vtkExplicitStructuredGrid是可视化工具包（VTK）库中的一个类，表示显式结构网格数据集。在VTK中，结构化网格是一种数据集，其中点以规则的、类似网格的结构排列，并且每个点都有与之关联的一组坐标。vtkExplicitStructuredGrid中的“显式”表示你明确提供了每个点的坐标，允许更灵活地定义网格。
1. vtkExplicitStructuredGrid的优点：
- 显式点坐标： 与常规结构化网格不同，常规网格的点坐标由网格维度和间距隐含确定，在显式结构化网格中，你为每个点提供确切的坐标。
- 灵活性： 显式结构化网格更灵活，可以表示具有不规则间距或复杂几何的网格，这不能通过简单的规则结构轻松描述。
- 可视化： 一旦定义了显式结构网格，可以使用VTK的可视化管线和渲染器进行可视化。
2. vtkExplicitStructuredGrid类：
- 创建： 可以使用其构造函数创建vtkExplicitStructuredGrid的实例。
- 点（Points）： 使用SetPoints方法为每个点设置显式坐标。
- 单元（Cells）： 使用适当的方法定义单元（例如，六面体、四面体）。
- 属性（Attributes:）： 可以将属性（如标量、矢量）与点或单元相关联。
3. vtkExplicitStructuredGrid常用的属性和方法：
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SetPoints(points): 用于设置显式结构网格的点坐标。参数points是一个vtkPoints对象，其中包含了每个点的坐标信息。
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SetCells(type, cells): 定义显式结构网格中的单元。参数type指定了单元的类型（例如，vtk.VTK_TRIANGLE表示三角形），而cells是一个vtkCellArray对象，包含了单元的定义。
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GetPoints(): 返回网格的点集合，是一个vtkPoints对象。
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GetNumberOfPoints(): 返回网格中点的数量。
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GetNumberOfCells(): 返回网格中单元的数量。
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GetCell(cellId): 根据单元的ID返回单元对象。
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GetCellType(cellId): 返回指定单元ID的单元类型。
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GetCellPoints(cellId): 返回指定单元ID的点的ID列表。
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GetCellData(): 返回与单元相关联的数据，如标量、矢量等。
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GetPointData(): 返回与点相关联的数据。
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GetBounds(): 返回网格的边界框。
这些方法提供了对vtkExplicitStructuredGrid对象的基本操作和信息获取。实际使用时，可以根据需要使用更多的方法和属性，具体取决于对数据集的操作和分析需求。你可以参考VTK官方文档获取更详细的信息。
4. 基本示例
以下是使用VTK在Python中创建和可视化显式结构网格的基本示例：
import vtk
# 创建显式结构网格
grid = vtk.vtkExplicitStructuredGrid()
# 设置具有显式坐标的点
points = vtk.vtkPoints()
points.InsertNextPoint(0, 0, 0)
points.InsertNextPoint(1, 0, 0)
points.InsertNextPoint(0, 1, 0)
grid.SetPoints(points)
# 定义单元（例如三角形）
triangle = vtk.vtkTriangle()
triangle.GetPointIds().SetId(0, 0)
triangle.GetPointIds().SetId(1, 1)
triangle.GetPointIds().SetId(2, 2)
cells = vtk.vtkCellArray()
cells.InsertNextCell(triangle)
grid.SetCells(vtk.VTK_TRIANGLE, cells)
# 可视化网格
mapper = vtk.vtkDataSetMapper()
mapper.SetInputData(grid)
actor = vtk.vtkActor()
actor.SetMapper(mapper)
renderer = vtk.vtkRenderer()
renderer.AddActor(actor)
render_window = vtk.vtkRenderWindow()
render_window.SetWindowName("vtkExplicitStructuredGrid Example")
render_window.AddRenderer(renderer)
iren = vtk.vtkRenderWindowInteractor()
iren.SetRenderWindow(render_window)
render_window.Render()
iren.Start()
创建vtkExplicitStructuredGrid对象：
import vtk
# 创建vtkExplicitStructuredGrid对象
explicit_grid = vtk.vtkExplicitStructuredGrid()
设置点坐标：
# 创建vtkPoints对象并设置点的坐标
points = vtk.vtkPoints()
points.InsertNextPoint(0.0, 0.0, 0.0)
points.InsertNextPoint(1.0, 0.0, 0.0)
points.InsertNextPoint(0.0, 1.0, 0.0)
# 将点集合设置到vtkExplicitStructuredGrid对象中
explicit_grid.SetPoints(points)
定义单元：
# 创建vtkCellArray对象并定义三角形单元
cells = vtk.vtkCellArray()
cells.InsertNextCell(3) # 3表示接下来有3个点
cells.InsertCellPoint(0)
cells.InsertCellPoint(1)
cells.InsertCellPoint(2)
# 将单元设置到vtkExplicitStructuredGrid对象中
explicit_grid.SetCells(vtk.VTK_TRIANGLE, cells)
获取网格信息：
# 获取点的数量
num_points = explicit_grid.GetNumberOfPoints()
print("Number of points:", num_points)
# 获取单元的数量
num_cells = explicit_grid.GetNumberOfCells()
print("Number of cells:", num_cells)
其他操作：
# 获取网格的边界框
bounds = explicit_grid.GetBounds()
print("Bounds:", bounds)
# 获取指定单元的类型
cell_type = explicit_grid.GetCellType(0)
print("Cell type of cell 0:", cell_type)
