基于VTK的數值模擬結果可視化

摘要： VTK是三維重建方面一個大型的函數庫，其應用日益廣泛。在對數值模擬軟件進行開發時，需要對曲線、等值線、三維場等結果數據進行可視化。在VC環境下通過VTK類庫的調用實現了數值模擬可視化模塊的開發。首先對VTK進行了源碼編譯和環境配置。以VTK對曲線數據的讀取和可視化為例，介紹了通過C++對VTK庫的調用方法，并給出了可視化結果，通過VTK對燈光、色彩及方位等的控制進一步增強了結果的可視化效果。結果表明，應用VTK類庫進行數值模擬結果可視化模塊的開發具有效率高、效果好、交互性強的特點。

關鍵詞： 函數庫； 結果數據可視化； 數值模擬軟件開發； VTK

中圖分類號： TN911?34； TP391.41 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）06?0015?04

0 引 言

科學計算可視化在各個領域得到越來越廣泛的應用，可視化是運用計算機圖形學和圖像處理技術將科學計算過程及計算結果的數據轉換為圖形及圖像在屏幕上顯示出來并進行交互處理的理論方法和技術[1]。在眾多的可視化工具中，VTK以其簡便、易用等特點得到越來越多的應用。

VTK是在三維函數庫OpenGL 的基礎上采用面向對象的設計方法發展起來的。它將在可視化開發過程中經常遇到的細節屏蔽起來，并將一些常用的算法進行了封裝。VTK具有強大的三維圖形功能和非常好的流（streaming）和高速緩存（caching）的能力[2]，支持基于網絡的工具和多種著色，支持對多種數據類型進行處理，代碼具有良好的可移植性。VTK以其優良的性能成為數據場可視化研究領域的有力工具[3?5]。……