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第05章 09 使用Lookup绘制地形数据高程着色图

在VTK(Visualization Toolkit)中,可以使用颜色查找表(Lookup Table,简称LUT)来根据高程数据对地形进行着色。以下是一个示例代码,展示了如何使用VTK和C++来读取地形数据,并使用颜色查找表根据高程进行着色。

示例代码

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkDEMReader.h>
#include <vtkImageData.h>
#include <vtkPolyData.h>
#include <vtkDataSetMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkColorTransferFunction.h>
#include <vtkLookupTable.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkCamera.h>int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 2){std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <DEMFileName>" << std::endl;return EXIT_FAILURE;}// 读取DEM数据vtkSmartPointer<vtkDEMReader> reader = vtkSmartPointer<vtkDEMReader>::New();reader->SetFileName(argv[1]);reader->Update();// 获取ImageDatavtkSmartPointer<vtkImageData> imageData = reader->GetOutput();// 创建颜色查找表vtkSmartPointer<vtkLookupTable> lookupTable = vtkSmartPointer<vtkLookupTable>::New();lookupTable->SetTableRange(imageData->GetScalarRange());lookupTable->SetNumberOfTableValues(256);lookupTable->Build();// 设置颜色映射,例如从低到高依次为蓝色到绿色到黄色到红色for (int i = 0; i < 256; i++){double value = lookupTable->GetTableValue(i)[0];double h = (value - lookupTable->GetTableRange()[0]) / (lookupTable->GetTableRange()[1] - lookupTable->GetTableRange()[0]);double r, g, b;if (h < 0.25){r = 0.0;g = 4 * h;b = 1.0;}else if (h < 0.5){r = 0.0;g = 1.0;b = 1.0 - 4 * (h - 0.25);}else if (h < 0.75){r = 4 * (h - 0.5);g = 1.0;b = 0.0;}else{r = 1.0;g = 1.0 - 4 * (h - 0.75);b = 0.0;}lookupTable->SetTableValue(i, r, g, b, 1.0);}// 创建几何表示double bounds[6];imageData->GetBounds(bounds);double dx = (bounds[1] - bounds[0]) / imageData->GetDimensions()[0];double dy = (bounds[3] - bounds[2]) / imageData->GetDimensions()[1];vtkSmartPointer<vtkImageDataGeometryFilter> geometryFilter = vtkSmartPointer<vtkImageDataGeometryFilter>::New();geometryFilter->SetInputData(imageData);geometryFilter->Update();// 创建mapper和actorvtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();mapper->SetInputConnection(geometryFilter->GetOutputPort());mapper->SetLookupTable(lookupTable);mapper->SetScalarRange(imageData->GetScalarRange());vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();actor->SetMapper(mapper);// 创建renderer, renderWindow, interactorvtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();renderer->AddActor(actor);renderer->SetBackground(0.1, 0.2, 0.4);vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();renderWindow->AddRenderer(renderer);renderWindow->SetSize(800, 600);vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();interactor->SetRenderWindow(renderWindow);// 设置相机renderer->GetActiveCamera()->SetPosition(0, 0, 1);renderer->GetActiveCamera()->SetFocalPoint(0, 0, 0);renderer->GetActiveCamera()->SetViewUp(0, 1, 0);renderer->ResetCamera();// 开始渲染和交互renderWindow->Render();interactor->Start();return EXIT_SUCCESS;
}

代码说明

  1. 读取DEM数据:使用 vtkDEMReader 读取地形数据文件(如DEM文件)。
  2. 创建颜色查找表:使用 vtkLookupTable 创建一个颜色查找表,根据高程数据的范围设置颜色映射。
  3. 设置颜色映射:通过循环设置查找表的每个条目的颜色,实现从低到高的颜色渐变。
  4. 创建几何表示:使用 vtkImageDataGeometryFilter 将ImageData转换为PolyData,以便进行渲染。
  5. 创建mapper和actor:使用 vtkPolyDataMapper 映射PolyData,并将颜色查找表应用到mapper上。
  6. 设置渲染器、渲染窗口和交互器:创建渲染器、渲染窗口和交互器,并设置相机视角。
  7. 渲染和交互:渲染窗口并启动交互循环。

编译和运行

确保你已经安装了VTK库,并正确配置了开发环境。编译和运行代码时,需要提供DEM数据文件作为命令行参数。

g++ -std=c++11 -o terrain_rendering terrain_rendering.cpp -lvtkCommonCore -lvtkCommonDataModel -lvtkIOImage -lvtkRenderingCore -lvtkRenderingOpenGL2 -lvtkInteractionStyle
./terrain_rendering /path/to/dem/file

注意事项

  • 需要根据具体的DEM文件格式选择合适的读取器,例如 vtkDEMReader 适用于某些DEM格式。
  • 颜色映射可以根据需求自定义,这里示例中使用了从蓝色到绿色到黄色到红色的渐变。
  • 根据数据的大小和复杂度,可能需要调整渲染设置以获得更好的性能和视觉效果。

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