VTK修炼之道75：交互部件_测量类Widget的应用

1.与测量类相关的主要Widget

与测量类相关的主要Widget如下：

• vtkDistanceWidget:用于在二维平面上测量两点之间的距离。
• vtkAngleWidget:用于在平面的角度测量。
• vtkBiDimensionalWidget:用于测量二维平面上任意两个正交方向的轴长。

2.创建用于测量距离的Widget应用实例

先复习一下创建Widget的一般步骤：

1.实例化Widget；
2.指定渲染窗口交互器。Widget可以通过它来监听用户事件。
3.必要时使用观察者/命令模式创建回调函数。与widget交互时，它会调用一些通用的VTK事件（94个事件列表），如StartInteractionEvent、InteractionEvent、EndInteractionEvent。用户通过监听这些事件并作出响应，从而可以更新数据、可视化参数或者应用程序的用户图形界面。
4.创建合适几何表达实体。用SetRepresentation()函数把他与Widget关联起来，或者使用Widget默认的几何表达实体。
5.最后，必须激活Widget，使其在渲染场景中显示。默认情况下，按键用于激活Widget，使其在场景中可见。

实例代码如下：

#include 
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL)
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle)
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType)

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


class vtkBiDimensionalCallback: public vtkCommand
{
public:
	static	vtkBiDimensionalCallback*  New()
	{
		return new vtkBiDimensionalCallback;
	}

	virtual void Execute(vtkObject* caller, unsigned long, void*)
	{
		vtkBiDimensionalWidget* biDimensionalWidget =
			reinterpret_cast (caller);
		vtkBiDimensionalRepresentation2D* representation =
			static_cast (biDimensionalWidget->GetRepresentation());
		double p1[3];
		representation->GetPoint1DisplayPosition(p1);
		double p2[3];
		representation->GetPoint1DisplayPosition(p2);
		double p3[3];
		representation->GetPoint1DisplayPosition(p3);
		double p4[3];
		representation->GetPoint1DisplayPosition(p4);
		//显示其中一个点的屏幕坐标(px)
		std::cout << "P1: " << p1[0] << " " << p1[1] << " " << p1[2] << std::endl;
	}
	vtkBiDimensionalCallback() { }
};
int main()
{
	int WidgetType;
	std::cout << "Please select the Measurement Distance WidgetType: " << std::endl;
	std::cin >> WidgetType;

	vtkSmartPointer reader = vtkSmartPointer::New();
	reader->SetFileName("vtk.jpg");
	reader->Update();

	vtkSmartPointer imgActor = vtkSmartPointer::New();
	imgActor->SetInputData(reader->GetOutput());

	vtkSmartPointer render = vtkSmartPointer::New();
	render->AddActor(imgActor);
	render->SetBackground(0, 0, 0);
	render->ResetCamera();

	vtkSmartPointer rw = vtkSmartPointer::New();
	rw->AddRenderer(render);
	rw->SetWindowName("MeasurementDistanceApp");
	rw->SetSize(320, 320);
	rw->Render();

	vtkSmartPointer rwi =
		vtkSmartPointer::New();
	rwi->SetRenderWindow(rw);

	vtkSmartPointer style = 
		vtkSmartPointer::New();
	rwi->SetInteractorStyle(style);
/****************************************************************/
	//vtkDistanceWidget
	if (WidgetType == 0)
	{
		//实例化Widget
		vtkSmartPointer distanceWidget =
			vtkSmartPointer::New();
		//指定渲染窗口交互器,来监听用户事件
		distanceWidget->SetInteractor(rwi);
		//必要时使用观察者/命令模式创建回调函数(此处没用)
		//创建几何表达实体。用SetRepresentation()把事件与Widget关联起来
		//或者使用Widget默认的几何表达实体
		distanceWidget->CreateDefaultRepresentation();
		static_cast (distanceWidget->GetRepresentation())
			->SetLabelFormat("%-#6.3g px");
		//激活Widget
		distanceWidget->On();
		
		rw->Render();
		rwi->Initialize();
		rwi->Start();
	}
	//vtkAngleWidget
	if (WidgetType == 1)
	{
		vtkSmartPointer angleWiget = vtkSmartPointer::New();
		angleWiget->SetInteractor(rwi);
		//创建个性化的实体图标
		vtkSmartPointer angleRep =
			vtkSmartPointer::New();
		angleRep->GetRay1()->GetProperty()->SetColor(0, 1, 0);
		angleRep->GetRay1()->GetProperty()->SetLineWidth(3);
		angleRep->GetRay2()->GetProperty()->SetColor(0, 1, 0);
		angleRep->GetRay1()->GetProperty()->SetLineWidth(3);
		angleRep->GetArc()->GetProperty()->SetColor(0, 1, 0);
		angleRep->GetArc()->GetProperty()->SetLineWidth(3);
		angleWiget->SetRepresentation(angleRep);
		angleWiget->On();

		rw->Render();
		rwi->Initialize();
		rwi->Start();
	}
	//vtkBiDimensionalWidget
	if (WidgetType == 2)
	{
		vtkSmartPointer bidimensionalWidget =
			vtkSmartPointer::New();
		bidimensionalWidget->SetInteractor(rwi);
		//采用默认的图标
		bidimensionalWidget->CreateDefaultRepresentation();
		//添加“观察者-命令模式（命令子类方案）”
		vtkSmartPointer bidiCallback =
			vtkSmartPointer::New();
		bidimensionalWidget->AddObserver(vtkCommand::InteractionEvent, bidiCallback);
		bidimensionalWidget->On();

		rw->Render();
		rwi->Initialize();
		rwi->Start();
	}
	return 0;
}

输出结果如下所示：

    
上面的例子中，使用了vtkDistanceWidget类来做二维空间的距离测量。先是实例化一个vtkDistanceWidget对象实例，然后调用该类的SetInteractor()函数来设置渲染窗口交互器；接着调用CreatDefaultRepresentation()函数来创建默认的几何表达实体，急用十字形表示两个端点来，端点之间使用带有刻度的直线连接。需要注意的是，在程序调用SetLabelFormat()函数来设置两点之间所测距离的文本表示格式；最后调用On()函数来激活vtkDistanceWidget实例。

角度测量的vtkAngleWidget以及二维正交方向长度测量的vtkBiDimensionalWidget的使用方法与vtkDistanceWidget类似，他们的二维几何表达形式所所对应的类为vtkAngleRepresentation2D和vtkBiDimensionalRepresentation2D.

3.额外补充的C++基础

3.1 reinterpret_cast

reinterpret_cast是强制类型转换符！他是用来处理无关类型转换的，通常为操作数的位模式提供较低层次的重新解释！但是他仅仅是重新解释了给出的对象的比特模型，并没有进行二进制的转换！
他是用在任意的指针之间的转换，引用之间的转换，指针和足够大的int型之间的转换，整数到指针的转换。

int *pi;  
char *pc = reinterpret_cast(pi);  

OK, 在这里可以看到reinterpret_cast的强大作用，但是要注意的是，他并没有进行二进制的转换，pc指向的真实对象其实还是int的，不是char~
使用的时候千万记住，不要乱使用！错误使用很容易导致程序的不安全！

3.2 static_cast

《C++primer 第四版》中说编译器隐式执行的任何类型转换都可以由static_cast显式完成！
要注意的是，此转换没有运行时检测安全！他不能转换掉expression的const、volatile、或者__unaligned属性。他也不是用来去掉static属性的！ 大家应该清楚static限定符吧，他会造成范围性的影响，而const则不同，他只是限定变量或对象自身！
当使用static限定符限定一个变量的时候，就拿类中吧，他会随类的第一个实例对象的出现而出现，并且可以被这个类的所有对象所使用！！
C++中的static_cast执行非多态的转换，用于代替C中通常的转换操作。
对于我们的static_cast转换符，他不仅可以应用到指针和引用上，而且还可以应用到基础数据结构和对象上！

double da = 1.1;  
void *pa = &da;  
double *dp = static_cast(pa);  
int ia = static_cast(da);  
  
cout << *dp << endl;  
cout << ia << endl;  

OK，代码编译通过！
《C++primer》告诉我们，对于一个由较大的算术类型到一个较小的类型的赋值，编译器通常会报错，然后当我们显示地提供强制类型转换的时候，警告信息就关闭了！
要知道我们的static_cast的真正用处不是在指针的引用上，而是在基础类型的转换和对象的转换上！
static_cast也支持指向基类的指针和指向子类的指针之间的转换！

但是在这里要注意的是，我们从基类转换到子类是一个不安全的行为！

4.参看资料

1.《C++ primer》
2.《The VTK User’s Guide – 11thEdition》
3.  张晓东, 罗火灵. VTK图形图像开发进阶[M]. 机械工业出版社, 2015.