[c++] VTK와 유체 역학 시뮬레이션

VTK와 유체 역학 시뮬레이션

소개

본 포스트에서는 VTK(Visualization Toolkit)를 사용하여 유체 역학 시뮬레이션 결과를 시각화하는 방법에 대해 소개하고자 합니다.

VTK란?

VTK(Visualization Toolkit)는 과학 및 의료 이미징, 재료 과학, 기상학, 기계 공학, 지질 과학 등과 같은 다양한 분야에서 3D 시각화 및 이미지 처리를 위한 오픈소스 라이브러리입니다.

유체 역학 시뮬레이션 결과 시각화

VTK를 사용하면 유체 역학 시뮬레이션 결과를 시각적으로 표현할 수 있습니다. 다양한 시각화 기법을 사용하여 유체 역학 데이터를 살펴볼 수 있으며, 이를 통해 결과를 이해하고 해석하는 데 도움이 됩니다.

예제 코드

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkXMLImageDataReader.h>
#include <vtkFixedPointVolumeRayCastMapper.h>
#include <vtkColorTransferFunction.h>
#include <vtkPiecewiseFunction.h>
#include <vtkVolumeProperty.h>
#include <vtkVolume.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 유체 역학 시뮬레이션 결과를 읽어옴
    vtkSmartPointer<vtkXMLImageDataReader> reader = vtkSmartPointer<vtkXMLImageDataReader>::New();
    reader->SetFileName("fluid_simulation_results.vti");
    reader->Update();

    // 볼륨 렌더링을 위한 매퍼 및 프로퍼티 설정
    vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper> volumeMapper = vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper>::New();
    volumeMapper->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());

    vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> colorFun = vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();
    // 컬러 전이 함수 설정

    vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> opacityFun = vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
    // 불투명도 함수 설정

    vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty = vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();
    volumeProperty->SetColor(colorFun);
    volumeProperty->SetScalarOpacity(opacityFun);

    vtkSmartPointer<vtkVolume> volume = vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
    volume->SetMapper(volumeMapper);
    volume->SetProperty(volumeProperty);

    // 렌더링 설정
    vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
    renderWindow->AddRenderer(renderer);
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
    renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
    renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera>::New());

    // 렌더링 창에 볼륨 추가
    renderer->AddVolume(volume);
    renderer->SetBackground(0.1, 0.1, 0.1);

    // 렌더링 시작
    renderWindow->Render();
    renderWindowInteractor->Start();

    return 0;
}

결론

VTK는 뛰어난 시각화 기능을 제공하여 유체 역학 시뮬레이션 결과를 명확하게 시각화할 수 있습니다. 이를 통해 유체 역학 연구 및 응용 분야에서의 결정적인 역할을 할 수 있습니다.

참고 문헌