本文介绍VTK中封闭性检测。

基本概念

介绍封闭性检测之前，介绍一些基本概念。如果一个网格模型中，一条边只被一个单元包含，那么这条边就是边界边，而边界上的点则为边界点。如果一个模型中含有边界边，则说明该模型不是封闭的，否则是封闭的。
在VTK’中，vtkFeatureEdges是一个非常重要的类，该类能够提取多边形网格模型中四种类型的边。

边界边。
非流形边。被三个或者三个以上的多边形单元包含的边即为非流形边。
特征边。设置一个特征角的阈值，当包含同一条边的两个三角形的法向量的夹角大于该阈值时，即为一个特征边。
流行边。只被两个多边形单元包含的边即为流行边。

vtkFeatureEdges的输出是一个包含边信息的vtkPolyData数据。通过判断边界边的数目来确定网格是否封闭。

int numberofopenedges = featureedges->GetOutput()->GetNumberOfCells();

示例说明

们演示用vtkFeatureEdges提取边，并显示出来。

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#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkInformation.h>
#include <vtkPolyData.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkSelection.h>
#include <vtkSelectionNode.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkCamera.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkIdTypeArray.h>
#include <vtkExtractSelection.h>
#include <vtkDataSetSurfaceFilter.h>
#include <vtkFeatureEdges.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>void GenerateData(vtkSmartPointer<vtkPolyData> input)
{vtkNew<vtkSphereSource> spheresource;spheresource->Update();vtkNew<vtkIdTypeArray> ids;ids->SetNumberOfComponents(1);ids->InsertNextValue(2);ids->InsertNextValue(10);vtkNew<vtkSelectionNode> selectionnode;selectionnode->SetFieldType(vtkSelectionNode::CELL);selectionnode->SetContentType(vtkSelectionNode::INDICES);selectionnode->SetSelectionList(ids);selectionnode->GetProperties()->Set(vtkSelectionNode::INVERSE(), 1);vtkNew<vtkSelection> selection;selection->AddNode(selectionnode);vtkNew<vtkExtractSelection> extractselection;extractselection->SetInputData(0, spheresource->GetOutput());extractselection->SetInputData(1, selection);extractselection->Update();vtkNew<vtkDataSetSurfaceFilter> surfacefilter;surfacefilter->SetInputConnection(extractselection->GetOutputPort());surfacefilter->Update();input->ShallowCopy(surfacefilter->GetOutput());
}int main(int argc, char *argv[])
{vtkNew<vtkPolyData> input;GenerateData(input);vtkNew<vtkFeatureEdges> featureedges;featureedges->SetInputData(input);featureedges->BoundaryEdgesOn();featureedges->FeatureEdgesOff();featureedges->ManifoldEdgesOff();featureedges->NonManifoldEdgesOff();featureedges->Update();int numberofopenedges = featureedges->GetOutput()->GetNumberOfCells();if (numberofopenedges)std::cout << "该网格模型不是封闭的..." << std::endl;else {std::cout << "该网格模型是封闭的..." << std::endl;return EXIT_SUCCESS;}//double leftViewport[4] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 };double rightViewport[4] = { 0.5, 0.0, 1.0, 1.0 };vtkNew<vtkPolyDataMapper> originalmapper;originalmapper->SetInputData(input);vtkNew<vtkProperty> backfaceprop;backfaceprop->SetDiffuseColor(0.89, 0.81, 0.34);vtkNew<vtkActor> originalactor;originalactor->SetMapper(originalmapper);originalactor->SetBackfaceProperty(backfaceprop);originalactor->GetProperty()->SetDiffuseColor(1.0, 0.3882, 0.2784);vtkNew<vtkPolyDataMapper> edgemapper;edgemapper->SetInputData(featureedges->GetOutput());vtkNew<vtkActor> edgeactor;edgeactor->SetMapper(edgemapper);edgeactor->GetProperty()->SetEdgeColor(0., 0., 1.0);edgeactor->GetProperty()->SetEdgeVisibility(1);edgeactor->GetProperty()->SetLineWidth(5);vtkNew<vtkRenderer> leftrenderer;leftrenderer->SetViewport(leftViewport);leftrenderer->AddActor(originalactor);leftrenderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);vtkNew<vtkRenderer> rightrenderer;rightrenderer->SetViewport(rightViewport);rightrenderer->AddActor(edgeactor);rightrenderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);vtkNew<vtkRenderWindow> renderwindow;renderwindow->AddRenderer(leftrenderer);renderwindow->AddRenderer(rightrenderer);renderwindow->SetSize(640, 320);renderwindow->Render();renderwindow->SetWindowName("FeatureEdges");vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> renderwindowinteractor;renderwindowinteractor->SetRenderWindow(renderwindow);leftrenderer->GetActiveCamera()->SetPosition(0, -1, 0);leftrenderer->GetActiveCamera()->SetFocalPoint(0, 0, 0);leftrenderer->GetActiveCamera()->SetViewUp(0, 0, 1);leftrenderer->GetActiveCamera()->Azimuth(30);leftrenderer->GetActiveCamera()->Elevation(30);leftrenderer->ResetCamera();rightrenderer->SetActiveCamera(leftrenderer->GetActiveCamera());renderwindow->Render();renderwindowinteractor->Start();return EXIT_SUCCESS;
}

运行结果：

参考资料

VTK图形图像开发进阶[M]

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图形处理之封闭性检测

基本概念

示例说明

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