科学计算三维可视化---Mlab基础（鼠标选取交互操作）

一：鼠标选取介绍

二：选取红色小球分析

相关方法：科学计算三维可视化---Mlab基础（基于Numpy数组的绘图函数） 

1.小球场景初始化建立

import numpy as np
from mayavi import mlab

# 用mlab.points3d建立红色和白色小球的集合
x1, y1, z1 = np.random.random((3,10))   #3行10列分给三个元素，每个都是以为数组含10元素
red_glyphs = mlab.points3d(x1,y1,z1,color=(1,0,0),resolution=10)    #创建10个红球，位置为x1,y1,z1，分辨率为10的小球

x2, y2, z2 = np.random.random((3,10))   #3行10列分给三个元素，每个都是以为数组含10元素
white_glyphs = mlab.points3d(x2,y2,z2,color=(0.9,0.9,0.9),resolution=10)    #创建10个白球

2.选取框初始化建立outline方法是mlab绘制选取框

outline = mlab.outline(line_width=3)　　#outline即在某个物体的外围设置一个外框
outline.outline_mode = "cornered"
outline.bounds = (x1[0]-0.1,x1[0]+0.1,　　#对x1,y1,z1为0处选取红色小球第一个
                  y1[0]-0.1,y1[0]+0.1,
                  z1[0]-0.1,z1[0]+0.1,
                  )

3.选取回调函数的结构

>>> red_glyphs.actor
<mayavi.components.actor.Actor object at 0x000000001370EEB8>
>>> red_glyphs.actor.actors
[<tvtk.tvtk_classes.actor.Actor object at 0x000000001459D0F8>]　　#我们需要的是vtk actor集合

计算哪个小球被选取，

一个小球有好多个顶点构成，设置了小球的分辨率为10，在Mayavi中resolution为10的小球中相当于有82个顶点组成的一个小球，一共10个红色小球，所以场景中共有820个对应顶点，我们需要找到鼠标求解的顶点是在这820个中的哪一个，例如第100则是第二个小球

#获取一个红色小球的所有顶点,我们只是想要知道每个小球的顶点数目而已，所以不用考虑其他
glyph_points = red_glyphs.glyph.glyph_source.glyph_source.output.points.to_array()

#3.选取回调函数的结构
def piker_callback(picker): #当鼠标点击会返回一个vtk picker对象，我们将对该对象进行处理判断
    if picker.actor in red_glyphs.actor.actors:
        # 确定该小球的ID，
        point_id = int(picker.point_id/glyph_points.shape[0])   #picker.point_id是picker对象选取的顶点ID，glyph_points.shape[0]记录了82这个值，通过这个计算出小球的ID
        if point_id != -1:  #表示有红色小球被选取了
            #计算与此红色小球相关的坐标
            x,y,z = x1[point_id],y1[point_id],z1[point_id]
            #将外框移动到小球上
            outline.bounds = (
                x - 0.1, x + 0.1,
                y - 0.1, y + 0.1,
                z - 0.1, z + 0.1,
            )

4.建立响应机制

figure = mlab.gcf() #获取当前窗口指针
picker = figure.on_mouse_pick(piker_callback)
mlab.title("Click on red balls")    #设置窗口的标题文字

mlab.show()

 

5.全部代码

import numpy as np
from mayavi import mlab

#1.小球场景初始化建立
# 用mlab.points3d建立红色和白色小球的集合
x1, y1, z1 = np.random.random((3,10))   #3行10列分给三个元素，每个都是以为数组含10元素
red_glyphs = mlab.points3d(x1,y1,z1,color=(1,0,0),resolution=10)    #创建10个红球，位置为x1,y1,z1，分辨率为10的小球

x2, y2, z2 = np.random.random((3,10))   #3行10列分给三个元素，每个都是以为数组含10元素
white_glyphs = mlab.points3d(x2,y2,z2,color=(0.9,0.9,0.9),resolution=10)    #创建10个白球

# 2.选取框初始化建立
outline = mlab.outline(line_width=3)
outline.outline_mode = "cornered"
outline.bounds = (x1[0]-0.1,x1[0]+0.1,
                  y1[0]-0.1,y1[0]+0.1,
                  z1[0]-0.1,z1[0]+0.1,
                  )

#获取一个红色小球的所有顶点,我们只是想要知道每个小球的顶点数目而已，所以不用考虑其他
glyph_points = red_glyphs.glyph.glyph_source.glyph_source.output.points.to_array()

#3.选取回调函数的结构
def piker_callback(picker): #当鼠标点击会返回一个vtk picker对象，我们将对该对象进行处理判断
    if picker.actor in red_glyphs.actor.actors:
        # 确定该小球的ID，
        point_id = int(picker.point_id/glyph_points.shape[0])   #picker.point_id是picker对象选取的顶点ID，glyph_points.shape[0]记录了82这个值，通过这个计算出小球的ID
        if point_id != -1:  #表示有红色小球被选取了
            #计算与此红色小球相关的坐标
            x,y,z = x1[point_id],y1[point_id],z1[point_id]
            #将外框移动到小球上
            outline.bounds = (
                x - 0.1, x + 0.1,
                y - 0.1, y + 0.1,
                z - 0.1, z + 0.1,
            )

figure = mlab.gcf() #获取当前窗口指针
picker = figure.on_mouse_pick(piker_callback)
mlab.title("Click on red balls")    #设置窗口的标题文字

mlab.show()

 6.优化

两个问题

1.小球初始速度太慢
2.鼠标选取不精确

import numpy as np
from mayavi import mlab

figure = mlab.gcf() #获取当前窗口指针

figure.scene.disable_render = True
#1.小球场景初始化建立
# 用mlab.points3d建立红色和白色小球的集合
x1, y1, z1 = np.random.random((3,10))   #3行10列分给三个元素，每个都是以为数组含10元素
red_glyphs = mlab.points3d(x1,y1,z1,color=(1,0,0),resolution=10)    #创建10个红球，位置为x1,y1,z1，分辨率为10的小球

x2, y2, z2 = np.random.random((3,10))   #3行10列分给三个元素，每个都是以为数组含10元素
white_glyphs = mlab.points3d(x2,y2,z2,color=(0.9,0.9,0.9),resolution=10)    #创建10个白球

# 2.选取框初始化建立
outline = mlab.outline(line_width=3)
outline.outline_mode = "cornered"
outline.bounds = (x1[0]-0.1,x1[0]+0.1,
                  y1[0]-0.1,y1[0]+0.1,
                  z1[0]-0.1,z1[0]+0.1,
                  )

figure.scene.disable_render = False


#获取一个红色小球的所有顶点,我们只是想要知道每个小球的顶点数目而已，所以不用考虑其他
glyph_points = red_glyphs.glyph.glyph_source.glyph_source.output.points.to_array()

#3.选取回调函数的结构
def piker_callback(picker): #当鼠标点击会返回一个vtk picker对象，我们将对该对象进行处理判断
    if picker.actor in red_glyphs.actor.actors:
        # 确定该小球的ID，
        point_id = int(picker.point_id/glyph_points.shape[0])   #picker.point_id是picker对象选取的顶点ID，glyph_points.shape[0]记录了82这个值，通过这个计算出小球的ID
        if point_id != -1:  #表示有红色小球被选取了
            #计算与此红色小球相关的坐标
            x,y,z = x1[point_id],y1[point_id],z1[point_id]
            #将外框移动到小球上
            outline.bounds = (
                x - 0.1, x + 0.1,
                y - 0.1, y + 0.1,
                z - 0.1, z + 0.1,
            )

picker = figure.on_mouse_pick(piker_callback)
picker.tolerance = 0.01     #设置tolerance参数提高精确度

mlab.title("Click on red balls")    #设置窗口的标题文字

mlab.show()