VTK代码学习-隐函数、布尔运算、数据剪裁、模型移动

首先贴下代码：

#include "vtkActor.h"
#include "vtkRenderer.h"
#include "vtkRenderWindow.h"
#include "vtkRenderWindowInteractor.h"
#include "vtkCylinder.h"
#include "vtkPlane.h"
#include "vtkImplicitBoolean.h"
#include "vtkPolyDataMapper.h"
#include "vtkSphereSource.h"
#include "vtkProperty.h"
#include "vtkClipPolyData.h"
#include "vtkTransformPolyDataFilter.h"
#include "vtkTransform.h"
#include "vtkInteractorStyleTrackballCamera.h"

int main()
{
    vtkSphereSource *sphere = vtkSphereSource::New();
    sphere->SetCenter(0, 0, 0);
    sphere->SetRadius(10);
    sphere->SetThetaResolution(40);
    sphere->SetPhiResolution(40);

    vtkCylinder *cylinder = vtkCylinder::New();//圆柱
    cylinder->SetCenter(0, 0, 0);
    cylinder->SetRadius(3);

    vtkPlane *vPlane = vtkPlane::New();//横截面
    vPlane->SetOrigin(0, 0, 0);
    vPlane->SetNormal(0, -1, 0);

    vtkImplicitBoolean *cuted_cylinder = vtkImplicitBoolean::New();
    cuted_cylinder->SetOperationTypeToIntersection();
    cuted_cylinder->AddFunction(cylinder);
    cuted_cylinder->AddFunction(vPlane);

    vtkClipPolyData *clipper = vtkClipPolyData::New();
    clipper->SetInputConnection(sphere->GetOutputPort());
    clipper->SetClipFunction(cylinder);
    clipper->GenerateClipScalarsOn();
    clipper->GenerateClippedOutputOn();
    clipper->SetValue(0.5);

    vtkTransform *transform = vtkTransform::New();
    transform->Translate(7, 0, 0);
    vtkTransformPolyDataFilter *filter = vtkTransformPolyDataFilter::New();
    filter->SetInputConnection(clipper->GetOutputPort());
    filter->SetTransform(transform);
    vtkClipPolyData *clipper2 = vtkClipPolyData::New();
    clipper2->SetInputConnection(filter->GetOutputPort());
    clipper2->SetClipFunction(cuted_cylinder);
    clipper2->GenerateClipScalarsOn();
    clipper2->GenerateClippedOutputOn();
    clipper2->SetValue(0.5);

    vtkPolyDataMapper *map = vtkPolyDataMapper::New();
    map->SetInputConnection(clipper2->GetOutputPort());
    map->ScalarVisibilityOff();

    vtkActor *actor = vtkActor::New();
    actor->SetMapper(map);
    actor->GetProperty()->SetColor(0, 1, 1);
    //actor->GetProperty()->SetAmbientColor(0.4,0.5,0.6);
    //actor->GetProperty()->SetDiffuseColor(0.8,0.6,0.2);
    actor->RotateX(40);

    vtkRenderer *ren = vtkRenderer::New();
    vtkRenderWindow *renWin = vtkRenderWindow::New();
    renWin->AddRenderer(ren);

    vtkRenderWindowInteractor *iren = vtkRenderWindowInteractor::New();
    iren->SetRenderWindow(renWin);

    ren->AddActor(actor);
    ren->SetBackground(1, 1, 1);
    renWin->SetSize(450, 450);

    vtkInteractorStyleTrackballCamera *style = vtkInteractorStyleTrackballCamera::New();
    iren->SetInteractorStyle(style);

    iren->Initialize();
    renWin->Render();

    iren->Start();
}

代码的主要作用：

生成一个球体，并用圆柱和被平面截断的圆柱去切割球体，将切割完的球体进行显示。

分步解释：

1、生成一个球体、一个圆柱体和一个横截面

2、用vtkImplicitBoolean执行布尔运算，将横截面与圆柱体的相交，得到半个圆柱体cuted_cylinder

3、用vtkClipPolyData进行网格剪裁操作，对球体用最初生成的圆柱体进行剪裁。此时球体应该是中间被圆柱体透过变成一个带洞的球体。

4、生成一个transform，对剪裁过的球体进行平移，因为下一步想要用半个圆柱体对球体进行剪裁，如果不移动的话，剪裁路径与3中圆柱体一致，剪裁后也看不到什么区别，对球体进行平移后，半个圆柱体将不会透过球体，而是剪裁掉球体的一部分。

5、再实例化一个vtkClipPolyData，用cuted_cylinder对剪裁后的球体进行剪裁，在之后就是对剪裁后的结果进行显示了。

显示结果：

可以看到，最终球体中间是被圆柱体穿透了，而左边并未被圆柱体穿透。 

总结：

1、VTK中，布尔运算vtkImplicitBoolean的输入与vtkClipPolyData的Clip对象输入都是隐函数，隐函数在VTK里面就是对三维空间中的任意几何体的抽象对象，如球体、圆锥体、圆柱体、平面等，它可以简单设置几个参数就完成目标在三维空间中的具体表示。

2、VTK中，模型移动是需要先生成一个transform，然后再实例化一个vtkTransformPolyDataFilter来对目标模型进行变化的，类似先生成一个坐标转换函数，然后通过vtkTransformPolyDataFilter来完成每个顶点的坐标转换。