[c++] VTK와 과학적 시각화

20 Dec 2023

과학 및 공학 분야에서 시각화는 매우 중요합니다. 이를 통해 복잡한 데이터를 이해하고 분석할 수 있으며, 이미지나 애니메이션을 통해 결과를 효과적으로 전달할 수 있습니다. VTK(Virtualization Toolkit)는 이러한 목적으로 사용되는 강력한 라이브러리 중 하나입니다.

VTK란 무엇인가?

VTK는 C++, Python, Java 및 Tcl을 지원하는 오픈소스 소프트웨어입니다. VTK를 사용하여 2D 및 3D 그래픽 데이터를 시각화하고 처리할 수 있으며, 의료 영상, 공학 시뮬레이션, 기상학적 데이터 및 다양한 과학 및 공학 분야의 데이터를 시각화할 수 있습니다.

VTK의 주요 기능

VTK는 다음과 같은 기능을 제공합니다:

다양한 시각화 알고리즘: 볼륨 렌더링, 등고선, 표면 추출, 스트리밍 등 다양한 시각화 알고리즘을 제공합니다.
데이터 처리 및 분석: 데이터를 로드하고 처리하며, 데이터 가시화를 위한 필터와 맵핑을 제공합니다.
상호작용: 사용자와의 상호작용을 위한 도구를 제공하여 사용자가 데이터를 탐색하고 조작할 수 있도록 합니다.

예시 코드

아래는 VTK를 사용하여 단순한 시각화를 하는 C++ 코드의 예시입니다.

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2)
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle)

#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor>

int main()
{
  vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource = vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();

  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  mapper->SetInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());

  vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  actor->SetMapper(mapper);

  vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  renderWindow->AddRenderer(renderer);

  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);

  renderer->AddActor(actor);
  renderer->SetBackground(0.1, 0.2, 0.4);

  renderWindow->Render();
  renderWindowInteractor->Start();

  return 0;
}

결론

VTK는 과학 및 공학 분야에서 데이터 시각화를 위한 강력한 도구로 널리 사용되고 있습니다. 다양한 시각화 기능과 유연성을 통해 다양한 분야에서의 응용이 가능하며, 뛰어난 성능과 사용자 상호작용을 통해 데이터를 효과적으로 탐색하고 이해할 수 있습니다.

참고 자료

VTK 공식 웹사이트: vtk.org
VTK GitHub 저장소: github.com/Kitware/VTK
“The Visualization Toolkit: An Object-Oriented Approach to 3D Graphics, 4th Edition” - Kitware, Inc. 에서 발간된 책

위키미디어1: https://en.wikipedia.org/wiki/VTK

위키미디어2: https://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_visualization