目的

实现后处理结果云图的平面剖切视图。

方法

通过使用vtkPlaneWidget控件交互，得到剖切平面，通过vtkClipDataSet完成对vtkUnstructuredGrid有限元结果数据的剖切操作。渲染管线如下图所示[1]^{[1]}[1]。

代码实现

首先，我们先写一个创建vtkPlaneWidget控件的方法。

def clipFEModel_planeWidget(self, ugrid):# 三维切割平面控件构建self.planeWidget = vtk.vtkPlaneWidget()self.planeWidget.SetInteractor(self.interactor)  # 与交互器关联self.planeWidget.SetInputData(ugrid)  # 设置数据集，用于初始化平面，可以不设置self.planeWidget.SetResolution(1)  # 即：设置网格数self.planeWidget.GetPlaneProperty().SetColor(.2, .8, 0.1)  # 设置颜色self.planeWidget.GetPlaneProperty().SetOpacity(1)  # 设置透明度self.planeWidget.GetPlaneProperty().SetLineWidth(4)self.planeWidget.GetHandleProperty().SetColor(0, .4, .7)  # 设置平面顶点颜色self.planeWidget.GetHandleProperty().SetPointSize(1)self.planeWidget.GetHandleProperty().SetLineWidth(1)  # 设置平面线宽self.planeWidget.NormalToZAxisOn()  # 初始法线方向平行于Z轴self.planeWidget.SetRepresentationToWireframe()  # 平面显示为网格属性 SetRepresentationToSurface()self.planeWidget.SetCenter(ugrid.GetCenter())  # 设置平面坐标self.planeWidget.SetPlaceFactor(1.0)self.planeWidget.PlaceWidget()  # 放置平面self.planeWidget.On()  # 显示平面#  设置vtkPlaneCallbackself.planeWidget.AddObserver(vtk.vtkCommand.InteractionEvent, vtkPlaneCall(self, ugrid))

上面代码中，通过self.planeWidget.AddObserver(vtk.vtkCommand.InteractionEvent, vtkPlaneCall(self, ugrid))，设置了平面控件的回调函数，传入ugrid参数，即我们的vtkUnstructuredGrid有限元剖切对象。回调类vtkPlaneCall定义如下：

class vtkPlaneCall:def __init__(self, sceneManager, ugrid):self.sceneManager = sceneManagerself.ugrid = ugridself.clippingPlane = vtk.vtkPlane()  # 剖切平面def __call__(self, caller, ev):caller.GetPlane(self.clippingPlane)  # 得到当前planeWidget的平面，作为剖切平面clipper = vtk.vtkClipDataSet()clipper.SetClipFunction(self.clippingPlane)  # 设置剖切方法为平面剖切clipper.SetInputData(self.ugrid)  # 设置剖切对象# clipper.SetValue(0.0)clipper.GenerateClippedOutputOn()clipper.Update()insideMapper = vtk.vtkDataSetMapper()insideMapper.SetInputData(clipper.GetOutput())insideMapper.ScalarVisibilityOn()self.sceneManager.drawOutline(self.ugrid)# clippedMapper = vtk.vtkDataSetMapper()# clippedMapper.SetInputData(clipper.GetClippedOutput())# clippedMapper.ScalarVisibilityOn()scalarRange = clipper.GetOutput().GetPointData().GetScalars().GetRange()title = clipper.GetOutput().GetPointData().GetScalars().GetName()self.sceneManager.drawScalarField(insideMapper, scalarRange, title)self.sceneManager.display()

这里的sceneManager参数为显示管理类，主要用于可视化渲染。drawScalarField函数为云图绘制函数，具体实现细节参加：【VTK+有限元后处理】可视化结果云图。

结果

参考

[1] 陈航. 基于Qt和VTK的铸造有限元后处理可视化系统研发[D]. 湖北:华中科技大学,2018. DOI:10.7666/d.D01542051.