（8）VTK C++开发示例 --- 交互式3D部件

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1. 概述

这个例子介绍了3D小部件（vtkBoxWidget）。3D小部件利用了前面介绍的事件/观察者设计模式。它们通常在场景中具有特定的表现形式，可以使用鼠标和键盘进行交互选择和操作。当小部件被操作时，它们依次调用诸如StartInteractionEvent、InteractionEvent和EndInteractionEvent之类的事件，这些事件可用于操作嵌入小部件的场景。3D小部件在前面示例中设置的事件循环上下文中工作。

vtkBoxWidget是Visualization Toolkit（VTK）中的一个交互式3D小部件，用于在三维空间中定义一个可交互的盒子。它通常用于选择或裁剪三维数据集，使用户能够通过交互调整盒子的大小和位置，从而选择需要操作的数据区域。

主要特性

• 可调整的六个面和八个顶点：用户可以通过拖动盒子的面或顶点来调整其大小和形状。
• 支持旋转、缩放和平移操作：盒子可以在三维空间中进行旋转、缩放和平移，以适应不同的数据选择或裁剪需求。
• 可以获取盒子的平面和坐标信息：通过vtkBoxWidget，用户可以获取盒子的各个平面的位置和法向量信息，以及盒子的坐标信息，这对于后续的数据处理和分析非常有用。

使用场景

• 数据选择：通过调整盒子的大小和位置，用户可以选择特定区域的数据进行后续操作，如提取、分析或可视化。
• 数据裁剪：使用盒子定义裁剪区域，裁剪掉不需要的数据部分，从而简化数据集，提高处理效率。
• 区域标记：在三维空间中标记特定区域，以便于用户识别和关注重要数据。

环境	说明
系统	ubuntu22.04、windows11
cmake	3.22、3.25
Qt	5.14.2
编译器	g++11.4、msvc2017
VTK	9.4.1

2. CMake链接VTK

cmake_minimum_required(VERSION 3.20 FATAL_ERROR) # 设置CMake最低版本, 如果版本低于3.20, 则报错project(vtk1) # 设置工程名
# 设置C++标准
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)# 设置MSVC编译器使用UTF-8编码
if(MSVC)set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} /utf-8")
endif()
# 输出路径
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/../bin)
set(VTK_DIR "E:/lib/VTK/lib/cmake/vtk-9.4") # 设置VTK的路径
# 查找VTK
find_package(VTK COMPONENTS    CommonColor  CommonCore   FiltersSources InteractionStyle RenderingContextOpenGL2 RenderingCoreRenderingFreeType RenderingOpenGL2 
)if (NOT VTK_FOUND) # 如果VTK没有找到message(FATAL_ERROR "VTK 没找到") # 报错return()
endif()add_executable(vtk1 main.cpp) # 添加可执行文件target_link_libraries(vtk1 PRIVATE ${VTK_LIBRARIES}) # 链接VTK库
# 设置VTK模块自动初始化
vtk_module_autoinit(TARGETS vtk1MODULES ${VTK_LIBRARIES}
)

3. main.cpp文件

/********************************************************************************
* 文件名：   main.cpp
* 创建时间： 2025-03-11 21:45:42
* 开发者：   MHF
* 邮箱：     [e-mail]
* 功能：     
*********************************************************************************/
#include<iostream>
#include<vtkActor.h>
#include<vtkBoxWidget.h>
#include<vtkCamera.h>
#include<vtkCommand.h>
#include<vtkConeSource.h>
#include<vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
#include<vtkNamedColors.h>
#include<vtkNew.h>
#include<vtkPolyDataMapper.h>
#include<vtkProperty.h>
#include<vtkRenderWindow.h>
#include<vtkRenderWindowInteractor.h>
#include<vtkRenderer.h>
#include<vtkTransform.h>
using namespace std;class vtkMyCallback : public vtkCommand
{
public:static vtkMyCallback* New(){return new vtkMyCallback;}void Execute(vtkObject* caller, unsigned long eventId, void* callData){vtkNew<vtkTransform> t; // 用于表示和操作三维空间中的变换（如平移、旋转、缩放等）的类auto widget = reinterpret_cast<vtkBoxWidget*>(caller); //获取调用者widget->GetTransform(t); //获取变换矩阵widget->GetProp3D()->SetUserTransform(t); //设置变换矩阵到vtkBoxWidget中的演员上（作用于锥体）}
};int main()
{vtkNew<vtkNamedColors> colors; //颜色vtkNew<vtkConeSource> cone; //创建圆锥cone->SetHeight(3.0); //设置高度cone->SetRadius(1.0); //设置半径cone->SetResolution(10); //设置分辨率vtkNew<vtkPolyDataMapper> coneMapper; //创建映射器coneMapper->SetInputConnection(cone->GetOutputPort()); //设置输入vtkNew<vtkActor> coneActor; //创建演员coneActor->SetMapper(coneMapper); //设置映射器coneActor->GetProperty()->SetColor(colors->GetColor3d("MistyRose").GetData()); //设置颜色vtkNew<vtkRenderer> renderer; //创建渲染器renderer->AddActor(coneActor); //添加演员renderer->SetBackground(colors->GetColor3d("SlateGray").GetData()); //设置背景颜色vtkNew<vtkRenderWindow> renderWindow; //创建渲染窗口renderWindow->AddRenderer(renderer); //添加渲染器renderWindow->SetSize(640, 480); //设置窗口大小renderWindow->SetWindowName("vtk示例6"); //设置窗口名称vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> iren; //创建交互器iren->SetRenderWindow(renderWindow); //设置渲染窗口vtkNew<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style; //创建交互样式iren->SetInteractorStyle(style); //设置交互样式vtkNew<vtkBoxWidget> boxWidget; //创建盒子小部件boxWidget->SetInteractor(iren); //设置交互器boxWidget->SetPlaceFactor(1.25); //设置放置因子,控制盒子大小boxWidget->GetOutlineProperty()->SetColor(colors->GetColor3d("Gold").GetData()); //设置边框颜色boxWidget->SetProp3D(coneActor); //设置演员boxWidget->PlaceWidget(); //放置小部件vtkNew<vtkMyCallback> callback; //创建回调函数boxWidget->AddObserver(vtkCommand::InteractionEvent, callback); //添加观察者// 通常情况下，用户按下“i”键来激活一个3D小部件。在这里，我们将手动启用它，以便它与圆锥体一起出现。boxWidget->On(); //显示小部件iren->Initialize(); //初始化交互器iren->Start(); //开始交互,进入事件循环return 0;
}

4. 演示效果

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