3D——VTK使用

VTK有源码和二进制版本

二进制版本，主要包括头文件，和库文件。主要用于直接使用VTK来开发自己的系统。

二进制版本也是源码版，经过编译之后得到的

如果安装源码版本的话，还需要自己编译，生成DLL或者LIB，特别麻烦。 

不过也有些优点，就是我们需要GCC使用的库，就生成GCC格式的库；我们需要VC6的库，就能生成VC6需要的库。我们需要动态链接库，就生成动态链接库，我们需要静态链接库呢？就为我们生成静态链接库。

不过一般人是不需要编译源代码的，因为那个太消耗时间了。建议还是晚上睡觉之前编译比较合适。

我们自己用的话，直接安装二进制版本就可以啦。

 

安装二进制版本
 
1.复制文件(DLL，头文件，库文件)。
2.修改环境变量(让OS自动找到VTK的DLL)。
 
安装数据文件
1.复制文件
2.设置环境变量

修改项目设置，包含VTK找到VTK头文件所在目录，找到VTK库文件所在目录。

 

 

一、简要介绍
VTK(Visualization Toolkit)是一款用于二次开发的可视化工具包，在世界上同类产品中最有影响，基本上可以作为可视化领域的规范。
VTK的历史和现状：
1993年12月，GE的Will Schroeder, Ken Martin两个人写了一本书： The Visualization Toolkit: An Object-Oriented Approach to 3D Graphics，VTK作为这本书的配套软件赠送。由于VTK的出色表现，人们对软件的关注程度远远超过了书，没有几年时间VTK就拥有了巨大的用户群。VTK现在是由kitware公司维护，以开源的形式开发，全世界所有的人都可以加入到开发者的行列。现在VTK的稳定版本是5.0，nightly 版本每天都会有更新。
VTK的特点：Open Source。采用CVS版本控制跨平台。支持Windows、Unix、Linux、Mac等多种平台功能强大。适合几乎所有的可视化领域，从医学可视化到数据可视化，都能找到VTK的用户支持多种语言开发。c语言当然不用说了，还包括脚本语言，如TCL、Python，也支持Java具有强大的开发团队。包括多家开发单位，具有商业化的维护，具有来自全世界使用者的智力资源:)
二、安装前的准备
因为VTK是开源的，我们能从官方网站上得到它的源码，又因为它是跨平台的，我们就要对源码进行一些包装，才能被gcc vc6.0等不同编译器所接受。VTK使用的跨平台工具是CMake，它也是kitware公司的产品，可以从官方主页上获取。

很多人不清楚cmake到底是干什么的，我这里想解释解释。我们下载的vtk源码都是用c++编写的，是一个大的工程，无论在什么平台，用什么编译器，你都要告诉编译器该如何去编译这么一个庞然大物。工程文件是工程的一般组织形式，比如vc6.0下面是dsw文件，gcc下可以把makefile看成这么一个东西。这些工程体系告诉编译器该干什么，需要什么样的参数等，好，cmake就是这样一个用来生成适合不同编译器所需要的工程文件的工具。 cmake为什么知道那些编译参数呢，这不得不提CMakeList.txt这个文件，正是这个文件，提供了这些信息，换句话说，如果没有CMakeList.txt，我们就不能使用cmake。有人又会问，如果不用cmake，可以编译vtk吗？那当然可以，比如在vc中，可以建立一个新的工程，把文件一个个往里面添加，编译选项也要自己加，在linux下，就自己写makefile，当然，这个方法几乎是无法实现的，就算实现，在今后的开发过程中还会遇到很多麻烦。所以，还是乖乖用cmake吧！

安装前，需要获得下面的文件，我这里以vtk5.0为例，在winxp+vc6.0和linux+gcc下实现
linxu：
预安装gcc3.0
vtk-5.0.0.tar.gz vtk的源码
vtkdata-5.0.0.tar.gz vtk例子所需要的数据
cmake-2.4.3-Linux-i386.tar.gz cmake程序，现在从官网上下载，是免编译的

windows：
预安装vc6.0
vtk-5.0.0.zip vtk的源码
vtkdata-5.0.0.zip vtk例子所需要的数据
CMSetup243-win32.exe cmake安装程序
上面不同系统下，vtk源码以及data其实是一样的，只不过使用了不同打包工具。另外，cmake版本的选择是根据vtk版本来定的，比如vtk5.0所需要的最低cmake版本好像是2.0，这里我们索性用更新的2.4。

三、windows下的vtk安装
1、安装cmake
这个应该很简单吧，windows下安装软件是傻瓜化的，运行CMSetup243-win32.exe，不停地点击下一步就行了
2、解压两个压缩包，建立所需文件夹
我不喜欢直接在源码里编译，而是另外建立一个bin文件夹。比如我把c:\vtk\作为我们的主目录，将vtk源码解压在vtk5.0这个文件夹中，把data解压在vtkdata这个文件夹中，再建立一个空的文件夹取名为bin。注意，.\vtk5.0下面，应该就是一大堆文件夹和文件，.\vtkdata下面应该也可以发现几个子文件夹。

3、运行cmake
首先，将源码和编译工作目录两个目录添好，在这个例子中，sourse code目录是c:\vtk\vtk5.0\，build 目录是c:\vtk\bin\。
再按configure按钮，cmake软件会让你选择需要使用的编译器，这里我们选vc6.0，然后，cmake就会对系统进行扫描了，停下来之后，我们就可以修改cmake选项了。
修改cmake选项。这个环节还真不好说，一般vtk的初学者只需要用默认设置就行了。我只提醒一些比较重要的选项：
build_examples: 就是询问是否编译vtk中的例子，如选则on，就要花时间把vtk的例子编译一遍，我一般不选
build_testing: test code 就是vtk开发者用来测试 vtk代码的一些测试代码，我们常常把它们当成学习vtk的例子，与build_examples类似，是否编译他们，看个人喜好。

build_shared_libs: 如果设置为off，就只会生成lib文件，用于开发肯定是够了。如果设置为on，将会多生成dll文件。他们的区别不是我这里说得清楚的，反正如果用静态库编程，应用程序可以独立运行，尺寸也比较大，如果用动态库编程，应用程序必须找到动态库才能运行，但尺寸可以做得比较小

cmake_install_divfix: 这个比较重要，就是以后要安装vtk的路径。有些人又要问，我编译完了不就可以用vtk了吗，为什么还要安装？对，不安装其实可以，安装的好处就是可以从 1G多的文件中提取出.h .lib .dll等精华，安装在指定目录下，并修改系统环境变量

vtk_data_root: 一般地，cmake可以自己找到vtkdata的路径，但如果没有，把c:\vtk\vtkdata\填上即可，告诉cmake，vtk需要的数据都在哪里

vtk_use_parallel: 对于想用vtk做并行计算的朋友，要把这个选上，对于只想学学vtk的，保持默认off

vtk_use_guisupport: 很多人把vtk安装好了，却无法运行vtk中与mfc混合编程的例子，提示错误都是缺少vtkmfc.lib，问题就出在这个选项，我们必须把它设置为 on，再次configure之后，会出现一个新的选项vtk_use_mfc，把它也设置为on就行了。

提示：在cmake中，有些选项是依赖于另一些选项的，比如vtk_use_guisupport和vtk_use_mfc，当我们禁用vtk_use_guisupport，vtk_use_mfc是看不到的。

修改完cmake选项以后，不停的按configure按钮，直到没有选项显示为红色，而且此时，ok按钮可用，点击ok按钮，就可以生成vc的工程文件了。

4、用vc6.0编译
用vc6.0打开bin目录下的vtk.dsw文件，因为文件很多，打开速度会有些慢。打开后，直接build。编译的用时和计算机性能，以及cmake中的一些选项有关，一般1个小时内可以完成。结果保存在.\bin\bin目录下。
编译也会出现不成功的时候，就要看编译器提示的错误类型来处理了！

5、安装
用vc6.0打开bin目录下的install.dsp文件，不用理会提示的错误，直接build。编译结果就会安装在cmake_install_divfix设定的目录下。这个时候，把c:\vtk目录删除都行。当然，建议保留，也许以后还要更改cmake选项，再次修复编译呢。cmake会检查到改动，只处理改动过的地方，没有改动过的就不要重新编译了。

四、在linux下的vtk安装
linux下安装和windows下安装思路是一样的，我这里假设你已经基本熟悉linux的基本操作。

1、安装cmake
现在从官方网站上下载的cmake是免编译的，我们可以直接在cmake源码的bin文件夹下找到ccmake这个可执行文件。就算没有编译，自己动动手，编译一下吧。另外，最好把ccmake命令加入到系统可搜索的范围内，这样就能直接运行ccmake命令了。
2、解压两个压缩包，建立所需文件夹
同window下安装，指定一个主目录，比如~/vtk/，建立三个文件夹，解包。
3、cmake
cd ~/vtk/bin/
ccmake ../vtk5.0
修改cmake的选项也参考前面windows下的vtk安装，因为linux下的cmake是文字界面，所以操作起来不直观，功能还是没有少的。
4、编译
cd ~/vtk/bin/
make
make命令可以看成是gcc编译器调用makefile文件，进行编译
5、安装
cd ~/vtk/bin/
sudo make install
这里之所以用sudo，是因为一些文件的读写需要root权限
五、总结
学习vtk最好的教材是vtk user guide，最好的解决的难题的方法是通过vtk mail list 、qq、论坛、google等方式。

 

VTK课程讲义分享
http://www.cadcaecam.com/forum/read.php?tid-5297-fpage-4.html
第四章 The Basics (VTK使用基础)
http://www.cadcaecam.com/forum/read.php?tid-4850-fpage-2.html
第六章 Visulizing Image & Volume Data(图像及三维体数据的可视化)
http://www.cadcaecam.com/forum/read.php?tid-4861-fpage-2.html
第11章 VTK中的数据对象接口(上)
http://www.cadcaecam.com/forum/read.php?tid-4859-fpage-3.html
第11章 VTK中的数据对象接口(下)
http://www.cadcaecam.com/forum/read.php?tid-4860-fpage-2.html

 

 

VTK示例程序

Creating a Sphere

C++

＃i nclude "vtkSphereSource.h"
＃i nclude "vtkPolyDataMapper.h"
＃i nclude "vtkActor.h"
＃i nclude "vtkRenderWindow.h"
＃i nclude "vtkRenderer.h"
＃i nclude "vtkRenderWindowInteractor.h"

void main ()
{

// create sphere geometry
vtkSphereSource *sphere = vtkSphereSource::New();
sphere->SetRadius(1.0);
sphere->SetThetaResolution(18);
sphere->SetPhiResolution(18);

// map to graphics library
vtkPolyDataMapper *map = vtkPolyDataMapper::New();
map->SetInput(sphere->GetOutput());

// actor coordinates geometry, properties, transformation
vtkActor *aSphere = vtkActor::New();
aSphere->SetMapper(map);
aSphere->GetProperty()->SetColor(0,0,1); // sphere color blue

// a renderer and render window
vtkRenderer *ren1 = vtkRenderer::New();
vtkRenderWindow *renWin = vtkRenderWindow::New();
renWin->AddRenderer(ren1);

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

// add the actor to the scene
ren1->AddActor(aSphere);
ren1->SetBackground(1,1,1); // Background color white

// render an image (lights and cameras are created automatically)
renWin->Render();

// begin mouse interaction
iren->Start();
}

Visualizing a Quadric Function

C++

＃i nclude "vtkQuadric.h"
＃i nclude "vtkSampleFunction.h"
＃i nclude "vtkContourFilter.h"
＃i nclude "vtkOutlineFilter.h"
＃i nclude "vtkPolyDataMapper.h"
＃i nclude "vtkActor.h"
＃i nclude "vtkProperty.h"
＃i nclude "vtkRenderWindow.h"
＃i nclude "vtkRenderer.h"
＃i nclude "vtkRenderWindowInteractor.h"
＃i nclude "vtkImageData.h"

void main ()
{
// -- create the quadric function object --

// create the quadric function definition
vtkQuadric *quadric = vtkQuadric::New();
quadric->SetCoefficients(.5,1,.2,0,.1,0,0,.2,0,0);

// sample the quadric function
vtkSampleFunction *sample = vtkSampleFunction::New();
sample->SetSampleDimensions(50,50,50);
sample->SetImplicitFunction(quadric);

// Create five surfaces F(x,y,z) = constant between range specified
vtkContourFilter *contours = vtkContourFilter::New();
contours->SetInput(sample->GetOutput());
contours->GenerateValues(5, 0.0, 1.2);

// map the contours to graphical primitives
vtkPolyDataMapper *contMapper = vtkPolyDataMapper::New();
contMapper->SetInput(contours->GetOutput());
contMapper->SetScalarRange(0.0, 1.2);

// create an actor for the contours
vtkActor *contActor = vtkActor::New();
contActor->SetMapper(contMapper);

// -- create a box around the function to indicate the sampling volume --

// create outline
vtkOutlineFilter *outline = vtkOutlineFilter::New();
outline->SetInput(sample->GetOutput());

// map it to graphics primitives
vtkPolyDataMapper *outlineMapper = vtkPolyDataMapper::New();
outlineMapper->SetInput(outline->GetOutput());

// create an actor for it
vtkActor *outlineActor = vtkActor::New();
outlineActor->SetMapper(outlineMapper);
outlineActor->GetProperty()->SetColor(0,0,0);

// -- render both of the objects --

// a renderer and render window
vtkRenderer *ren1 = vtkRenderer::New();
vtkRenderWindow *renWin = vtkRenderWindow::New();
renWin->AddRenderer(ren1);

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

// add the actors to the scene
ren1->AddActor(contActor);
ren1->AddActor(outlineActor);
ren1->SetBackground(1,1,1); // Background color white

// render an image (lights and cameras are created automatically)
renWin->Render();

// begin mouse interaction
iren->Start();
}

 

VTK入门：

vtk简介
Vtk（visualization toolkit）是一个开放资源的免费软件系统，主要用于三维计算机图形学、图像处理和可视化。Vtk是在面向对象原理的基础上设计和实现的，它的内核是用C++构建的，包含有大约250,000行代码，650多个类，还包含有几个转换界面，因此也可以自由的通过Java，Tcl/Tk和Python各种语言使用vtk。 Vtk几乎可以在任何一个基于Unix的平台上操作，以及Windows 95/98/NT/2000/XP。
vtk的结构
Vtk比OpenGL和PEX高一个层面，这意味着在创建图形或可视化应用方面它将更加方便，更加简单。可以直接用C++，Tcl，Java，或Python各种语言编写的程序调用vtk。因为vtk的内核是C++，所以毫无疑问，使用C++调用vtk是最快的。但是使用解释型语言Tcl，Python（以及Tk），甚至附带GUI类库的Java语言也都能够很快的构建出所需的应用。
Vtk的安装
首先，你的电脑上应该装了Visual Studio .net（Visual Studio 6.0其实也可以，但是具体步骤要麻烦一些，后面写的是基于Visual Studio .net的），和WinZip（或WinRar）。
第一步，到网站http://www.cmake.org 下载并安装CMSetup.exe。我用的版本是1.8.3，当然更新的也行。
第二步，在http://public.kitware.com 或者ftp://public.kitware.com/pub/vtk下载vtk 4.2 或更新版本。以4.2版本为例，需要以下两个文件vtkNightlyData.zip，（Data无版本限制）VTK-4.2-LatestRelease.zip。将VTK-4.2-LatestRelease.zip解压缩到C：\,就有文件夹C：\VTK。将vtkNightlyData.zip解压缩到C：\，得到文件夹C：\VTKData。当然，也可以解压缩到其他的地方，这里只是以C盘为例，但是，注意路径长度不要超过260个字符。
第三步，在ftp://public.kitware.com/pub/vtk/misc/tcltk下载tcl832.exe，或更新版本并安装。
第四步，用CMake生成工程。打开CMake，在Show Advanced Values前打勾。Build For选Visual Studio 7.net。
其他的内容按照下面的表核对：
" Where is the source code: C:\VTK\
" Where to build the binaries: C:\vtkbin\
" VTK WRAP TCL EXE=C:/vtkbin/bin/$(IntDir)/vtkWrapTcl.exe
" VTK WRAP HINTS=C:/VTK/Wrapping/hints
" VTK USE 64BIT IDS=OFF
" VTK MANGLE MESA=OFF
" VTK DISPLAY WIN32 WARNINGS=OFF
" VTK DEBUG LEAKS=OFF
" TK XLIB PATH=C:/Tcl/include
" TK WISH=C:/Tcl/bin/wish83.exe
" TK LIBRARY=C:/Tcl/lib/tk83.lib
" TK INTERNAL PATH=C:/VTK/Rendering/tkInternals/tk83
" TK INCLUDE PATH=C:/Tcl/include
" TCL TCLSH=C:/Tcl/bin/tclsh83.exe
" TCL LIBRARY=C:/Tcl/lib/tcl83.lib
" TCL INCLUDE PATH=C:/Tcl/include
" LIBRARY OUTPUT PATH=C:/vtkbin/bin
" EXECUTABLE OUTPUT PATH=C:/vtkbin/bin
" CMAKE USE WIN32 THREADS=ON
" CMAKE MAKE PROGRAM=devenv.com
" CMAKE EXTRA LINK FLAGS=/STACK:10000000
" CMAKE CXX FLAGS RELWITHDEBINFO=/MD /Zi /O2
" CMAKE CXX FLAGS RELEASE=/MD /O2
" CMAKE CXX FLAGS MINSIZEREL=/MD /O1
" CMAKE CXX FLAGS DEBUG=/MDd /Zi /Od /GZ
" CMAKE CXX COMPILER=cl
" CMAKETEST COMMAND=NOTFOUND
" BUILD DOCUMENTATION=OFF
" BUILD EXAMPLES=ON
" BUILD SHARED LIBS=ON
" BUILD TESTING=ON
" CMAKE CXX FLAGS=/W3 /Zm1000 /GX /GR
" DART ROOT=NOTFOUND
" OPENGL LIBRARY=opengl32
" VTK DATA ROOT=C:/VTKData
" VTK USE ANSI STDLIB=OFF
" VTK USE HYBRID=ON
" VTK USE MATROX IMAGING=OFF
" VTK USE PARALLEL=ON
" VTK USE PATENTED=ON
" VTK USE RENDERING=ON
" VTK USE VIDEO FOR WINDOWS=OFF
" VTK USE VOLUMEPRO=OFF
" VTK WRAP JAVA=OFF
" VTK WRAP PYTHON=OFF
" VTK WRAP TCL=ON
按Configure键，直到所有选项都变成灰色的，按OK键，就会生成一个文件夹C：/VTKbin。
第五步，打开Visual Studio，编译C：/VTKbin中的VTK.sln。
第六步，添加TCLLIBPATH=c:/vtk/wrapping/tcl作为环境变量。具体方法如下，打开开始|控制面板|系统|高级|环境变量，然后添加就可以了。
第七步，打开Visual Studio .net，在工具|选项|项目|VC++目录|包含文件中添加如下目录：
" C:\VTK\Common\
" C:\VTK\Filtering\
" C:\VTK\Graphics\
" C:\VTK\Hybrid\
" C:\VTK\Imaging\
" C:\VTK\IO\
" C:\VTK\Parallel\
" C:\VTK\Patented\
" C:\VTK\Rendering\
" C:\vtkbin\
在工具|选项|项目|VC++目录|库文件中添加C:\VTKbin\bin\debug。
至此，vtk就装好了，也许这不是最简单的方法，但是也算是行之有效。
在C++环境下使用VTK
首先，可以先参考一下VTK中自带的例子，在C:\VTK\Examples\GUI\Win32\SimpleCxx这个文件夹中。这个文件夹中每个cpp文件都有一个对应的CMakeLists.txt文件，需要先用CMake编译，然后再用VC执行CMake编译后生成的sln文件。其实，直接用VC编译也是可以的，但是需要自己手动连接许多库文件等等，比较麻烦，所以强烈推荐使用CMake。
自己编写的cpp文件也可以用CMake编译，对于初期的一些较为简单的程序，可以复制VTK自带的例子里的CMakeLists.txt文件，只需改一下文件中的cpp文件名就可以了。
Vtk的功能很强大，我也只用过里面有关体绘制的几个类，只知其皮毛而已，所以就写到这里吧。如果有错误或不准确的地方，请大家批评指正。

 

 

 

VTK资料：

这个是能用google搜到的唯一的下载地址，单线程，没办法ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/01%20Welcome.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/02%20Installation.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/03%20System%20Overview.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/04%20The%20Basics.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/05%20Visualization%20Techniques.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/06%20Visualizing%20Image%20and%20Volume%20Data.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/07%20Bulding%20Models.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/08%20Data%20Interface%20&%20Miscellaneous.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/09%20Contributing%20Code.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/10%20Managing%20Pipeline%20Execution.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/11%20Interfacing%20to%20VTK%20Data%20Objects.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/12%20How%20to%20Write%20a%20Process%20Object.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/13%20Integrating%20with%20the%20Windowing%20System.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/14%20Coding%20Resources.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/15%20CD-ROM.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/content.pdf
ftp://Graphics:[e-mail]:9021/_incoming/VTK%20User's%20Guide/index.pdf