【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 def _WIN32_IE define _WIN32_IE 0x0601 endif3) 如果不進(jìn)行上述兩步操作，在編譯項(xiàng)目過程中會(huì)出現(xiàn)類似下面錯(cuò)誤：fatal error C1189: error : This file requires _WIN32_WINNT to be defined at least to 0x0403. Value 0x0501 or higher is remended.(6) 編譯整個(gè)解決方案： 2010，點(diǎn)擊編譯生成解決方案開始編譯。(另外，也可在F:\Program Files\VTK \)。編譯好的文件默認(rèn)是Debug文件，保存在F:\Program Files\VTK \bin\bin\Debug中。，但在編譯解決方案時(shí)，有時(shí)還是會(huì)遇到一些錯(cuò)誤。在附錄中列出了一些編譯時(shí)常見錯(cuò)誤及解決方法。(7) 編譯好Debug文件之后，再編譯一個(gè)Release文件：在VS 2010的Solution Explorer中右擊ALL_BUILD—Properties—點(diǎn)擊Configuration Manager—將Active solution configurration 選項(xiàng)選為Release。重新編譯，則生成Release文件。(某些路徑可能需要重新設(shè)置)。編譯好的文件保存在F:\Program Files\VTK \bin\bin\Release。　　(8) 至此，VKT安裝及源碼編譯結(jié)束，編譯產(chǎn)生的lib、dll鏈接庫(kù)和執(zhí)行文件都生成在F:\Program Files\VTK \bin\bin\中的Debug和Release文件夾下。注意，將F:\Program Files\VTK \bin\bin\中Release文件夾(或Debug文件夾):\windows\system32中，或通過路徑設(shè)置將其放置到VS 2010能夠找到的路徑下。(9) 在Study_VTK_Together01教學(xué)視屏中，其作者還增加了環(huán)境變量：在Administrator的用戶變量處增加變量VTK_DIR，值為F:\Program Files\VTK \bin\，在系統(tǒng)變量處同樣增加變量VTK_DIR，值為F:\Program Files\VTK \bin\。(10) 環(huán)境路徑設(shè)置：每次新建的基于VTK的C++工程均需設(shè)置相應(yīng)路徑。運(yùn)行過程中缺失的路徑也需要進(jìn)行添加。添加路徑有以下三種方法：1) 手動(dòng)設(shè)置。下面列出一些通常的路徑設(shè)置：a) 修改Project settingC/C++ CategoryPreprocessorAdditional include directories: D:\Program Files\VTK \\Graphics,D:\Program Files\VTK \\Filtering,D:\Program Files\VTK \\Common,D:\Program Files\VTK \bin,D:\Program Files\VTK \\Rendering b) 修改Project settingLinkInputObject/library modules: c) Project setting Link Category: Input Additional library path： D:\Program Files\VTK \bin\bin\Debug2) 通過Cmake來生成工程并設(shè)置路徑。用Cmake生成工程的流程和以上用Cmake編譯配置VTK的過程類似，需要準(zhǔn)備三樣?xùn)|西。，這個(gè)文件可以沒有任何代碼，但它的絕對(duì)路徑需要填在Cmake的sourse code目錄欄；第二是存放工程項(xiàng)目的文件夾(一般新建一個(gè)bin文件夾)，存放工程的這個(gè)路徑需要填在Cmake的build目錄欄；，Cmake在編譯生成工程的過程中需要按照這個(gè)文檔的內(nèi)容進(jìn)行配置，找到了才開始編譯。，如果沒有相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備是較難編寫的，更改其中的源碼名稱即可。將這三樣放在一起就可以開始編譯了，編譯生成的項(xiàng)目文件中就自動(dòng)添加了相應(yīng)路徑。3) 通過C++頭文件來設(shè)置路徑。將VTK常用的絕對(duì)路徑和庫(kù)文件名寫在一個(gè)C++頭文件(.h)中，每次編寫的程序都包含這個(gè)頭文件，這樣也就為新建的工程添加了相應(yīng)的環(huán)境路徑。相較而言，這種方法最為簡(jiǎn)便靈活，不必每次都手動(dòng)設(shè)置，更改也是最為方便的。第三章 數(shù)據(jù)輸入接口 有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)類有限元網(wǎng)格是一個(gè)復(fù)雜的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以將其抽象為一個(gè)有限點(diǎn)集，“節(jié)點(diǎn)”是這個(gè)集合的元素，而“單元”則是這些元素之間的聯(lián)系(或者稱為“拓?fù)洹?。這樣一來，有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)實(shí)際上就包含兩大部分：節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和單元數(shù)據(jù)。前者確定了網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)，后者則確定了網(wǎng)格的幾何性態(tài)。在本課題程序中，共定義了1個(gè)節(jié)點(diǎn)類，5個(gè)單元類來存儲(chǔ)和操作有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)。其中，節(jié)點(diǎn)類Node3D用來描述節(jié)點(diǎn)、存放節(jié)點(diǎn)信息；單元類ElementLine用來描述線單元；單元類ElementTriangle用來描述三角形單元；單元類ElementVolume_Tet用來描述空間四面體單元；單元類ElementVolume_Wedge來描述空間五面體單元；單元類ElementVolume_Hex來描述空間六面體單元。各類中定義了各自的數(shù)據(jù)屬性 (編號(hào)、點(diǎn)的坐標(biāo)等)以及基本的操作，數(shù)據(jù)則由文本讀入。 節(jié)點(diǎn)類節(jié)點(diǎn)類所包含的節(jié)點(diǎn)信息是整個(gè)有限元網(wǎng)格可視化的基礎(chǔ)，網(wǎng)格的形成、節(jié)點(diǎn)的繪制、節(jié)點(diǎn)標(biāo)注、單元的構(gòu)成、Delaunay三角剖分()以及網(wǎng)格變形的計(jì)算等都嚴(yán)格地依賴于節(jié)點(diǎn)對(duì)象。在本課題程序中，由Node3D類來描述節(jié)點(diǎn)、存放節(jié)點(diǎn)信息。Node3D類的頭文件()如下所示：pragma onceclass Node3D{public: Node3D(double x=0,double y=0,double z=0)。 Node3D(Node3D amp。p)。 ~Node3D()。 static int GetCount(){return count。}//獲取節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) static void ShowCount(){//顯示節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) coutNode3D count = countendl。 } static void Set_alpha(double a){m_alpha=a。}//設(shè)置放大系數(shù) static doble Get_alpha(){//獲取放大系數(shù) return m_alpha。 } void SetIdNode(int id){m_Node=id。}//設(shè)置節(jié)點(diǎn)編號(hào) int GetIdNode(){return m_Node。}//獲取節(jié)點(diǎn)編號(hào) void SetXNode(double x){m_xNode=x。}//設(shè)置x坐標(biāo) double GetXNode(){return m_xNode。}//獲取x坐標(biāo) void SetYNode(double y){m_yNode=y。}//設(shè)置y坐標(biāo) double GetYNode(){return m_yNode。}//獲取y坐標(biāo) void SetZNode(double z){m_zNode=z。}//設(shè)置z坐標(biāo) double GetZNode(){return m_zNode。}//獲取z坐標(biāo) void SetNode_u(double u){m_u=u。}//設(shè)置節(jié)點(diǎn)沿x方向位移 double GetNode_u(){return m_u。}//獲取節(jié)點(diǎn)沿x方向位移 void SetNode_v(double v){m_v=v。}//設(shè)置節(jié)點(diǎn)沿y方向位移 double GetNode_v(){return m_v。}//獲取節(jié)點(diǎn)沿y方向位移 void SetNode_w(double w){m_w=w。}//設(shè)置節(jié)點(diǎn)沿z方向位移 double GetNode_w(){return m_w。}//獲取節(jié)點(diǎn)沿z方向位移 double* Get_Draw_xyz()。//獲取節(jié)點(diǎn)的繪圖位置public: static double m_alpha。//位移放大系數(shù)private: static int count。//記錄節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) int m_Node。//節(jié)點(diǎn)編號(hào) double m_rgbNode[3]。//節(jié)點(diǎn)顏色 //節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) double m_xNode。 double m_yNode。 double m_zNode。 //節(jié)點(diǎn)位移 double m_u。 double m_v。 double m_w。 //節(jié)點(diǎn)繪圖位置 double m_xyzNode[3]。}。在這個(gè)三維點(diǎn)類中，封裝了三維空間點(diǎn)應(yīng)具備的基本數(shù)據(jù)屬性：編號(hào)、坐標(biāo)、位移。用一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員count來記錄點(diǎn)的個(gè)數(shù)，而靜態(tài)成員函數(shù)GetCount()和ShowCount()則分別用于得到和顯示點(diǎn)的個(gè)數(shù)。數(shù)組m_rgbNode[3]用來存放節(jié)點(diǎn)顏色的(r,g,b)值，但在本程序中并為真正使用到這個(gè)數(shù)組，它是為以后的高級(jí)應(yīng)用提供的一個(gè)備用屬性數(shù)據(jù)。在類的成員函數(shù)中，分別設(shè)計(jì)了對(duì)點(diǎn)的編號(hào)、坐標(biāo)及位移進(jìn)行設(shè)置和獲取的方法，這些方法都設(shè)計(jì)成為公有的接口，以便對(duì)一個(gè)實(shí)例化的點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行方便的操作。這個(gè)三維節(jié)點(diǎn)類中有三個(gè)重要的成員：實(shí)型數(shù)組m_xyzNode[3]、靜態(tài)整型變量m_alpha以及成員函數(shù)double* Get_Draw_xyz()。它們是與網(wǎng)格變形圖的繪制密切相關(guān)的三個(gè)成員。數(shù)組m_xyzNode[3]用于存放節(jié)點(diǎn)的真實(shí)位置坐標(biāo)，也即是繪圖時(shí)應(yīng)當(dāng)輸入的、需要顯示的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，它應(yīng)當(dāng)為節(jié)點(diǎn)未變形前的初始位置矢量與節(jié)點(diǎn)位移之和。由于在小變形范圍內(nèi)時(shí)有限元網(wǎng)格的變形很小，故在顯示時(shí)應(yīng)當(dāng)將位移值乘以一個(gè)放大系數(shù)以便于顯示觀察。變量m_alpha即是這個(gè)位移放大系數(shù)。當(dāng)m_alpha=0時(shí)，對(duì)應(yīng)網(wǎng)格未發(fā)生變形的狀態(tài)；當(dāng)m_alpha=1時(shí)，對(duì)應(yīng)網(wǎng)格的真實(shí)變形狀態(tài)；當(dāng)m_alpha1時(shí)，也就對(duì)應(yīng)網(wǎng)格的變形放大狀態(tài)。函數(shù)Get_Draw_xyz()用于返回節(jié)點(diǎn)的繪圖(真實(shí))位置矢量。這樣，m_xyzNode[3]、m_alpha和位移分量m_u、m_v、m_w的關(guān)系以及函數(shù)Get_Draw_xyz()的實(shí)現(xiàn)就可以寫成以下代碼：double* Node3D::Get_Draw_xyz(){ m_xyzNode[0]=m_xNode+m_alpha*m_u。 m_xyzNode[1]=m_yNode+m_alpha*m_v。 m_xyzNode[2]=m_zNode+m_alpha*m_w。 return m_xyzNode。}繪制有限元網(wǎng)格時(shí)通過調(diào)用這個(gè)函數(shù)獲取節(jié)點(diǎn)的位置，通過改變m_alpha的值來控制位移放大(或者說控制變形狀態(tài))，這樣就可以得到網(wǎng)格的原始狀態(tài)和變形狀態(tài)了。因此，在繪制顯示時(shí)，Get_Draw_xyz()這個(gè)函數(shù)是非常重要的。在類的公有成員中，重寫了一個(gè)帶默認(rèn)形參的構(gòu)造函數(shù)，在創(chuàng)建實(shí)例化的點(diǎn)對(duì)象時(shí)，它將空間點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)初始化為零、將點(diǎn)的三個(gè)位移分量初始化為零、將點(diǎn)的顏色的(r,g,b)值設(shè)置為(0,1,2)、將點(diǎn)的編號(hào)設(shè)置為m_Node=count+1，之后，將點(diǎn)的個(gè)數(shù)增加1。而在類的析構(gòu)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)count的個(gè)數(shù)不為零時(shí)則執(zhí)行count 進(jìn)行析構(gòu)。 單元類如果把有限元網(wǎng)格抽象為離散的有限點(diǎn)集及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，那么“有限單元”的概念正好就是這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的某種“實(shí)例”。在VTK中，模型的繪制方式也是通過這樣的思路來架構(gòu)的。單元類的設(shè)計(jì)與繪制單元所用的方法密切相關(guān)，因而在單元類中最為重要的數(shù)據(jù)成員就應(yīng)當(dāng)是單元編號(hào)，也就是說單元類的作用就是要定義哪些節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)聯(lián)系在一起、以怎樣的方式聯(lián)系在一起。本課題中共設(shè)計(jì)了5種單元類：ElementLine(線單元)； ElementTriangle(三角形單元)； ElementVolume_Tet(四面體單元)； ElementVolume_Wedge(五面體單元)； ElementVolume_Hex(六面體單元)。線單元類型是有限元中最為簡(jiǎn)單的一種單元類型，實(shí)際工程中的桁架單元和梁?jiǎn)卧伎梢阅撤N方式抽象為線單元模型。從拓?fù)涞挠^點(diǎn)來看，線單元即是將兩節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系定義為以直線方式連接。下面先以線單元類ElementLine為例來說明單元類的一些基本結(jié)構(gòu)。ElementLine的頭文件如下所示：//pragma onceclass ElementLine{public: ElementLine(int id1=1,int id2=2,int idm=1)。 ElementLine(ElementLine amp。p)。 ~ElementLine()。 static int GetCount(){//獲取單元個(gè)數(shù) return ecount。} static void ShowCount(){//顯示單元個(gè)數(shù) coutElement_Line count = ecountendl。 } void SetIdElement(int id){m_idElement=id。}//設(shè)置單元編號(hào) int GetIdElement(){return m_idElement。}//獲取單元編號(hào) void SetIdNode(int id[2]){ //設(shè)置節(jié)點(diǎn)編號(hào)m_idNode[0]=id[0]。m_idNode[1]=id[1]。} void SetIdNode(int id1,int id2){ //設(shè)置節(jié)點(diǎn)編號(hào)m_idNode[0]=id