基于vtk三维可视化编程

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1、深圳职业技术学院学报2007年第3期JournalofShenzhenPolytechnicNo.3,2007基于VTK三维可视化编程周振环，王安明，王京阳，赵明（深圳职业技术学院电子与信息工程学院，广东深圳518055）摘要:介绍了VTK特点、体系结构、对象模型等,着重描述图形对象、可视化对象、流水线和图像处理。针对医学图像需要，使用VTK开发了一个小型医学三维可视化软件。实验结果表明，与使用OpenGL相比，使用VTK可以节约大量时间，开发出的软件更加标准和规范。关键词:可视化工具箱；向对象；医学图

2、像；图像处理中图分类号：R319;TP391.41文献标识码：A文章编号：1672-0318（2007）03-0010-05持多种着色如OpenGL等；⑤具有设备无关性使其1VTK的特点代码具有良好的可移植性；⑥VTK中定义了许多VTK（VisualizationToolKit）是一个开放源宏，这些宏极大的简化了编程工作并且加强了一致码、自由获取的软件系统，全世界的数以千计的的对象行为；⑦具有更丰富的数据类型，支持对多研究人员和开发人员用它来进行3D计算机图形，种数据类型进行处理；⑧既可以工作于Wind

3、ows操[1-2]图像处理和可视化，它将在可视化开发过程中作系统又可以工作于Unix操作系统，极大的方便[4-5]经常遇到的细节屏蔽起来，并将一些常用的算法了用户。封装起来。比如VTK将在表面重建中比较常见2VTK体系结构的MarchingCubes算法封装起来，以类的形式给以支持，这样在对三维规则点阵数据进行表面重VTK由2个基本子系统构成：一个是编译过的建时就不必再重复编写MarchingCubes算法的代C++类库；一个是“解释型”的封装层，允许你使码，而直接使用VTK中提供的vtkMarchin

4、gCubes用Tcl，Java和Python等解释型语言操作编译过的[3]类。类库。这样设计的优点能使你创建高效率的C++编VTK以用户使用的方便性和灵活性为主要译算法，保留解释型语言快速开发特点，当然对于原则，具有如下特点：①具有强大的三维图形功C++高手来说，也有这样的工具，整个应用程序可能。既支持基于体素Voxel-basedrendering的体绘以由C++来创建。制VolumeRendering，又保留了传统的面绘制，2.1对象模型从而在极大的改善可视化效果的同时又可以充分VTK是一个面向对象

5、的系统，高效使用VTK利用现有的图形库和图形硬件；②VTK的体系结的关键，是要较好地理解底层的对象模型，这样做构使其具有非常好的流streaming和高速缓存是为了去掉数百个对象的神秘外衣。理解力达到一caching的能力，在处理大量的数据时不必考虑内定程度后，你很容易建立应用程序。构成VTK的2存资源的限制；③能够更好的支持基于网络的工个对象模型：图形对象模型和可视化对象模型。具比如Java和VRML随着Web和Internet技术2.1.1图形对象的发展VTK有着很好的发展前景；④能够支图形对象包含

6、以下几个核心对象：收稿日期：2006-04-10项目来源：2005年粤港关键领域重点突破项目（2005A11304003）；深圳市科技计划项目（05KJcd004）；深圳职业技术学院科技发展基金项目（07KJcd005）。作者简介：周振环（1963-），男，河南人，高工/博士后，主要研究方向为医学图像处理。第3期周振环，等：基于VTK三维可视化编程11zvtkActor,vtkActor2D,vtkVolume__vtkProp和/句话说，可视化流水线负责构成几何表达，然后由或vtkProp3D的子类图

7、形流水线来绘制。VTK使用数据流方法将信息变zvtkLight换成图形数据，在这个方法中涉及两个基本对象类zvtkCamera型：zvtkProperty,vtkProperty2DzvtkDataObject数据对象zvtkMapper,vtkMapper2D__vtkAbstractMapperzvtkProcessObject处理对象的子类数据对象表示各种类型的数据，vtkDataObjectzvtkTransform可以看成是通用的“blob”数据（blob数据类型的zvtkLookupTabl

8、e,vtkColorTransferFunction列可以存储大型二进制对象，如图形、视频和声音__vtkScalarsToColors的子类等）。具有正式结构的数据称为数据集（DataSet类）。zvtkRenderer图1表明VTK支持的数据集对象，图中数据集对象zvtkRenderWindow由几何和拓扑结构构成，以及与些相关的属性数据zvtkRenderWindowInteractor如尺度或向量。属性数据是与数据集相关的点和单我们