7.vtk坐标系

• Model坐标系统：这是定义模型本身的坐标系。它是一个局部坐标系，允许设计师以一种直观的方式创建对象，例如球体、立方体等。在这个坐标系中，对象的位置通常是相对于自身的中心或某个特定点来定义的。

• World坐标系统：将多个Model坐标系统中的对象统一放置在一个共同的空间中，这个空间就是World坐标系统。通过缩放、旋转和平移等变换，可以将对象从其原始的Model坐标系移动到World坐标系中的指定位置。此坐标系也是光源和相机所在的坐标系。

• View坐标系统：也称为Camera坐标系统，它是从虚拟相机的角度来看待整个世界的结果。在这个坐标系中，X、Y、Z轴的取值范围通常为[-1, 1]，其中X、Y代表图像平面上的位置，而Z则表示距离相机的距离。从World坐标系到View坐标系的转换涉及到视图变换，即根据相机的位置和方向重新定位场景。

• Display坐标系统：最终的坐标系，用于表示屏幕上实际显示的内容。与View坐标系不同的是，这里的坐标是基于屏幕分辨率的实际像素值。因此，从View坐标系到Display坐标系的转换涉及到投影变换和视口变换，以确保场景能够正确地适应不同的屏幕尺寸和比例。

vtkCoordinate

在VTK（Visualization Toolkit）中，vtkCoordinate 类是一个非常重要的工具，用于管理不同坐标系统之间的转换。通过 vtkCoordinate，可以方便地在不同的坐标系统之间进行映射和变换，从而实现复杂的渲染效果。

1. DISPLAY

   定义：X、Y 轴的取值为渲染窗口的像素值。
    原点位置：位于渲染窗口的左下角。
    特点：
        坐标单位为像素。
        是一个二维坐标系统。
        所有二维坐标系统都采用右手坐标系。
    方法：SetCoordinateSystemToDisplay()

2. NORMALIZED DISPLAY

   定义：X、Y 轴的取值范围为 [0, 1]。
    特点：
        坐标是归一化的，表示相对于渲染窗口的比例。
        (0, 0) 表示左下角，(1, 1) 表示右上角。
    方法：SetCoordinateSystemToNormalizedDisplay()

3. VIEWPORT

  定义：X、Y 的坐标值定义在视口或渲染器（Renderer）里。
    特点：
        坐标单位为像素。
        视口范围由 vtkRenderer::SetViewport() 设置。
    方法：SetCoordinateSystemToViewport()

4. NORMALIZED VIEWPORT

   定义：X、Y 的坐标值定义在视口或渲染器里，取值范围为 [0, 1]。
    特点：
        坐标是归一化的，表示相对于视口的比例。
        (0, 0) 表示视口的左下角，(1, 1) 表示视口的右上角。
    方法：SetCoordinateSystemToNormalizedViewport()

5. VIEW

    定义：X、Y、Z 坐标值定义在相机所在的坐标系统里。
    特点：
        X、Y、Z 的取值范围为 [-1, 1]。
        Z 值表示深度信息，通常用于表示物体到相机的距离。
        这是一个三维坐标系统。
    方法：SetCoordinateSystemToView()

6. WORLD

   定义：X、Y、Z 坐标值定义在世界坐标系统中。
    特点：
        是全局的三维坐标系统。
        用于定位场景中的对象、光源和相机。
    方法：SetCoordinateSystemToWorld()

7. USER DEFINED

 定义：用户自定义的坐标系统。
    特点：
        提供灵活性，允许开发者根据需求定义自己的坐标系统。
    方法：需要手动设置相关参数。

示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main() {
    // 创建一个 vtkCoordinate 对象
    vtkSmartPointer<vtkCoordinate> coordinate = vtkSmartPointer<vtkCoordinate>::New();

    // 设置坐标系统为 NORMALIZED DISPLAY
    coordinate->SetCoordinateSystemToNormalizedDisplay();
    coordinate->SetValue(0.5, 0.5); // 设置坐标为 (0.5, 0.5)

    // 创建一个 vtkRenderer 对象
    vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();

    // 创建一个 vtkRenderWindow 对象
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
    // 将 renderer 添加到 renderWindow 中
    renderWindow->AddRenderer(renderer);

    // 假设渲染窗口的大小为 800x600
    renderer->SetViewport(0.0, 0.0, 1.0, 1.0); // 设置视口范围
    renderWindow->SetSize(800, 600); // 设置渲染窗口大小

    // 获取渲染窗口中的像素坐标
    int* displayPosition = coordinate->GetComputedDisplayValue(renderer);

    std::cout << "Display Position: ("
        << displayPosition[0] << ", "
        << displayPosition[1] << ")" << std::endl;
    while (1);
    return 0;
}

使用 vtkRenderer::SetViewport() 设置视口范围

通过 SetViewport() 方法，可以在同一个渲染窗口中创建多个视口，每个视口对应一个渲染器。例如：

renderer1->SetViewport(0.0, 0.0, 0.5, 0.5); // 左下角视口
renderer2->SetViewport(0.5, 0.0, 1.0, 0.5); // 右下角视口
renderer3->SetViewport(0.0, 0.5, 0.5, 1.0); // 左上角视口
renderer4->SetViewport(0.5, 0.5, 1.0, 1.0); // 右上角视口