QT与VTK的结合开发

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QT与VTK的结合开发

2013年09月25日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5329字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

最近，由于项目的需要，我打算使用VTK来开发程序，VTK全名是VisualizationToolKit，它是一套跨平台的C＋＋库，对OpenGL作了较全面的封装，将各种三维模型的存储，运算，显示，交互等内容全都以类的方式封装起来了，并且提供比OpenGL强大得多的功能。可惜VTK最大的缺点是，没有免费的教程，它只提供免费的API手册，其中只是对各个类的功能罗列而已，而参考书籍则需要花几十美元去购买，所以学习VTK只能依靠它的大量Example了。

由于我的项目需要兼故未来跨平台的可能（目前只在Windows下），所以必须使用一套跨平台的开发库，在VTK/Examples/GUI的例子里，Windows平台下只有SDK，MFC，C++ Builder这几个例子，另外还有Motif，Python，Tcl，选择是不少，但是Motif听说编程比较麻烦，我也从来没有接触过，Tcl和Python作为脚本语言，其性能和安全性则有些令人担忧，也就是说，这里面没有一个是我能使用的。。。说起跨平台，由于单位里项目的关系，我接触得比较多的就是QT了，所以，在未选定VTK之前，其实我是打算使用QT＋OpenGL的组合方式来开发这个软件的，其实，如果不考虑跨平台，我还是会选择QT，因为它的事件处理方式对于用惯Delphi的我而言，更为顺手，那么现在使用了VTK，是否还能将VTK和QT组合起来使用呢。。

作为试验，我仿照VTK/Examples/GUI/Win32/SampleMFC，制作了以下这个小程序，很顺利，结果证明了我的猜想，QT和VTK是可以很方便的结合起来的，下面就跟我来一步步制作这个程序吧：
1）从http://www.vtk.org下载VTK的最新版本，我用的是4.2。该包中只有程序文件，你还需要自己编译，为此你还需要CMake，用来生成VC的.dsw,.dsp文件。然后用VC打开生成的工程文件，并进行编译。最后将编译后生成的目录：VTK/bin/Debug加入到Windows系统环境的Path中。
2）下载QT，我目前使用的是QT334，打开VC的Tools->Options->Directories，将QT的bin，include，lib路径分别加入其中。
3）在VC中，建立一个新的Win32 Console Application工程，建立一个main.cpp，作为main函数的入口，代码如下：
#include <qapplication.h>

#include "testwindow.h"

int main(int argc, char** argv)
{
QApplication app(argc, argv);

TestWindow testwin;
testwin.show();
app.connect(&app, SIGNAL(lastWindowClosed()), &app, SLOT(quit()));
return app.exec();
}

其中的testwindow.h，是程序的主窗口TestWindow的头文件，一会将会建立该文件。
这段程序所做的是，初始化QApplication，并将TestWindow显示出来，并进入主程序的消息循环app.exec()。

下面实现TestWindow类，分别建立testwindow.h和testwindow.cpp
testwindow.h:
#include <qmainwindow.h>

class TestWindow: public QMainWindow
{
Q_OBJECT

public:
TestWindow();
~TestWindow();
};

testwindow.cpp:
#include "testwindow.h"
#include "moc_testwindow.h"

TestWindow::TestWindow()
{
}

TestWindow::~TestWindow()
{
}

你是否注意到了testwindow.cpp中的#include "moc_testwindow.h"一行，这个moc_testwindow.h将会建立TestWindow的RTTI信息，并且绑定消息等，它并不需要我们自己实现，而是由qt的一个名为moc的程序建立，在VC的FileView中，右键点击testwindow.h，并选择Settings，然后在打开的Project Settings对话框中选择Custom Build页，在Commands中填入：
moc -i testwindow.h -o moc_testwindow.h
意思是调用moc程序，根据testwindow.h的内容，自动生成一个名为moc_testwindow.h的moc文件。
在Outputs中填入：
moc_testwindow.h

然后，在Project Settings中选中projct，在Link页的Object/library modules中加入：qt-mt334.lib。

编译程序，如果顺利，一个简单的QT程序就写好了，它会在启动后显示一个空白的窗口。

3）加入VTK的代码，这些代码都可以参考Examples/GUI/Win32/SampleMFC程序，将testwindow.h改造成如下：
#include <qmainwindow.h>
#include "vtkRenderer.h"
#include "vtkWin32OpenGLRenderWindow.h"
#include "vtkWin32RenderWindowInteractor.h"

class TestWindow: public QMainWindow
{
Q_OBJECT

public:
TestWindow();
~TestWindow();

protected:
virtual void paintEvent(QPaintEvent *);
virtual bool winEvent(MSG *);

private:
vtkRenderer *Renderer;
vtkWin32OpenGLRenderWindow *RenderWindow;
vtkWin32RenderWindowInteractor *Interactor;
};

testwindow.cpp改造成如下：
#include "testwindow.h"
#include "moc_testwindow.h"

#include "vtkActor2D.h"
#include "vtkTextMapper.h"
#include "vtkTextProperty.h"
#include "vtkDataSetReader.h"
#include "vtkDataSetMapper.h"

#include "vtkCommand.h"
#include "vtkCamera.h"
#include "vtkWin32RenderWindowInteractor.h"
#include "vtkInteractorStyleTrackballCamera.h"

TestWindow::TestWindow()
{
this->Renderer = vtkRenderer::New();
this->Renderer->SetBackground(0.3, 0.5, 0.1);
this->RenderWindow = vtkWin32OpenGLRenderWindow::New();
this->RenderWindow->AddRenderer(this->Renderer);
this->Interactor = vtkWin32RenderWindowInteractor::New();

vtkActor2D *actor2d = vtkActor2D::New();
vtkTextMapper *txt = vtkTextMapper::New();
actor2d->SetMapper(txt);
txt->SetInput("Hello World");
txt->GetTextProperty()->SetFontSize(24);
this->Renderer->AddProp(actor2d);
txt->Delete();
actor2d->Delete();

vtkActor *actor = vtkActor::New();
vtkDataSetReader *reader = vtkDataSetReader::New();
reader->SetFileName("weldedSpheres.vtk");
vtkDataSetMapper *mapper = vtkDataSetMapper::New();
mapper->SetInput(reader->GetOutput());
actor->SetMapper(mapper);
this->Renderer->AddProp(actor);
mapper->Delete();
reader->Delete();
actor->Delete();
}

TestWindow::~TestWindow()
{
if (this->Interactor) {
  this->Interactor->Delete();
}
if (this->Renderer) {
  this->Renderer->SetRenderWindow(NULL);
}
if (this->RenderWindow) {
  this->RenderWindow->Delete();
}
if (this->Renderer) {
  this->Renderer->Delete();
}
}

void TestWindow::paintEvent(QPaintEvent *e)
{
if (! this->Interactor->GetInitialized()) {
  this->RenderWindow->SetWindowId(this->winId());
  this->RenderWindow->WindowInitialize();
  this->Interactor->SetRenderWindow(this->RenderWindow);
  this->Interactor->Initialize();
}
this->RenderWindow->Render();
}

bool TestWindow::winEvent(MSG *msg)
{
switch (msg->message) {
  case WM_LBUTTONDOWN:
  case WM_LBUTTONUP:
  case WM_MBUTTONDOWN:
  case WM_MBUTTONUP:
  case WM_RBUTTONDOWN:
  case WM_RBUTTONUP:
  case WM_MOUSEMOVE:
  case WM_CHAR:
  case WM_TIMER:
   if (this->Interactor->GetInitialized()) {
    vtkHandleMessage2(msg->hwnd, msg->message, msg->lParam, msg->wParam, this->Interactor);
   }
}
return false;
}

其中用到了一个模型文件weldedSpheres.vtk，可以在VTK中找到。可能你需要修改它的路径。

然后，再次打开Proect Settings对话框，在C/C++页中，选择Category：Preprocessor,在Additional include directories:中加入：
D:/VTK,D:/VTK/Parallel,D:/VTK/Hybrid,D:/VTK/Patented,D:/VTK/Rendering,D:/VTK/IO,D:/VTK/Imaging,D:/VTK/Graphics,D:/VTK/Filtering,D:/VTK/Common

选择Link页，选择Category：Input，在Object/library modules:中加入：
vtkRendering.lib vtkGraphics.lib vtkImaging.lib vtkIO.lib vtkFiltering.lib vtkCommon.lib vtkftgl.lib glu32.lib opengl32.lib glu32.lib opengl32.lib vtkfreetype.lib vtkpng.lib vtktiff.lib vtkzlib.lib vtkjpeg.lib vtkexpat.lib
在Addtional library path中加入：
D:/VTK/bin/debug