多输出过滤器包括：

  1. vtkSplitField：将输入数据集的字段拆分为多个输出数据集。
  2. vtkExtractSelection：根据选择条件提取多个子数据集。
  3. vtkThreshold：根据阈值条件生成多个输出数据集。
示例：使用 vtkThreshold 生成多个输出
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkThreshold.h>
#include <vtkUnstructuredGrid.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>

int main(int, char *[])
{
    // 创建一个球体数据源
    vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource = vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
    sphereSource->SetRadius(1.0);
    sphereSource->Update();

    // 创建一个阈值过滤器
    vtkSmartPointer<vtkThreshold> thresholdFilter = vtkSmartPointer<vtkThreshold>::New();
    thresholdFilter->SetInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());
    thresholdFilter->ThresholdByUpper(0.5); // 设置阈值条件
    thresholdFilter->Update();

    // 获取阈值过滤器的输出
    vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> output1 = thresholdFilter->GetOutput();

    // 创建映射器
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
    mapper->SetInputData(output1);

    // 创建 Actor
    vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
    actor->SetMapper(mapper);

    // 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(actor);
    renderer->SetBackground(0.1, 0.2, 0.3); // 设置背景颜色

    // 启动渲染窗口和交互器
    renderWindow->Render();
    renderWindowInteractor->Start();

    return EXIT_SUCCESS;
}

在这个示例中，vtkThreshold 是一个多输出过滤器，它根据阈值条件生成多个输出数据集。

多输入多输出过滤器

有些过滤器既支持多输入，也支持多输出。例如：

  1. vtkProbeFilter：将一个数据集中的属性映射到另一个数据集上，支持多输入和多输出。
  2. vtkMultiBlockDataSetAlgorithm：处理多块数据集，支持多输入和多输出。
示例：使用 vtkProbeFilter 进行数据映射
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkProbeFilter.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>

int main(int, char *[])
{
    // 创建两个数据源：球体和圆锥
    vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource = vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
    sphereSource->SetRadius(1.0);

    vtkSmartPointer<vtkConeSource> coneSource = vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();
    coneSource->SetHeight(2.0);

    // 创建一个多输入过滤器：vtkProbeFilter
    vtkSmartPointer<vtkProbeFilter> probeFilter = vtkSmartPointer<vtkProbeFilter>::New();
    probeFilter->SetSourceConnection(sphereSource->GetOutputPort()); // 设置源数据
    probeFilter->SetInputConnection(coneSource->GetOutputPort());   // 设置目标数据
    probeFilter->Update();

    // 创建映射器
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
    mapper->SetInputConnection(probeFilter->GetOutputPort());

    // 创建 Actor
    vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
    actor->SetMapper(mapper);

    // 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(actor);
    renderer->SetBackground(0.1, 0.2, 0.3); // 设置背景颜色

    // 启动渲染窗口和交互器
    renderWindow->Render();
    renderWindowInteractor->Start();

    return EXIT_SUCCESS;
}

在这个示例中，vtkProbeFilter 是一个多输入多输出过滤器，它将球体的属性映射到圆锥上。

总结

  • 多输入过滤器：可以接收多个输入数据源，如 vtkAppendFilter。
  • 多输出过滤器：可以生成多个输出数据对象，如 vtkThreshold。
  • 多输入多输出过滤器：同时支持多输入和多输出，如 vtkProbeFilter。

通过合理使用多输入和多输出过滤器，可以构建复杂的数据处理管道，满足各种可视化需求。


http://www.kler.cn/a/520197.html

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