Activiz 使用筆記-4 數據源(2)

上一篇寫了一些數據源的生成或者讀取方法。下面開始嚴肅的講一下VTK中的數據集，雖然感受有時候不會直接去用，可是感受這個是基礎，因此要先看。

直接看《VTK用戶手冊》的第44頁 3.1 可視化vtkDataSet類數據

在寫這篇的時候，也結合了張曉東、羅火靈兩位大大編寫的《VTK圖形圖像開發進階》。這本書的3.2 節也是講數據對象和數據集

在VTK中，數據通常以數據對象的形式表現。數據對象是數據的集合，數據對象表現的數據是能夠被可視化管線處理的數據，只有當數據對象被組織成一種結構後，才能被VTK提供的可視化算法所處理。

將數據對象組織成一種結構並賦予相應的屬性值，就造成了數據集（Dataset）。VTK裏與數據集對應的類是vtkDataSet，該類從vtkdataObject直接派生。（《VTK圖形圖像開發進階》）

vtkDataSet 是全部數據集類的父類，是一個抽象類，不能實例化。

vtkDataSet由兩個部分組成：組織結構（Organizing Structure）以及與組織結構相關的屬性數據（Attribute Data）

而vtkDataSet的組織結構又由拓撲結構（Topology）和幾何結構（Geometry）兩部分組成。

《VTK圖形圖像開發進階》這本書上將的很清晰（P49），特摘錄下來（我按照本身的理解從新組織了一下）：

幾何結構描述了對象的空間位置關係（好比，要畫一個三角形，首先須要指定三角形的三個頂點座標P1,P2,P3，在VTK中指定點用PointData）

拓撲結構描述了對象的構成形式（好比，上面所說的三個頂點P1,P2,P3在不指定拓撲關係的時候，有不少種組織形式，好比，三個孤立的點，好比一條直線加一個孤立的點，或者是一段折線，可是指定了拓撲結構，好比說按照P1-P2-P3的順序用直線鏈接起來，那麼他就是一個三角形，vtk用單元數據來描述拓撲結構）

上面的三個點P1,P2,P3定義了數據集的幾何結構，而P1,P2,P3順序鏈接方式定義了數據集的拓撲結構。也就是點數據定義了數據集的幾何結構，單元數據定義了數據集的拓撲結構，要造成完整的數據集必須有幾何和拓撲兩種結構。

拓撲結構具備幾個變換不變性。例如說一個多邊形是三角形，即指器拓撲結構，而給定每一個點的座標，則爲其幾何結構。

幾何結構是一種空間描述，與空間變換有緊密聯繫，常見的變換有旋轉、平移和縮放。

屬性數據是對拓撲結構和幾何信息的補充，屬性數據能夠是某個點的溫度值，也能夠是某個單元的質量。

可能單看上面以爲有點蒙，也可能會以爲好像太理論沒什麼用，那能夠直接看《VTK圖形圖像開發進階》的第62頁，這裏講了數據集中的一種，vtkImageData,這個數據集的應用十分普遍，vtkImageData類型的數據集是按照規則排列在矩形方格中的點和單元的集合，以下圖所示，若是數據集的點和單元排列在平面（二維）上，則稱此數據集爲像素映射（pixmap）、位圖或圖像。若是排列在層疊面（三維）上，則稱爲體。vtkImageData 是由一維的線、二維的像素或三維的體素組成，vtkImageData的結構以及拓撲都是規則的，所以每一個點的位置能夠隱式的表達，只須要知道vtkIamgeData數據的維數、起始點的位置和相鄰點之間的間距，就能夠計算出每一個點的空間位置。數據維數用一個三元組（nx，ny，nz）來表示，分別表示在X，Y，Z 方向上點的個數。vtkImageData數據集的點的個數一共是 nx*ny*nz，單元的個數一共是（nx-1）*（ny-1）*（nz-1）。

http://image.szpt.edu.cn/UploadFiles/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E9%9B%86%E4%B8%8E%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B1%9E%E6%80%A7.swf

上面的網址中也詳細的講解了，VTK的數據集和數據屬性，這時周振環老師的《醫學圖像編程技術》中的內容。

下面簡單寫幾個例子，c++實現的例子在書上面都有了，我就把他們改爲C#下的實現吧。

代碼有點多放在下一篇。