vtk 生成若干个点的代码

在VTK（Visualization Toolkit）中，创建一个正方体并进行斜切处理，并使用`vtkCellPicker`来拾取所有经过斜切后的面，需要涉及几何模型的生成、渲染以及事件处理。以下是使用VTK 9.3的一个简化的示例代码，包含了创建正方体、切割、绘制及拾取操作： ```cpp // 包含必要的头文件 #include <vtkSmartPointer.h> #include <vtkCubeSource.h> // 创建立方体 #include <vtkXMLPolyDataWriter.h> // 用于保存切割后的数据 #include <vtkRenderer.h> #include <vtkRenderWindow.h> #include <vtkRenderWindowInteractor.h> #include <vtkPolyDataMapper.h> #include <vtkActor.h> #include <vtkCellPicker.h> int main(int argc, char *argv[]) { // 初始化VTK环境 vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renWin = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New(); vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New(); renWin->AddRenderer(renderer); // 创建立方体贴图源 vtkSmartPointer<vtkCubeSource> cubeSource = vtkSmartPointer<vtkCubeSource>::New(); cubeSource->SetXLength(10); cubeSource->SetYLength(10); cubeSource->SetZLength(10); // 斜切处理 - 这部分通常需要自定义算法或库来完成，这里简化为将每个顶点移动45度 for (unsigned int i = 0; i < 6; ++i) { float x = sin(M_PI / 4) * 10; float y = cos(M_PI / 4) * 10; // 更改立方体的顶点位置，模拟斜切 double vertices[8][3] = { // 原始顶点坐标 {0, 0, 0}, {10, 0, 0}, {10, 10, 0}, {0, 10, 0}, {0, 0, 10}, {10, 0, 10}, {10, 10, 10}, {0, 10, 10} }; vertices[i*4+0][0] += x; vertices[i*4+0][1] += y; vertices[i*4+1][0] += x; vertices[i*4+1][1] -= y; vertices[i*4+2][0] -= x; vertices[i*4+2][1] -= y; vertices[i*4+3][0] -= x; vertices[i*4+3][1] += y; } // 将处理后的顶点设置回输入 cubeSource->SetOutputPointsData(vtkDataSetAttributes::CreatePolyData(points)); // 映射、演员和渲染 vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New(); mapper->SetInputConnection(cubeSource->GetOutputPort()); vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New(); actor->SetMapper(mapper); renderer->AddActor(actor); // 拾取器 vtkSmartPointer<vtkCellPicker> cellPicker = vtkSmartPointer<vtkCellPicker>::New(); cellPicker->SetTolerance(0.01); // 设置拾取容差 // 事件循环 renWin->AddObserver(vtkCommand::InteractionEvent, cellPicker, &PickCallback); vtkRenderWindowInteractor *iren = vtkRenderWindowInteractor::New(); iren->SetRenderWindow(renWin); iren->Start(); return 0; } // 拾取回调函数 void PickCallback(vtkObject*, unsigned long event, void*) { if (event == vtkCommand::LeftButtonPressEvent) { // 获取当前被点击的cell vtkIdType cellId = cellPicker->GetCellId(); // 根据实际需要，此处可以获取选定面的信息并处理 std::cout << "Selected cell ID: " << cellId << std::endl; } } ``` 注意：这个代码示例假设了斜切操作已经被简单地应用到了顶点上。在实际项目中，您可能需要使用更复杂的算法来确保每个面都是沿着45度角并且有10像素的宽度。此外，VTK中的`vtkCellPicker`主要用于选择几何体的一部分，它并不是针对经过切割后的复杂形状设计的，因此对于斜切后的模型，可能需要自定义一些额外的处理来精确地确定哪些面被选中。

### VTK 点云多边形裁剪方法 对于点云的多边形裁剪，在VTK中可以通过组合多个平面来创建一个多边形区域，进而实现对点云的有效裁剪。具体来说，`vtkClipClosedSurface` 类能够被用来定义复杂的裁剪边界[^2]。 为了完成这一过程，通常会先构建一系列代表多边形各条边所在的无限延伸平面对象 `vtkPlane` 并将其加入到 `vtkPlaneCollection` 中作为输入给定至 `SetClippingPlanes()` 方法内。然而需要注意的是，直接针对点云应用此功能可能并不直观，因为该类主要用于处理闭合表面而非离散点集。因此实际操作时往往需要转换思路： 1. 将原始点云转化为包围体（例如凸包），从而获得一个近似的封闭几何模型； 2. 使用上述提到的方法对该几何模型执行裁剪； 3. 提取经过裁剪后的剩余部分对应的顶点位置信息即为最终所需的点云子集。 下面给出一段 Python 代码片段展示如何利用 VTK 实现基于多边形的选择性提取点云数据的功能： ```python import vtk def create_planes_from_polygon(points): """根据多边形顶点坐标生成一组用于裁剪的平面""" planes = vtk.vtkPlaneCollection() num_points = len(points) for i in range(num_points): p0 = points[i] p1 = points[(i + 1) % num_points] normal_vector = compute_normal(p0, p1) plane = vtk.vtkPlane() plane.SetOrigin(*p0[:3]) plane.SetNormal(normal_vector[0], normal_vector[1], normal_vector[2]) planes.AddItem(plane) return planes def apply_clipping_to_point_cloud(point_cloud_data, clipping_planes): """应用裁剪并返回新的点云实例""" clipper = vtk.vtkClipPolyData() if isinstance(point_cloud_data.GetOutput(), vtk.vtkPolyData)\ else vtk.vtkExtractPoints() clipper.SetInputConnection(point_cloud_data.GetProducerPort()) clipper.GenerateClippedOutputOn() clipper.SetInsideOut(True) # 反转内外侧，默认保留外部 clipper.SetClipFunction(clipping_planes) clipper.Update() clipped_output = clipper.GetOutput() result = vtk.vtkPolyData() if isinstance(clipped_output, vtk.vtkPolyData)\ else vtk.vtkUnstructuredGrid() result.DeepCopy(clipped_output) return result # 假设已存在 pointCloudReader 和 polygonVertices 定义好的变量... clipping_planes = create_planes_from_polygon(polygonVertices) clippedPointCloud = apply_clipping_to_point_cloud(pointCloudReader, clipping_planes) def compute_normal(p0, p1): """计算两个连续点之间的法向量""" direction = [(b-a)/abs(b-a) for a,b in zip(p0,p1)] cross_product_result = [-direction[1]*direction[2], direction[0]*direction[2], -direction[0]*direction[1]] magnitude = sum([component ** 2 for component in cross_product_result]) ** .5 normalized_cross_product = [c/magnitude for c in cross_product_result] return normalized_cross_product ``` 这段程序展示了怎样通过指定多边形轮廓上的若干个二维或三维空间中的点位来限定出一片特定范围内的点集合，并从中筛选符合条件的数据项。这里的关键在于理解如何构造合适的裁剪条件以及正确运用相应的 API 接口来进行高效的操作[^4]。