python 使用vtk和matplotlib保存高质量图片

引言

图片–无论是自己欣赏、还是给别人展示(放到论文里)，都需要清晰
现有的可视化库matplotlib、vtk等–大都或多或少都无法直接满足自己要求
故本菜记录并分享一些保存为清晰图片的基操，以及一些后处理 – 关键就是图像尺寸和分辨率要大大大

基础知识 ¹: 理解图片分辨率/容量大小/清晰度/像素尺寸之间的关系

一、vtk保存大尺寸图片

    def saveToimage(self):
        from vtkmodules.vtkRenderingCore import vtkWindowToImageFilter
        from vtkmodules.vtkIOImage import (
            vtkBMPWriter, vtkJPEGWriter, vtkPNGWriter,
            vtkPNMWriter, vtkPostScriptWriter, vtkTIFFWriter
        )
        # 初始化
        writer = vtkBMPWriter()
        # writer = vtkPostScriptWriter()
        windowto_image_filter = vtkWindowToImageFilter()
        windowto_image_filter.SetInput(self.vtk_widget.GetRenderWindow())  # 你渲染窗口中的图片
        windowto_image_filter.SetScale(5)                                  # 图像尺寸
        windowto_image_filter.SetInputBufferTypeToRGBA()                   # 四通道
        # 保存
        writer.SetFileName('cs.bmp')
        # writer.SetFileName('cs.ps')
        writer.SetInputConnection(windowto_image_filter.GetOutputPort())
        writer.Write()

SetScale就是设置图像尺寸的函数
比较遗憾的是我没有找到更改分辨率的函，关于相机设置²等可参考官方文档

二、matplotlib更改尺寸和分辨率

2.1 尺寸和分辨率

fig = plt.figure(figsize=(40, 20))     # figsize 尺寸
plt.savefig('aaa_bbb.png', dpi=200)    # dpi     分辨率

文章最后推荐一篇叙述很全的博文³

2.2 其它常用设置 线宽、字体大小等

# 子图中的线宽
ax = fig.add_subplot(111)  
ax.spines['bottom'].set_linewidth(2)
ax.spines['left'].set_linewidth(2)
ax.spines['right'].set_linewidth(2)
ax.spines['top'].set_linewidth(2)

plt.plot(x, y, linewidth=7.0)  # 假设x y 已知
# 设置图像标题
plt.title('Data', fontdict={'family': 'serif', 'size': 90, 'weight': 'bold'})
# 设置坐标表示的含义、字体大小
plt.xlabel('X', fontdict={'family': 'serif', 'size': 90, 'weight': 'bold'})
plt.ylabel('Y', fontdict={'family': 'serif', 'size': 90, 'weight': 'bold'})
plt.xticks(size=72)
plt.yticks(size=72)
# 图例位置、字体大小
plt.legend(['haha'], loc='lower right',
           prop={'family': 'Times New Roman', 'size': 80, 'weight': 'bold', # 'style': 'oblique'
                 })
plt.grid()    # 显示背景格网

2.3 关于show和save的问题

要先保存后show，否则保存会一片空白
其次，很多时候show和save的图片长得不一样(show之后的尺寸有点小) 建议还是开始调试用show
后续进行图片微调等操作还是看save之后的图片较好 (如果尺寸不大直接show亦可)

看到一篇文章使用先show后保存来解决这个问题，很神奇，有兴趣的可以细看⁴

2.4 matplotlib无法解决遮挡问题(三维)

画三维物体，并且给每一个面上色，颜色会串(中间多余的线是被遮挡着的椅子腿)

也不算太难看，但就是看着很难受(特别是对于强迫症来说) 还是使用专业的库画着好看 比如vtk

看到一篇不显示被遮挡的，核心思想：计算被遮挡的点，手动不显示它⁵

三、visio后处理

3.1 转为矢量图(eps)

1. 将保存的图片导入visio中，然后另存为pdf
2. 使用Adobe Acrobat DC打开pdf，裁剪空白区域
3. 最后文件->导出到->内嵌式 PostScript

其它格式亦可！

3.2 保存透明图片到PDF

vision保存透明图片为pdf会有部分空白，可以先将其保存为bmp，再重新导入到visio

四、推荐阅读

---

1. 理解图片分辨率/容量大小/清晰度/像素尺寸之间的关系 ↩︎

2. python vtk 图片保存和相机设置 ↩︎

3. matplotlib出图细节以及提高出图质量(高dpi) ↩︎

4. Python作图：Matplotlib savefig()和show()方法得到的图片不一样 ↩︎

5. 如何在matplotlib中遮挡曲面图后面的一条线? ↩︎