vtk图形图像开发进阶pdf_VTK：⽤于⽓候科学研究
Tags: Geosciences , Scientific Computing , VTK
Visualization Toolkit (VTK)被⼴泛⽤于科学数据的分析和三维可视化，不过它还有⼀个得到充分⽀持但不太为⼈所知的应⽤领域，那就是⽓候科学。Community Data Analhysis Tools (CDAT)是⼀个数据分析和可视化软件包，由劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发，专为⽓候科学家设计。从2015年开始，CDAT将VTK作为其可视化后端引擎。为了⽀持CDAT库和解决来⾃⽓候社区的需求，我们对VTK中的bug进⾏了修复并开发了新的特性。下⾯我们将简要描述⼀些重要的变化。
将2D绘图导出为PDF和SVG
将VTK升级到更现代化的的OpenGL架构使得渲染得到了显著的加速，并使得引⼊许多新的渲染特性到VTK中成为了可能。但是⼀个重要的特性(导出到⽮量图形格式)，由于使⽤了新的OpenGL⽽丢失了，因为它放弃了对OpenGL反馈缓冲区的⽀持。为了解决这个问题，我们实现了vtkPDFExporter和vtkSVGExporter来将vtkContext2D场景导出为PDF和SVG⽮量格式。
任何vtkContext2D绘图都可以导出为PDF和SVG
等间距2D流线
我们开发了vtkEvenlySpacedStreamlines2D，这是⼀种为2D数据集实现等间隔流线的⽅法。这种可视化⽅法使⽤户能够控制流线的密度，避免流线拥挤，同时提供对良好的⼆维域覆盖。
等间距2D流线
Cookie Cutter
我们的合作者通常使⽤⼀些样式来对他们的模拟结果中感兴趣的区域进⾏标记。⽽且这些结果往往需要被包括在印刷出版物中，使⽤⽮量图形输出格式是获得最佳结果的⾸选⽅式。考虑到这些需求，我们开发了vtkCookieCutter，这是⼀种过滤器，可以通过第⼆个包含多边形的输⼊指定的循环来裁剪由单元(例如，点、线、多边形和三⾓形带)组成的输⼊多边形数据vtkPolyData。
利⽤CDAT绘制的地表⽓温等温图svg图形
带标签的等⾼图
等⾼图是表⽰数据集中具有相等标量值的点的图。标签化的等⾼图(vtkLabeledContourMapper 和[vtkLabeledContourPolyDataItem)使⽤户可以在等⾼图中⽤对应的数值来对数据进⾏标记，如下图所⽰。
带标签的等⾼线图
在Context2D上绘制vtkPolyData
vtkContext2D是⼀个提供2D上下⽂绘制环境的类。这个类使得将2D图导出为⽮量格式成为可能，⽽这在现代OpenGL中通常是不可能的。通过这项⼯作，我们可以使⽤Context2D来绘制CDAT库所需的任意复杂的绘图，⽽不仅仅是Context2D最初⽀持的2D图表。
使⽤Robinson投影的CDAT绘图
这些主要的功能，以及其他的⼀些次要的功能，都被添加到VTK中，以⽀持⽓候科学研究。Kitware⼀直在寻地球科学领域中的有趣挑战。如果您希望我们为您定制解决⽅案，请通过kitware@kitware与我们联系。
致谢
特别感谢美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室、能源部项⽬经理贾斯汀·海宁罗博⼠、LLNL⾸席调查员迪恩·威廉姆斯和Ghaleb Abdulla，以及能源部⾸席⼯作⼈员查尔斯·杜特罗对这项⼯作的⽀持。
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本⽂译⾃: VTK for Climate Science
作者: Dan Lipsa, Scott Wittenburg, [Sankhesh Jhaveri, Will Schroeder and Aashish Chaudhary
译者: ⽣材有道
校对: 开源科学计算
原⽂及本⽂遵循: [CC BY4.0协议]

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