vtk文件格式

最近学了一下vtk文件的格式, 做一个小结。文中用方括号标示出来的文字是根据实际需要自己定义的部分，其他的如DATASET， POINTS，CELLS等是vtk本身的格式要求一部分。

1. 第一部分，数据版本声明(不重要)

这是强制的一句话，说明文件版本 
# vtk DataFile Version 3.0

2. 第二部分，标题 (不重要）

不重要，相当于自己其一个标题，以回车结束，最多256个字符

3. 第三部分，文件格式声明

文件格式，ASCII或者 BINARY

于是前面三部分可以写为

# vtk DataFile Version 3.0
[VTKtitle]
ASCII

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4.第四部分，几何拓扑结构（重要）

DATASET [format]

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format表示数据的格式，可以是

• STRUCTURED_POINTS
• STRUCTURED_GRID
• UNSTRUCTURED_GRID
• POLYDATA
• STRUCTURED_POINTS
• RECTILINEAR_GRID
• FIELD

例如，如果是非结构网格的化，就写DATASET UNSTRUCTURED_GRID。这里的非结构网格不一定是四面体或三角形网格，只要是没有规则的都能用UNSTRUCTURED GRID表示，比如一个三角形和一个六面体的混合。

如果是UNSTRUCTURED_GRID， 那么接下来就需要指定节点和单元

POINTS  [n] [dataType]   (#n_point#域填入实际的点数, dataType为double float等类型)
[x_0] [y_0] [z_0]
[x_1] [y_1] [z_1]
[x_0] [y_0] [z_0]

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然后是单元声明

CELLS   [n_cells]  [n_list] #n_cells填入单元个数，n_list填入列表的数字的总数)
[单元0顶点数量]       [单元0顶点0的编号]     [单元0顶点1的编号]     [单元0顶点2的编号]     ...
[单元1顶点数量]       [单元1顶点0的编号]     [单元1顶点1的编号]     [单元1顶点2的编号]     ...
.
.
.

CELL_TYPES  [n_cells]   #n_cells与前面CELLS那一块的n_cells必须一样
[单元0类型]          #表示几何类型的整数，参考vtk的文档，比如四面体是10，六面体是11
[单元1类型]
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5. 第五部分，物理量（重要）

有两种：节点上的值和单元上的值，分别用POINT_DATA 和 CELL_DATA表示。可以表示多个物理量，物理量可以是标量（scalar)，向量(vector)，或者是张量(tensor)。

POINT_DATA [n]
[数据]

CELL_DATA [n]
[数据]

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上述格式中，数据可以是SCALAR，VECTOR或TENSOR，不同类型的数据需要不同的格式

SCALARS [dataName] [dataType] [numComp]  #dataName数据名字，dataType是double之类的，numComp一般是1
LOOKUP_TABLE [tableName]    #tableName表名
s_0
s_1
...
s_n-1

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6. 牛刀小试

（1）一个最简单的示例 
下面的vtk文件定义了一个六面体，顶点为(0,0,0), (50,0,0), (0,50,0), (50,50,0), (0,0,50), (50,0,50), (0,50,50), (50,50,50).

注意：构成一个单元的节点的排列顺序一定要按照vtk文档所定义的，不同几何体节点编号也不一样

# vtk DataFile Version 3.0
Right rectangular prisms grid
ASCII
DATASET UNSTRUCTURED_GRID

POINTS  8   double
0   0   0
50  0   0
0   50  0
50  50  0
0   0   50
50  0   50
0   50  50
50  50  50

CELLS 1 9
8   0   1   2   3   4   5   6   7   

CELL_TYPES 1
11

CELL_DATA 1
SCALARS density double 1
LOOKUP_TABLE table1
1

SCALARS resistivity double 1
LOOKUP_TABLE table2
2

SCALARS temperature double 1
LOOKUP_TABLE table3
3

SCALARS susceptibility double 1
LOOKUP_TABLE table4
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SCALARS permittivity double 1
LOOKUP_TABLE table4
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(2) 一个六面体网格示例 
一个六面体网格的模型, 用paraview显示 
https://img-blog.csdn.net/20180502093054466?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hfQW5kX1k=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70

学习资源

• python和vtk的一个入门讲义：http://www.cb.uu.se/~aht/Vis2014/lecture2.pdf
• vtk官网: https://www.vtk.org/
• 各种语言接口的VTK例子，VTKExamples: https://lorensen.github.io/VTKExamples/site/