多边形创建

传统VTK 文件包含五个部分：

  • 文件版本和标识符。这一部分包含# vtk DataFileVersion x.x，除了版本号x.x之外，该行必须与显示的完全相同。

  • 标题。标题由以行尾字符\n终止的字符组成。最大为256个字符，可用于描述数据并包括任何其它相关信息。

  • 文件格式。文件格式描述文件的类型，可以是ASCII 或者二进制。在此行上，必须出现单个单词ASCII或者BINARY

  • 数据集结构。几何部分描述了数据集的几何和拓扑。这部分以包含关键字DATASET 的行开头，后跟描述数据集类型的关键字。然后根据数据集的类型，其他关键字/数据组合将定义实际数据。

  • 数据集属性。以关键字POINT_DATA或CELL_DATA开头，后跟一个整数，分别指定点或单元的数量。（先出现POINT_DATA还是CELL_DATA都没关系）。然后，其他关键字/数据组合定义实际的数据集属性值（即标量，向量，张量，法线，纹理坐标或字段数据）。

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# vtk DataFile Version 1.0
Vibrational modes of plate
ASCII

DATASET POLYDATA
POINTS 8 float
0.0 0.0 0.0
1.0 0.0 0.0
1.0 1.0 0.0
0.0 1.0 0.0

POLYGONS 1 5
4 0 1 2 3

其中Polygons中的数据是需要保持逆时针或者顺时针的顺序（注意：虽然顺时针和逆时针都可以成功建立一个面，但是为了避免在复杂模型上的混淆，还是按照官网推荐的节点顺序（可看番外篇（一））建立比较好）。如上图所示，第一个坐标点是原点，第二个坐标点是在 x 方向上位置为 1.0 的点，第三个点的坐标是（1.0， 1.0， 0），第四个坐标点是在 y 方向上位置为 1.0 的点。则它们的顺序可以是：0123，0321。其展示的图形是一个正方形：

但是如果我们将其顺序变成 0213 （图中1324）排列：

可以发现，它的图形并不是一个正方形了。

随后我们再增加一面，作为底面，只需要在POINTS 8 float里面加入两个坐标点（0.0， 0.0， 1.0）（1.0， 0.0， 1.0），然后在POLYGONS 2 10中加入新的面，如：0154。我们就可以得到底面了：

按照此规则我们可以得到一个完整的正方体：

那么我们可以试图把ABAQUS中生成的.inp文件，根据ABAQUS中mesh的网格序号规则，转为.vtk文件。但是这里是使用了Ploygonal data, 实际上我们还可以选择Structured Points, Structured Grid, Rectilinear Grid, Unstructured Grid, Field。对于有限元的学习和使用，我们选择Unstructured Grid是最方便的，因为它的兼容性更高一些。

我们还需要验证几个功能，包括网格边线的显示，CELL的颜色赋予等等。在之后的使用中，我们就使用Unstructured Grid格式的数据集来学习。

下面是完整代码，通过python显示.vtk文件。其中，我们读取的数据集是由Poligonal data格式组成的，所以就使用了vtkPolyDataReader来读取数据集。通过actor.VisibilityOff()可以隐藏模型。

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import vtk

def main(path):
    # 1.创建RenderWindow窗口
    renderer = vtk.vtkRenderer()
    renderWindow = vtk.vtkRenderWindow()
    renderWindow.AddRenderer(renderer)
    renderWindowInteractor = vtk.vtkRenderWindowInteractor()
    renderWindowInteractor.SetRenderWindow(renderWindow)

    # 2.创建render
    renderer = vtk.vtkRenderer()
    renderer.SetBackground(1.0, 1.0, 1.0)  # 设置页面底部颜色值
    renderer.SetBackground2(0.1, 0.2, 0.4)  # 设置页面顶部颜色值
    renderer.SetGradientBackground(1)  # 开启渐变色背景设置
    renderWindow.AddRenderer(renderer)
    renderWindow.Render()
    # 3.设置交互方式
    iren = renderWindow.GetInteractor()
    style = vtk.vtkInteractorStyleTrackballCamera()
    style.SetDefaultRenderer(renderer)
    iren.SetInteractorStyle(style)
    # 4.添加世界坐标系
    axesActor = vtk.vtkAxesActor()
    axes_widget = vtk.vtkOrientationMarkerWidget()
    axes_widget.SetOrientationMarker(axesActor)
    axes_widget.SetInteractor(iren)
    axes_widget.EnabledOn()
    axes_widget.InteractiveOff()  # 坐标系是否可移动
    # 5.读取VTK文件
    vtkReader = vtk.vtkPolyDataReader()
    vtkReader.SetFileName(path)
    vtkReader.ReadAllVectorsOn()
    vtkReader.ReadAllScalarsOn()
    vtkReader.Update()

    vtkMapper = vtk.vtkPolyDataMapper()
    vtkMapper.SetInputConnection(vtkReader.GetOutputPort())
    actor = vtk.vtkActor()
    actor.SetMapper(vtkMapper)
    # actor.VisibilityOff()
    renderer.AddActor(actor)

    renderer.ResetCamera()
    renderWindowInteractor.Start()

    
if __name__ == '__main__':
    main(path='vtk_text.vtk')