计算科学 - Paraview 中的体积渲染 3D VTK *.vtu UnstructuredGrid 文件 - 吾爱随笔录

我想在 Paraview 中体积渲染 3D 标量数据，我不确定我无法这样做是否是 VTK 或 Paraview 的错误使用。

我已经构建了一个 *.vtu VTK 非结构化网格文件，其中包含 2 个单元，这些单元由 10 个 PolyVertex 对象组成，每个点都具有标量数据。这些用于表示空间中数值解的值已知的点（例如，有限元的正交点）。我可以将文件加载到 Paraview 并以点的形式查看输出：

没问题。但是，当我选择“体积”表示而不是点时，点就会消失，没有任何体积渲染。我正在寻找 paraview 在每个单元格的点之间线性插值解决方案，就像我从数据文件提供图像（统一直线网格）一样：

但是，我似乎无法找到有关如何执行此操作的文档。我想有限元社区通常必须呈现非结构化的体积数据，所以这令人惊讶。

以及用于在 Python 中写出 VTK 文件的源代码：

class VtkPolyVertCloud(object):
    """ save each finite element as a set of polyvertices, but lose cell information """

    def __init__(self):

        # geometry
        self.points= vtk.vtkPoints()
        self.grid = vtk.vtkUnstructuredGrid()

        # data
        self.values = vtk.vtkDoubleArray()
        self.values.SetName('point_values_array')

        self.grid.SetPoints(self.points)
        self.grid.GetPointData().SetScalars(self.values)

    def add_polyVertex_cell(self, points, data):
        """
        adds points according to user-supplied numpy arrays, for convenience and to eliminate loops
        in calling code

        @param points: numpy array of 3d point coords -- points.shape = (npoints, 3)
        @param data: scalar-valued data belonging to each point -- data.shape = (npoints,)
        """
        npts = points.shape[0]
        assert(points.shape[1] == 3)             # make sure 3d points passed in
        assert(data.shape[0] == npts) # make sure same number of data, points

        pv = vtk.vtkPolyVertex()
        pv.GetPointIds().SetNumberOfIds(npts)
        for idx, point in enumerate(points):
            pointID = self.points.InsertNextPoint(point)
            pv.GetPointIds().SetId(idx, pointID)
            self.values.InsertNextValue(data[idx])

        self.grid.InsertNextCell(pv.GetCellType(), pv.GetPointIds())

和调用代码：

def test_vtkPolyVertexCloud_writeToFile():
    """ adds a set of polyvertices meant to represent a finite element """
    pc = vtku.VtkPolyVertCloud()
    points, data = get_random_points_and_data(10)
    pc.add_polyVertex_cell(points, data)
    pc.add_polyVertex_cell(points + 1, data)

    # write
    fn = 'test_PolyVertexCloud.vtu'
    writer = vtk.vtkXMLUnstructuredGridWriter()
    writer.SetFileName(fn)
    writer.SetInputData(pc.grid)
    writer.Write()

更新：我注意到下面接受的答案并做了以下事情： 1. 对我的每个有限元执行空间 Delaunay 三角剖分（数值解在每个有限元的节点处是已知的）。三角剖分很快，因为即使是高阶有限元也没有那么多点。2. 构造了一个VTK 文件，其中每个单元格都是来自每个元素的空间Delaunay 三角剖分的四面体。

Paraview 能够以体积方式绘制此图。