深度deepin-linux+python下Vtk安装与入门

1 说明：

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1.1 vtk，（visualization toolkit）是一个开源的免费软件系统，主要用于三维计算机图形学、图像处理和可视化。

1.2 是一个开源、跨平台、可自由获取、支持并行处理的图形应用函数库。

1.3 vtk的内核是用C++构建的。

1.4 是在三维函数库OpenGL的基础上采用面向对象的设计方法发展起来的。

1.5 可以自由的通过Java，Tcl/Tk和Python各种语言使用vtk，本文主要是用python3下使用vtk。

2 准备：

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2.1 环境：

华为笔记本电脑、深度deepin-linux操作系统、python3.8和微软vscode编辑器。

2.2 官网

2.3 源码安装：

#第一步：官网，这个页面https://vtk.org/download/#本机下载是这个文件，速度很慢，大概1个小时vtk-9.0.0-cp38-cp38-linux_x86_64.whl

#第二步：将下载的文件放在桌面的VTK文件夹下，并打开终端进入该文件夹cd /home/xgj/Desktop/VTK#安装sudo pip3.8 install vtk-9.0.0-cp38-cp38-linux_x86_64.whl

安装

验证安装是否成功

3 Helloworld：

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3.1 熟悉wtk的GUI的基本设置：

3.1.1 窗口标题名、窗口大小、窗口位置、背景颜色和代码结构。

3.1.2 代码：

#方法一：import vtk#---第一层：绘制器---ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色#---第二层：绘制窗口---renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"The first window\")  #不支持中文# 窗口大小renWin.SetSize(800, 800)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(10, 10)# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)#---第三层：创建窗口交互器---iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()iren.Start()

#方法二：import vtkdef main():    #---第一层：绘制器---    ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程    #注意颜色定义类似opengl的    ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色    #---第二层：绘制窗口---    renWin = vtk.vtkRenderWindow()    # 窗口标题名    renWin.SetWindowName(\"The first window\")  #不支持中文    # 窗口大小    renWin.SetSize(800, 800)    # 设置窗口位置：默认0,0==左上角    renWin.SetPosition(10, 10)    # 绘制窗口添加绘制器    renWin.AddRenderer(ren)    #---第三层：创建窗口交互器---    iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()    iren.SetRenderWindow(renWin)    iren.Initialize()    iren.Start()if __name__ == \'__main__\':    main()#main()  #方法三，省略，就是不要if-name-main

3.1.3 图：

3.2 静态helloworld：

3.2.1 代码：

import vtk# Create a text actor.txt = vtk.vtkTextActor()txt.SetInput(\"Hello World\") #不支持中文txtprop = txt.GetTextProperty()txtprop.SetFontFamilyToArial()txtprop.BoldOn()#字体大小设置txtprop.SetFontSize(36)txtprop.ShadowOn()txtprop.SetShadowOffset(4, 4)#文本显示坐标，默认0,0==左下角#注意300,300是指离左下角0,0的300,300的距离坐标，是固定不变的#不会随着窗口变大而改变txt.SetDisplayPosition(300, 300)# 绘制器ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色# 绘制器添加演员ren.AddActor(txt)# 绘制窗口renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"Hello World\")  #不支持中文# 窗口大小renWin.SetSize(800, 800)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)# 创建窗口交互器iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()# 窗口读取绘制器生成的图形iren.Start()

3.2.2 图：

3.3 动态Hello world：

3.3.1 代码：

import vtk#启动文字源码框架，内置的textSource = vtk.vtkTextSource()textSource.SetText(\"Hello World\") #设置显示文字textSource.SetForegroundColor(1.0, 0.0, 0.0)  #字体颜色为红色textSource.BackingOn()textSource.Update()#Create a mapper and actormapper = vtk.vtkPolyDataMapper()mapper.SetInputConnection(textSource.GetOutputPort())#和actor执行动作actor = vtk.vtkActor()actor.SetMapper(mapper)# 绘制器ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色# 绘制器添加actor，虽然有“演员”的意思，这里指执行单元或者内容ren.AddActor(actor)  # 绘制窗口renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"Hello world\")  #不支持中文# 窗口大小renWin.SetSize(800, 800)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)# 创建窗口交互器iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()# 窗口读取绘制器生成的图形iren.Start()

3.3.2 效果图：

4 官方3D图：

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4.1 arrow=箭头

4.1.1 代码：

import vtk#---add------------#自带箭头源arrow_source = vtk.vtkArrowSource()# 映射器mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()# 映射器添加数据源mapper.SetInputConnection(arrow_source.GetOutputPort())# 实例化执行单元actor = vtk.vtkActor()# 执行单元添加映射器actor.SetMapper(mapper)#---add-------------# 绘制器ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色# 绘制器添加执行单元ren.AddActor(actor)  #---add----------# 绘制窗口renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"arrow\")  #不支持中文# 窗口大小renWin.SetSize(800, 800)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)# 创建窗口交互器iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()# 窗口读取绘制器生成的图形iren.Start()

4.1.2 效果图

4.2 cylinder=圆柱体：

4.2.1 代码：

import vtk#定义主函数def main():    #加载自带，实例化cylinder    cylinder_source = vtk.vtkCylinderSource()    #不设置，就是默认的高和半径    #cylinder_source.SetHeight(3.0) # 设置柱体的高    #cylinder_source.SetRadius(1.0) #  设置柱体横截面的半径    cylinder_source.SetResolution(8)  #8条边，特点    #映射器    mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()    # 映射器添加数据源    mapper.SetInputConnection(cylinder_source.GetOutputPort())    # 实例化执行单元    actor = vtk.vtkActor()    # 执行单元添加映射器    actor.SetMapper(mapper)        #cylinder特点    actor.RotateX(30.0)    actor.RotateY(-45.0)    # 绘制器    ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程    #注意颜色定义类似opengl的    ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色    # 绘制器添加动作    ren.AddActor(actor)     # 绘制窗口    renWin = vtk.vtkRenderWindow()    # 窗口标题名    renWin.SetWindowName(\"cylinder\")  #不支持中文    # 窗口大小    renWin.SetSize(800, 800)    # 设置窗口位置：默认0,0==左上角    renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中    # 绘制窗口添加绘制器    renWin.AddRenderer(ren)    # 创建窗口交互器    iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()    iren.SetRenderWindow(renWin)    iren.Initialize()    # 窗口读取绘制器生成的图形    iren.Start()if __name__ == \'__main__\':    main()

4.2.2 效果图：

4.3 cube=正方体：

4.3.1 代码：

import vtk#---在arrow代码基础上修改：改变处：arrow变cube------------# 读取数据cube_source = vtk.vtkCubeSource()cube_source.Update()#记得加这句不加看不到模型，不同处# 建图（将点拼接成立方体）mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()mapper.SetInputData(cube_source.GetOutput()) #因为update，所以选择这个#mapper.SetInputData(cube_source.GetOutputPort())  #报错，不同处# 根据创建执行单元actor = vtk.vtkActor()actor.SetMapper(mapper)#这是cube=正方体表面颜色：红色1.0, 0.0, 0.0actor.GetProperty().SetColor(0.1, 0.2, 0.4) #蓝色#---改变处：arrow变cube-------------# 绘制器ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.0, 0.0, 0.0)  #在这里设置背景颜色：黑色# 绘制器添加执行单元ren.AddActor(actor) # 绘制窗口renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"cube\")  #不支持中文# 窗口大小renWin.SetSize(1600, 1200)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(300, 20)  #尽量居中# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)# 创建窗口交互器iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()# 窗口读取绘制器生成的图形iren.Start()

4.3.2 效果图：

4.4 cone=圆锥体：

4.4.1 代码：

import vtk#---在arrow代码基础上修改---#改动1：仅仅:改arrow为conecone_source=vtk.vtkConeSource() # 映射器mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()# 映射器添加数据源mapper.SetInputConnection(cone_source.GetOutputPort()) #改动2：仅仅改arrow为cone# 实例化actor=执行单元actor = vtk.vtkActor()# 执行单元添加映射器actor.SetMapper(mapper)#---add-------------# 绘制器ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色# 绘制器添加执行单元ren.AddActor(actor)  #---add----------# 绘制窗口renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"cone\")  #不支持中文，改动3：仅仅:改arrow为cone# 窗口大小renWin.SetSize(800, 800)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)# 创建窗口交互器iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()# 窗口读取绘制器生成的图形iren.Start()

4.4.2 效果图：

4.5 disk=碟：

4.5.1 特点：颜色设置的另外一种方法，与上面的数字法不同。

4.5.2 代码：

import vtkdef main():    #调出颜色设置，实例化    colors = vtk.vtkNamedColors()    #调出disk设置，实例化，自带    diskSource = vtk.vtkDiskSource()    # Create a mapper and actor.    mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()    mapper.SetInputConnection(diskSource.GetOutputPort())       actor = vtk.vtkActor()    #设置disk碟的actor执行单元的颜色    actor.GetProperty().SetColor(colors.GetColor3d(\"Cornsilk\"))    actor.SetMapper(mapper)    # 绘制器    ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程    #注意颜色定义类似opengl的数字法    #ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色    #vtk自身的颜色设置法    ren.SetBackground(colors.GetColor3d(\"DarkGreen\"))    # 绘制器添加执行单元    ren.AddActor(actor)     # 绘制窗口    renWin = vtk.vtkRenderWindow()    # 窗口标题名    renWin.SetWindowName(\"disk\")  #不支持中文，改动3：仅仅:改arrow为disk    # 窗口大小    renWin.SetSize(800, 800)    # 设置窗口位置：默认0,0==左上角    renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中    # 绘制窗口添加绘制器    renWin.AddRenderer(ren)    # 创建窗口交互器    iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()    iren.SetRenderWindow(renWin)    iren.Initialize()    # 窗口读取绘制器生成的图形    iren.Start()if __name__ == \'__main__\':    main()

4.5.3 效果图：

4.6 sphere=球体：

4.6.1 代码：

import vtk#自带,sphere=球体，实例化调出sphere_source = vtk.vtkSphereSource()sphere_source.SetCenter(0, 0, 0)sphere_source.SetRadius(5.0)# 映射器mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()# 映射器添加数据源mapper.SetInputConnection(sphere_source.GetOutputPort())# 实例化执行单元actor = vtk.vtkActor()# 执行单元添加映射器actor.SetMapper(mapper)# 绘制器ren = vtk.vtkRenderer() # 负责管理场景的渲染过程#注意颜色定义类似opengl的ren.SetBackground(0.1, 0.2, 0.4)  #在这里设置背景颜色：蓝色# 绘制器添加执行单元ren.AddActor(actor)  # 绘制窗口renWin = vtk.vtkRenderWindow()# 窗口标题名renWin.SetWindowName(\"sphere\")  #不支持中文# 窗口大小renWin.SetSize(800, 800)# 设置窗口位置：默认0,0==左上角renWin.SetPosition(600, 20)  #尽量居中# 绘制窗口添加绘制器renWin.AddRenderer(ren)# 创建窗口交互器iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()iren.SetRenderWindow(renWin)iren.Initialize()# 窗口读取绘制器生成的图形iren.Start()

4.6.2 效果图：

VTK的高级API——PyVista介绍

1 说明：原始的vtk的python接口简直是太繁琐了，而且文档极其难看；与pyqt5和pyside2一样，功能强大，但是书写代码太繁琐，看着烦，不接受反驳。 所以，诞生了PyVista：

PyVista是VTK的python高级API。官方称为：“VTK for humans”: a high-level API to the Visualization Toolkit (VTK)。 Pyvista是一套继承自VTK数据格式的python工具包，由于同VTK数据对象兼容。

2 准备：

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2.1 官网：

https://docs.pyvista.org/index.htmlhttps://docs.pyvista.org/examples/index.htmlhttps://github.com/pyvista/pyvista

2.2 环境：

华为笔记本电脑、深度deepin-linux操作系统、python3.8和微软vscode编辑器。

2.3 安装：

pip install pyvista#本机安装#sudo pip3.8 install pyvista #慢#国内源安装，快sudo pip3.8 install -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple pyvista

3 Hello world：

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3.1 窗口基本设置：

3.1.1 代码：

#导出模块import pyvista as pv#创建一个画板plotter，并实例化调出#plotter=绘图仪plotter = pv.Plotter(title=\'First\',window_size=(1000,1000))#plotter = pv.Plotter()# setup camera and 展示窗口# 窗口标题名（不支持中文），窗口大小设置,在show和pv.Plotter中设置均可#plotter.show(title=\'First\',window_size=(1000,1000))plotter.show()#关闭plotter.close()

3.1.2 注意窗口的标题名，大小设置，注释里有。

3.2 Hello world

3.2.1 代码：

import pyvista as pvplotter = pv.Plotter()#文本文字plotter.add_text(text=\'Hello world\', position=\'upper_left\', font_size=18, color=\'red\',)#窗口展示plotter.show(title=\'Hello world\',window_size=(1000,1000))plotter.close()#附注：文本字的位置#\'lower_left\',\'lower_right\', \'upper_left\', \'upper_right\',#\'lower_edge\', \'upper_edge\', \'right_edge\', \'left_edge\'

3.2.2 图：

4 图片显示：

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4.1 静态图片显示

4.1.1 代码：

import pyvista as pv# Create a plotter objectplotter = pv.Plotter()#背景图片,scale显示图片大小；格式jpg,png,jpegplotter.add_background_image(\'/home/xgj/Desktop/VTK/Pyvista/pic.jpeg\',scale=0.5)#窗口展示plotter.show(title=\'show picture\',window_size=(1000,1000))plotter.close()

4.1.2 图：

4.2 立体图：

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4.2.1 代码：

import pyvista as pvimage = pv.read(\'/home/xgj/Desktop/VTK/Pyvista/pic.jpeg\')# True image colorsimage.plot(rgb=True, cpos=\"xy\")

4.2.2 效果图：

5 3D-plane飞机：

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5.1 方法一，代码：

#直接画飞机import pyvista as pvfrom pyvista import examples#mesh为网格，这里是调出飞机模块函数，实例化mesh = examples.load_airplane()#screenshot=\'airplane.png\',保存图片png，在根目录下#mesh.plot(screenshot=\'airplane.png\')mesh.plot()

5.2 效果图：

5.3 方法二，代码：

#先通过pv.Plotter()新建一个渲染窗口，然后通过add_mesh增加mesh。import pyvista as pvfrom pyvista import examplesmesh = examples.load_airplane()plotter = pv.Plotter(window_size=[1200,1200],title=\'plane\',)    # instantiate the plotter#color的颜色是渲染物的颜色，飞机的颜色plotter.add_mesh(mesh,color=\'tan\')    # add a mesh to the scene#cpos = plotter.show()     # show the rendering windowplotter.show()  #等同上面的

5.4 效果图：

6 3D长方体：

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6.1 代码：

import pyvista as pvfrom pyvista import examplesmesh = examples.load_hexbeam()#show_edges=True，显示长方体的小网格mesh.plot(show_edges=True)

6.2 效果图：

7 3D地球：

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7.1 代码：

import pyvista as pvfrom pyvista import examples#mesh = (examples.load_globe())mesh = examples.load_globe()  #等同上面mesh.plot(show_edges=True)

7.2 效果图：