VTK笔记-图形相关-平面-vtkPlaneSource
vtkPlane
执行各种平面计算；
vtkPlane提供了各种平面计算的方法。其中包括将点投影到平面上、计算平面方程和返回平面法线。
vtkPlane是抽象类vtkImplicitFunction的具体实现。
接口
起点和法向量
之前学到的知识可以知道，平面可以使用一个点和过这个点与平面垂直的法向量来确定，也可以使用一个点和过这个点不平行的两条直线确定；
vtkPlane中记录了点的坐标Origin和法向量信息Normal，确定了唯一的平面；
double Normal[3];
double Origin[3];
vtkSetVector3Macro(Normal, double);
vtkGetVectorMacro(Normal, double, 3);
vtkSetVector3Macro(Origin, double);
vtkGetVectorMacro(Origin, double, 3);
移动平面
按指定的距离沿法线方向平移平面。
负值使平面朝相反方向移动。
void Push(double distance);
给定点在平面上的投影点计算
静态函数ProjectPoint，可以计算给定点x在给定平面上的投影点坐标xproj；
成员函数ProjectPoint，可以计算给定点x在当前平面上的投影点坐标xproj；
GeneralizedProjectPoint同ProjectPoint；
注意：normal不必归一化处理；
static void ProjectPoint(const double x[3], const double origin[3], const double normal[3], double xproj[3]);
void ProjectPoint(const double x[3], double xproj[3]);
static void GeneralizedProjectPoint(const double x[3], const double origin[3],
const double normal[3], double xproj[3]);
void GeneralizedProjectPoint(const double x[3], double xproj[3]);
判断点是否满足平面公式
判断点是否满足平面公式，可以用来判断一个点是否在平面上；Evaluate返回值为0表示x在normal和origin表示的平面上；
inline double vtkPlane::Evaluate(double normal[3], double origin[3], double x[3])
{
return normal[0] * (x[0] - origin[0]) + normal[1] * (x[1] - origin[1]) + normal[2] * (x[2] - origin[2]);
}
计算点到平面的距离
返回点x到由n*(x-p0)=0定义的平面的距离。
注意：法线n[3]必须是幅值=1。
inline double vtkPlane::DistanceToPlane(double x[3], double n[3], double p0[3])
{
#define vtkPlaneAbs(x) ((x) < 0 ? -(x) : (x))
return (vtkPlaneAbs(n[0] * (x[0] - p0[0]) + n[1] * (x[1] - p0[1]) + n[2] * (x[2] - p0[2])));
}
计算线与平面的交点
过点p1和点p2的直线相交平面（过P0点，平面法向量为n）于点x；IntersectWithLine可以根据直线和平面信息计算出相交点x的坐标，t用来返回结果信息，当0<= t <=1时，直线与平面不相交；当t为VTK_LARGE_DOUBLE时，表示与平面平行，永不相交；
static int IntersectWithLine(const double p1[3], const double p2[3],
double n[3], double p0[3], double& t, double x[3]);
int IntersectWithLine(const double p1[3], const double p2[3], double& t, double x[3]);
示例
计算给定点在平面上投影坐标
#include 
vtkPlanes
平面凸集的隐函数；
vtkPlanes计算一组平面的隐式函数和函数梯度。这些平面必须定义一个凸空间。
函数值是通过评估每个提供的平面获得的交点（即，最大值）。因此，该值是点到由平面定义的凸区域的最大距离。函数梯度是函数值处的平面法线。请注意，法线必须指向凸区域之外。因此，负函数值意味着点在凸区域内。
有几种方法可以定义平面集。最常用的方法是提供一个vtkPoints实例和一个vtkDataArray实例(点定义平面上的点，法线对应平面法线。）其他两种专门的方法是：
1）提供六个定义摄影机视锥的平面；2）提供边界框；
接口
1.创建视锥体面
可以从相机接口 vtkCamera::GetFrustumPlanes()获取视锥体面信息，调用函数SetFrustumPlanes来生成6平面组成的视锥体面组合；
double Planes[24];
void SetFrustumPlanes(double planes[24]);
2.使用Box边缘
指定由边界框定义的六个平面的替代方法。
边界框是定义为（xmin，xmax，ymin，ymax，zmin，zmax）的六个向量。它定义了与x-y-z坐标轴正交的六个平面。
double Bounds[6];
void SetBounds(const double bounds[6]);
void SetBounds(double xmin, double xmax, double ymin, double ymax, double zmin, double zmax);
3.使用点集合和法向量集合
vtkPoints* Points;
vtkDataArray* Normals;
vtkPlane* Plane;
virtual void SetPoints(vtkPoints*);
vtkGetObjectMacro(Points, vtkPoints);
void SetNormals(vtkDataArray* normals);
vtkGetObjectMacro(Normals, vtkDataArray);
int GetNumberOfPlanes();
vtkPlane* GetPlane(int i);
void GetPlane(int i, vtkPlane* plane);
Points表示每个平面过的点的集合；
Normals表示每个平面的法向量集合；
Plane表示每个平面；
可以使用GetNumberOfPlanes获取vtkPlanes中平面个数；
可以使用GetPlane获取平面vtkPlane；
示例
#include 
vtkPlaneSource
创建位于平面中的四边形数组;
vtkPlaneSource创建一个由四边形组成的m*n数组，这些四边形排列为平面中的规则平铺。该平面是通过指定一个原点来定义的，然后指定另外两个与原点一起定义平面的两个轴的点。这些轴不必是正交的-所以你可以创建一个平行四边形(轴不能平行。）平面的分辨率（即细分的数量）由X分辨率和Y分辨率控制。
默认情况下，平面以原点为中心并垂直于z轴，宽度和高度的长度为1，分辨率设置为1。
该类中有三个便利的方法（即成员函数），帮助你很容易的移动平面。首先，SetNormal(), 允许你指定平面的法向量（plane normal）。这个方法的效果，就是使平面绕着平面中心转动，指向你所规定的方向。所谓的旋转，就是通过将当前平面的法向量与你所指定的法向量叉乘来实现的。第二，SetCenter(), 可以实现平面平移到你所指定的中心点坐标。第三， Push(), 是你能够将平面沿着法向量方向平移你所指定的距离，这是个非常有用的函数方法。如果Push的参数是负值，平面就沿着法向量的反方向移动。注意， SetNormal(), SetCenter() and Push() 这三个方法，修改了Origin、Point1和Point2实例变量。
注意：SetNormal()、SetCenter()和Push()方法修改了Origin、Point1和/或Point2实例变量。
注意：平面的法线将指向第一个轴（原点->点1）与第二个轴（原点->点2）的叉积方向。这也会影响生成的多边形的法线。
接口
起点Origin/X方向Point1/Y方向Point2
Origin–>Point1构成了X方向；Origin–>Point2构成了Y方向；
平面的范围就是Origin，Point1，Point2，组成的平行四边形；
double Origin[3];
double Point1[3];
double Point2[3];
vtkSetVector3Macro(Origin, double);
vtkGetVectorMacro(Origin, double, 3);
void SetPoint1(double x, double y, double z);
void SetPoint1(double pnt[3]);
vtkGetVectorMacro(Point1, double, 3);
void SetPoint2(double x, double y, double z);
void SetPoint2(double pnt[3]);
vtkGetVectorMacro(Point2, double, 3);
vtkSetMacro(XResolution, int);
vtkGetMacro(XResolution, int);
vtkSetMacro(YResolution, int);
vtkGetMacro(YResolution, int);
void SetResolution(const int xR, const int yR);
void GetResolution(int& xR, int& yR)
{
xR = this->XResolution;
yR = this->YResolution;
}
平面中心点和法向量
平面的方向与平面中心一起确定平面。
注意：不要使用此方法定义平面。相反，使用它围绕当前中心点旋转平面。
double Normal[3];
double Center[3];
void SetCenter(double x, double y, double z);
void SetCenter(double center[3]);
vtkGetVectorMacro(Center, double, 3);
void SetNormal(double nx, double ny, double nz);
void SetNormal(double n[3]);
vtkGetVectorMacro(Normal, double, 3);
平面移动/旋转
void Push(double distance);
void Rotate(double angle, double rotationAxis[3]);
输出点精度
设置/获取输出点所需的精度。
vtkAlgorithm::SINGLE_PRECISION - Output single-precision floating point.
vtkAlgorithm::DOUBLE_PRECISION - Output double-precision floating point.
int OutputPointsPrecision;
vtkSetMacro(OutputPointsPrecision, int);
vtkGetMacro(OutputPointsPrecision, int);
示例
#include 数据结果为一个正方型，原点Origin为(0,0,0)；Point1为(1,0,0);Point2为(0,1,0);
由Origin指向Point1是X轴；
由Origin指向Point2是Y轴；
当设置Point1为(1,0.5,0);Point2为(0,1,0)时，面的形状时一个平行四边形；
引用文献
1.vtkPlaneSource 平面
2.PlaneSourceDemo
3.vtkPlane Class Reference