VTK-Python实现Z-Buffer可见性检测

示例代码基于 VTK（Visualization Toolkit）库，展示了如何在 Python 环境中实现 Z-Buffer 可见性检测。此方法适用于快速确定场景中哪些点是可见的，尤其是在处理复杂几何图形时。

参考 C++ 示例：https://lorensen.github.io/VTKExamples/site/Cxx/PolyData/SelectVisiblePoints/

优点

• 易于使用，接口简洁明了。


• 可以在对象空间或图像空间轻松实现。


• 即使在多边形数量较多的情况下也能快速执行。

局限性

• 占用大量内存，特别是在处理大规模数据集时。


• 默认情况下不支持透明表面的处理，需要额外编码来实现。

示例用法

用户可以通过自定义输入资源，使用鼠标左键进行旋转，右键点击则显示当前视图中的可见点。

import vtk

class CustomInteractor(vtk.vtkInteractorStyleTrackballCamera):
    def __init__(self, parent=None):
        self.AddObserver("RightButtonPressEvent", self.rightButtonPressEvent)

    def set_visible_filter(self, vis):
        self.visible_filter = vis

    def rightButtonPressEvent(self, obj, event):
        self.visible_filter.Update()
        print(f"Number of visible points: {self.visible_filter.GetOutput().GetNumberOfPoints()}")
        mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()
        mapper.SetInputData(self.visible_filter.GetOutput())
        actor = vtk.vtkActor()
        actor.SetMapper(mapper)
        actor.GetProperty().SetPointSize(2)
        actor.GetProperty().SetColor(1, 0, 0)
        self.GetDefaultRenderer().AddActor(actor)
        self.OnRightButtonDown()
        return


def create_scene(mesh):
    ren_win = vtk.vtkRenderWindow()
    ren = vtk.vtkRenderer()
    ren.GradientBackgroundOn()
    ren.SetBackground(0.1, 0.1, 0.1)
    ren.SetBackground2(0.8, 0.8, 0.8)
    ren_win.SetSize(600, 600)
    ren_win.AddRenderer(ren)
    iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()
    iren.SetRenderWindow(ren_win)
    style = CustomInteractor()
    style.SetDefaultRenderer(ren)
    iren.SetInteractorStyle(style)
    mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()
    mapper.SetInputData(mesh)
    actor = vtk.vtkLODActor()
    actor.SetMapper(mapper)
    ren.AddActor(actor)
    vis_pts = vtk.vtkSelectVisiblePoints()
    vis_pts.SetInputData(mesh)
    vis_pts.SetRenderer(ren)
    style.set_visible_filter(vis_pts)
    ren_win.Render()
    iren.Initialize()
    iren.Start()

if __name__ == "__main__":
    filename = "xxxx.obj"
    reader = vtk.vtkOBJReader()
    reader.SetFileName(filename)
    reader.Update()
    mesh = reader.GetOutput()
    create_scene(mesh)