SGrid 创建和可视化一个带有矢量数据（Vector Data）的 3D 结构化网格

一：主要的知识点

1、说明

本文只是教程内容的一小段，因博客字数限制，故进行拆分。主教程链接：vtk教程——逐行解析官网所有Python示例-CSDN博客

2、知识点纪要

本段代码主要涉及的有①vtkHedgeHog将数据关联到网格上的顶点

二：代码及注释

import vtkmodules.vtkRenderingOpenGL2 import vtkmodules.vtkInteractionStyle from vtkmodules.vtkCommonCore import vtkDoubleArray, vtkMath, vtkPoints from vtkmodules.vtkCommonDataModel import vtkStructuredGrid from vtkmodules.vtkCommonColor import vtkNamedColors import math from vtkmodules.vtkFiltersCore import vtkHedgeHog from vtkmodules.vtkRenderingCore import ( vtkActor, vtkPolyDataMapper, vtkRenderWindow, vtkRenderWindowInteractor, vtkRenderer ) def main(): colors = vtkNamedColors() rMin = 0.5 rMax = 1.0 dims = [13, 11, 11] sgrid = vtkStructuredGrid() sgrid.SetDimensions(dims) vectors = vtkDoubleArray() vectors.SetNumberOfComponents(3) vectors.SetNumberOfTuples(dims[0] * dims[1] * dims[2]) points = vtkPoints() points.Allocate(dims[0] * dims[1] * dims[2]) # 计算了网格中点的总数,分配了空间 deltaZ = 2.0 / (dims[2] - 1) deltaRad = (rMax - rMin) / (dims[1] - 1) x = [0.0] * 3 v = [0.0] * 3 for k in range(0, dims[2]): x[2] = -1.0 + k * deltaZ kOffset = k * dims[0] * dims[1] for j in range(0, dims[1]): radius = rMin + j * deltaRad jOffset = j * dims[0] for i in range(0, dims[0]): theta = i * vtkMath.RadiansFromDegrees(15.0) x[0] = radius * math.cos(theta) x[1] = radius * math.sin(theta) v[0] = -x[1] v[1] = x[0] offset = i + jOffset + kOffset points.InsertPoint(offset, x) vectors.InsertTuple(offset, v) sgrid.SetPoints(points) """ SetVectors 将计算出的 3D 矢量数据场（vectors）作为属性，绑定到结构化网格（sgrid）的每一个点上 点数据 (Point Data)：这些属性与几何体上的点一一对应。常见的点数据包括： 标量 (Scalars)：如温度、压力（单个数值）。 矢量 (Vectors)：如速度、力（三个分量 V ) 张量 (Tensors)：用于应力分析等 """ sgrid.GetPointData().SetVectors(vectors) """ vtkHedgeHog 将数据集（如结构化网格、非结构化网格等）上每个点关联的矢量数据， 转化成一系列可渲染的 3D 箭头或直线，从而直观地展示矢量场的方向和强度 """ hedgehog = vtkHedgeHog() hedgehog.SetInputData(sgrid) """ SetScaleFactor 用于控制生成的箭头相对于原始矢量大小的缩放比例 如果矢量值很小，可能需要设置一个较大的 factor 来使箭头清晰可见 如果矢量值很大，可能需要设置一个较小的 factor 来防止箭头互相重叠或溢出屏幕 """ hedgehog.SetScaleFactor(0.1) # 绘制的箭头长度=原始矢量的大小×0.1 sgridMapper = vtkPolyDataMapper() sgridMapper.SetInputConnection(hedgehog.GetOutputPort()) sgridActor = vtkActor() sgridActor.SetMapper(sgridMapper) sgridActor.GetProperty().SetColor(colors.GetColor3d('Gold')) # Create the usual rendering stuff renderer = vtkRenderer() renWin = vtkRenderWindow() renWin.AddRenderer(renderer) renWin.SetWindowName('SGrid') iren = vtkRenderWindowInteractor() iren.SetRenderWindow(renWin) renderer.AddActor(sgridActor) renderer.SetBackground(colors.GetColor3d('MidnightBlue')) renderer.ResetCamera() renderer.GetActiveCamera().Elevation(60.0) renderer.GetActiveCamera().Azimuth(30.0) renderer.GetActiveCamera().Dolly(1.0) renWin.SetSize(640, 480) # Interact with the data. renWin.Render() iren.Start() if __name__ == '__main__': main()