PySide6下PyVista小记

接前面Qt与Python的绑定历史回顾、PySide6下Matplotlib小记以及PySide6下VTK小记，继续梳理一点点...

PyVista

PyVista 是基于 VTK 的高级封装库，简化了 VTK 的使用。

高效简洁：PyVista 封装了 VTK 的常用操作，只需少量代码即可完成复杂的任务。
易用性：PyVista 提供了更直观的 API，降低了 VTK 的学习曲线。
与 Python 生态的集成：PyVista 更加 Pythonic，可以直接与 NumPy、Matplotlib 等库结合使用。

例子

画个圆锥出来（是比前面直接用vtk要简洁很多）：

import pyvista as pv

cone = pv.Cone(resolution=50)

plotter = pv.Plotter(window_size=(800, 600))
plotter.background_color = (0.1, 0.2, 0.4)
plotter.add_mesh(cone, color="tan", show_edges=True)

plotter.show()

主要用到了Plotter类

Plotter类

一些基本用法

创建 Plotter 对象：创建 Plotter 实例并配置窗口属性：

import pyvista as pv

plotter = pv.Plotter(window_size=(800, 600))
plotter.background_color = 'white'

添加网格：通过 add_mesh 添加几何体或数据：

sphere = pv.Sphere(radius=1.0)
plotter.add_mesh(sphere, color='blue', show_edges=True)

显示场景：通过 show 方法渲染并显示场景：

plotter.show()

设置相机视角：控制相机的视角、焦点和位置：

plotter.camera_position = 'xy'  # 设置相机视角为 XY 平面
plotter.add_mesh(sphere, color='blue')
plotter.show()

导出渲染：将渲染结果保存为文件：

# 导出为 HTML 交互式文件
plotter.export_html('interactive_scene.html')

多视图布局：创建多子图并分别渲染不同数据：

plotter = pv.Plotter(shape=(1, 2))  # 1 行 2 列布局

# 在第一个子图中添加几何体
plotter.subplot(0, 0)
plotter.add_mesh(pv.Sphere(), color='red')

# 在第二个子图中添加几何体
plotter.subplot(0, 1)
plotter.add_mesh(pv.Cube(), color='blue')

plotter.show()

网格类型

In PyVista, a mesh is any spatially referenced information and usually consists of geometrical representations of a surface or volume in 3D space.

data model

所有 PyVista 网格类型都继承自 DataSet 类，表示不同几何类型和数据集类型。以下是 PyVista 的主要网格类型：

类名	描述	适用场景	基类
`PointSet`	表示一组点的数据集，使用显式的“点”数组定义几何。	仅包含点的几何数据集。	`vtk.vtkPointSet`
`PolyData`	表示 1D 和 2D 几何（例如线、多边形、三角形），主要用于表面数据。	创建表面网格或点云。	`vtk.vtkPolyData`
`UnstructuredGrid`	支持任意 1D、2D 和 3D 单元的非结构化网格，可包含体单元。	体数据、复杂几何，或处理生成的子集数据。	`vtk.vtkUnstructuredGrid`
`StructuredGrid`	规则排列的点网格，点按坐标轴对齐，单元为 2D 四边形或 3D 六面体。	使用 `numpy.meshgrid` 生成有序网格。	`vtk.vtkStructuredGrid`
`RectilinearGrid`	矩形网格，点沿轴对齐但间距不均匀，具有隐式几何。	轴对齐的规则但间距不均的网格数据。	`vtk.vtkRectilinearGrid`
`ImageData`	均匀网格（影像数据），点间距均匀，基于原点和单元大小生成几何。	影像数据（如 CT/MRI 扫描）。	`vtk.vtkImageData`
`MultiBlock`	多块数据集的容器，可存储多个网格或数据集。	管理多个数据集作为单一对象。	`vtk.vtkMultiBlockDataSet`
`PartitionedDataSet`	用于分区管理的复合数据集，封装多个分区。	处理分区化的数据集。	`vtk.vtkPartitionedDataSet`

pyvistaqt

pyvistaqt 专门为Qt的Python绑定提供支持（通过模块pyvistaqt），这样一来，比直接用vtk简单不少：

QtInteractor：PyVista 提供的 QtInteractor 用作 Qt 控件，替换了 VTK 的 QVTKRenderWindowInteractor。
简化 API：PyVista 的 add_mesh 方法直接处理颜色和网格显示设置，而无需手动设置映射器和演员。
背景设置：使用 PyVista 的 set_background 设置背景颜色，提升代码可读性。

例子

import sys

from PySide6.QtCore import Qt
from PySide6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow

from pyvistaqt import QtInteractor
import pyvista as pv

class PyVistaWindow(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle("PyVista in PySide6")
        self.setGeometry(100, 100, 800, 600)

        # 创建 PyVista 对应的 QWidget 控件
        self.plotter = QtInteractor(self)
        self.setCentralWidget(self.plotter)

        # 创建锥体并添加到渲染器
        cone = pv.Cone(resolution=8)
        self.plotter.add_mesh(cone, color="red", show_edges=True)

        # 设置背景颜色
        self.plotter.set_background("midnightblue")

        # 显示窗口
        self.show()

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = PyVistaWindow()
    sys.exit(app.exec())

Qt绑定？

pyvistaqt 借助于pyqt来支持不同的Qt绑定。如果只安装了一种，直接使用，如果装了多个，则需要手动指定。

通过环境变量来选择所期望的绑定：

import os
os.environ["QT_API"] = "pyside6"

可用选项（默认pyqt5)：

pyqt5
pyside2
pyqt6
pyside6

参考

https://docs.pyvista.org/examples/
https://docs.pyvista.org/user-guide/what-is-a-mesh
https://qtdocs.pyvista.org/
https://qtdocs.pyvista.org/usage.html

1+1=10

记记笔记，放松一下...