4、VTK可视化管线

通过第3章的学习，我们已经了解了VTK的一些基础概念。在这一章里，我们将更深入地学习VTK，其中包括VTK的系统框架结构、引用计数、智能指针、Observer/Command设计机制以及本章的重点内容——VTK可视化管线结构。通过本章的学习，可能你对VTK的设计框架将会有更深一层的理解。

所谓追根溯源，首先我们先了解一下VTK里绝大多数类的共同的父类vtkObjectBase和vtkObject。

4.1 vtkObjectBase和vtkObject

vtkObjectBase是一个抽象基类，派生出绝大多数的VTK类。它是VTK里所有引用计数(Reference Counting)类的基类，著名的子类包括：vtkCommand，vtkInformationKey和vtkObject。

4.1.1 引用计数

如果很多对象有相同的值，将这个值存储多次是很无聊的。更好的办法是让所有的对象共享这个值的实现。这么做不但节省内存，而且可以使得程序运行更快，因为不需要构造和析构这个值的拷贝。引用计数就是这样一个技巧，它允许多个有相同值的对象共享这个值的实现。引用计数是个简单的垃圾回收体系，只要其它对象引用某对象(记为对象O)，对象O就会存在一个引用计数，当最后引用对象O的对象移除，O对象就会自动析构。VTK里使用引用计数的好处是，可以实现数据之间的共享而不用拷贝，从而达到节省内存的目的。

我们可以看一个简单的例子(4.1.1_ReferenceCounting)：

///ReferenceCount.cpp/

1: #include"vtkSmartPointer.h"

2: #include"vtkBMPReader.h"

3: #include"vtkImageData.h"

5: int main(int argc, char*argv[])

6: {

7: vtkSmartPointer<vtkBMPReader>reader = vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();

8: reader->SetFileName("../test.bmp");

9: reader->Update();

10:

11: std::cout<<"Reference Count of reader->GetOutput (BeforeAssignment) = "

12: <<reader->GetOutput()->GetReferenceCount()<<std::endl;

13:

14: vtkSmartPointer<vtkImageData> image1 = reader->GetOutput();

15: std::cout<<"Reference Count of reader->GetOutput (Assignto image1) = "

16: <<reader->GetOutput()->GetReferenceCount()<<std::endl;

17: std::cout<<"Reference Count of image1 = "

18: <<image1->GetReferenceCount()<<std::endl;

19:

20: vtkSmartPointer<vtkImageData> image2 = reader->GetOutput();

21: std::cout<<"Reference Count of reader->GetOutput (Assignto image2) = "

22: <<reader->GetOutput()->GetReferenceCount()<<std::endl;

23: std::cout<<"Reference Count of image2 = "

24: <<image2->GetReferenceCount()<<std::endl;

25:

26: return 0;

27: }

程序输出结果如图4.1所示。

图4.1ReferenceCount运行结果

在ReferenceCount示例里，我们先用vtkBMPReader读入一幅BMP图像test.bmp，在赋值之前我们输出了reader->GetOutput()的引用计数值，其值为1(使用方法New()创建对象以后，初始的引用计数值就等于1)；然后我们创建了一个vtkImageData类型的对象image1，并把reader的输出赋给了image1，这时image1就指向了reader的输出，也就是说，reader的输出多了一个引用，这个时候输出的reader->GetOutput()和image1的引用计数都为2；接着我们又创建一个类型同样为vtkImageData的对象image2，同样也是把reader的输出赋值给image2，这时，image2也指向reader的输出，亦即reader的输出又多了一个引用，所以输出的reader->GetOutput()和image2的引用计数值变成了3。image1和image2的数据结构可以简单地描述为图4.2。

图4.2image1，image2，reader->GetOutput()及引用计数之间的结构关系

一旦某个对象的引用计数等于0时，就表明没有别的对象再引用它，它的使命也宣告完成，程序就会自动的析构这个对象。在ReferenceCount这个示例里，我们看不到引用计数减少的相关代码，这是因为我们使用了智能指针vtkSmartPointer。

4.1.2 智能指针

智能指针会自动管理引用计数的增加与减少，如果检测到某对象的引用计数值减少为0，则会自动地释放该对象的资源，从而达到自动管理内存的目的。

在前面的内容我们已经介绍过，VTK里，要创建一个对象可以用两种方法，一种是使用vtkObjectBase里的静态成员变量New()，用Delete()方法析构；另一种就是我们示例里使用多次的使用智能指针vtkSmartPointer<T>。

对于第一种方法，用New()创建的对象，程序最后必须要调用Delete()方法释放对应的内存，而且由于vtkObjectBase及其子类的构造函数都是声明为受保护的，这意味着它们不能在栈区(栈区上的内存是由编译器自动分配与释放的，堆区上的内存则是由程序员分配和手动释放的。)上分配内存。比如：

vtkBMPReader*reader = vtkBMPReader::New(); //创建vtkBMPReader对象

……

reader->Delete();//程序最后要调用Delete()，这里并没有直接析构对象，而是使引用计数值减1。

用New()创建的对象，如果没有用Delete()方法删除的话，程序有可能会出现内存泄漏，即用户负责对象内存的管理。

如果使用智能指针创建的对象，则无需手动调用Delete()方法让引用计数减少，因为引用计数的增加与减少都是由智能指针自动完成的。使用智能指针时，首先是要包含智能指针的头文件：#include "vtkSmartPointer.h"。vtkSmartPointer是一个模板类，所需的模板参数就是待创建的对象的类名，如：

vtkSmartPointer<vtkImageData>image = vtkSmartPointer< vtkImageData >::New();

注意上面一行代码等号右边写法，不能写为：

vtkSmartPointer<vtkImageData > image = vtkImageData::New();

也就是不能把对象的原始指针赋给智能指针，上行代码编译的时候可以通过，但程序退出时会有内存泄漏，就是因为智能指针无法自动释放该对象的内存，如图4.3所示。

图4.3 将对象的原始指针赋予智能指针会引起内存泄漏

如果没有给对象分配内存，仍然可以使用智能指针，比如：

vtkSmartPointer<vtkBMPReader>reader =vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();

vtkImageData* imageData=reader->GetOutput();

或者：

vtkSmartPointer< vtkImageData> imageData = reader->GetOutput();

第一种情况，当reader超出其作用域时，数据即会被删除；第二种情况，使用了智能指针，所以数据的引用计数会自动加1，除非reader和imageData都超出它们的作用域，数据才会被删除。

智能指针类型同样也可以作为函数的返回值。正确的写法类似：

vtkSmartPointer<vtkImageData>MyFunction()

{

vtkSmartPointer<vtkImageData> myObject= vtkSmartPointer<vtkImageData>::New();

return myObject;

}

调用时则是：

vtkSmartPointer<vtkImageData>MyImageData = MyFunction();

函数MyFunction()的返回值是通过拷贝的方式，将数据赋予调用的变量，因此该数据的引用计数保持不变，而且函数MyFunction里的myObject对象也不会删除。

下面的函数形式和函数调用是错误的，应该引起注意：

vtkImageData* MyFunction()

{

vtkSmartPointer< vtkImageData >MyObject = vtkSmartPointer< vtkImageData >::New();

return MyObject;

}

vtkImageData* MyImageData = MyFunction();

在函数MyFunction()里定义的是智能指针类型的，最后返回时转换成原始指针类型，当函数调用结束时，智能指针的引用计数会减为0，即函数MyFunction里的MyObject对象会被删除掉，也就是说MyFunction()返回的是悬空指针，这时再赋予MyImageData变量就会出错。

智能指针类型也可以作为类的成员变量，而且会使得类在析构时更加容易，不用人为去做任何释放内存的事情，把这些工作都交给智能指针来完成，例如：

classMyClass

{

vtkSmartPointer<vtkFloatArray>Distances;

};

然后在类的构造函数里进行初始化：

MyClass::MyClass()

{

Distances = vtkSmartPointer<vtkFloatArray>::New();

}

在类的析构函数里不用调用Delete()去删除任何东西。

智能指针有一个让人困惑的地方：当你创建一个智能指针类型的对象，然后改变它的指向，这时引用计数就会出错。例如：

vtkSmartPointer<vtkImageData>imageData = vtkSmartPointer<vtkImageData>::New();

imageData= Reader->GetOutput();

上面两行代码里，我们首先创建一个imageData，并给他分配好了内存，接着我们又把imageData指向Reader的输出，而不是一直指向我们创建的那块内存。对于这种情况，我们只要简单地调用：

vtkImageData*imageData = Reader->GetOutput();

这里没有必要使用智能指针，因为我们没有实际创建任何新的对象。

综上所述，可以看出引用计数和智能指针是息息相关的，它们主要都是用于内存管理。使用智能指针可以免去很多手动删除变量的烦恼，所以在本教程里，我们从一开始都使用智能指针来创建VTK对象。如果你想了解更多关于引用计数和智能指针的内容，可以参考C++的经典著作《More Effective C++》这本书。

4.1.3 运行时类型识别 (Run-Time Type Information，RTTI)

在C++里，对象类型是通过typeid (需要包含头文件#include<type_info>)获取的；VTK里在vtkObjectBase定义了获取对象类型的方法：GetClassName()和IsA()。GetClassName()返回的是该对象类名的字符串(VTK用类名来识别各个对象)，如：

vtkSmartPointer<vtkBMPReader>Reader = vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();

constchar* type = Reader->GetClassName(); //返回“vtkBMPReader”字符串

IsA()方法用于测试某个对象是否为指定字符串的类型或其子类，比如：

if(Reader->IsA(“vtkImageReader”) ) {……}; // 这里IsA()会返回真。

类比C++里的操作RTTI操作符，除了typeid之外，还有dynamic_cast，主要用于基类向子类的类型转换，称为向下转型。VTK里同样提供了类似的方法，也就是vtkObject里定义的SafeDownCast()，它是vtkObject里的静态成员函数，意味着它是属于类的，而不是属于对象的，即可以用vtkObject::SafeDownCast()直接调用，比如：

vtkSmartPointer<vtkImageReader>ReaderBase = vtkSmartPointer<vtkImageReader>::New();

vtkBMPReader*bmpReader = vtkBMPReader::SafeDownCast(ReaderBase);

与dynamic_cast类似，SafeDownCast也是运行时才转换的，这种转换只有当bmpReader的类型确实是ReaderBase的派生类时才有效，否则返回空指针。

除了运行时类型识别，vtkObjectBase还提供了用于调试的状态输出接口Print()。虽然vtkObjectBase里除了Print()还提供PrintSelf()、PrintHeader()、PrintTrailer()等公共接口，但在调试VTK程序时，如果需要输出某个对象的状态信息时，一般都是调用Print()函数，如：

bmpReader->Print(std::cout);

4.1.4 关于vtkObject的两三事

以上的几小节都是在讨论vtkObjectBase这个VTK始祖类的一些特性，接下来我们看一下vtkObjectBase这个始祖类其中一个“儿子”的本领。vtkObject是大多数VTK类的父类，是一个抽象基类，大多数在VTK框架里的类都应该是它的子类或其某个子类的子类。这一小节我们起名为“关于vtkObject的两三事”，因为vtkObject刚好做了三件重要的事情。

第一件事是，vtkObject里定义了与程序调试相关的一些公共接口，包括：

DebugOn() / DebugOff()

GetDebug() / SetDebug(unsignedchar)

SetGlobalWarningDisplay(int) / GetGlobalWarningDisplay()

GlobalWarningDisplayOn() / GlobalWarningDisplayOff()

其中后四个是静态成员函数。我们可以通过示例(4.1.4_vtkObjectDemo)来看看vtkObject做的第一件事到底是什么。

///vtkObjectDemo.cpp/

1: #include"vtkSmartPointer.h"

2: #include"vtkBMPReader.h"

3: #include "vtkImageViewer2.h"

4: #include"vtkRenderWindowInteractor.h"

6: int main(int argc, char*argv[])

7: {

8: vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();

9: reader->SetFileName("../monochrome.bmp");

10: reader->Allow8BitBMPOn();

11: reader->SetDebug(1);

12: //reader->SetDebug(0);

13: //reader->GlobalWarningDisplayOff();

14: reader->Update();

15:

16: vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> viewer =vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();

17: viewer->SetInput(reader->GetOutput());

18:

19: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor =

20: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();

21: viewer->SetupInteractor(interactor);

22: viewer->Render();

23:

24: interactor->Initialize();

25: interactor->Start();

26:

27: return 0;

28: }

第11行SetDebug(1)作用等同于DebugOn()，第12行SetDebug(0)等同于DebugOff()。示例里我们读入的BMP图像是单色的，由于VTK不支持单色的BMP图像的读取，所以如果调用方法SetDebug(1)或者DebugOn()时，则会弹出图4.4-A所示的窗口；调用DebugOff()时，弹出的窗口如图4.4-B所示，如果不想看到vtkOutputWindow窗口，可以调用GlobalWarningDisplayOff()或者SetGlobalWarningDisplay(0)。

图4.4vtkOutputWindow窗口

因为VTK不支持1位BMP图像的读取，所以调用reader->GetOutput()时不能得到正确的输出，最终会导致程序在关闭时，出现内存溢出的错误，如图4.5所示。

图4.5 示例4.1.4_vtkObjectDemo程序退出时内存溢出错误

注：示例4.1.4_vtkObjectDemo也可以作一下更改，以便让它支持命令行参数，作为BMP图像的浏览器，修改后的工程为BMPImageViewer。比如在CMD窗口里输入命令：

D:\\Toolkits\\VTK\\Examples\\4.1.4_vtkObjectDemo\\bin\\Debug\\BMPImageViewer.exeD:\\Toolkits\\VTK\\Examples\\4.1.4_vtkObjectDemo\\test.bmp (回车，即可运行程序)

或者可以直接在VS2008里输出需要的命令行参数。右击“BMPImageViewer”工程，选择属性，然后选择属性对话框左边的Debugging，接着在“Command Arguments”一栏输出所需的参数，比如..\\test.bmp (可以用绝对路径，如果路径里含有空格，记得用双引号把整个路径括起来)。确定，保存所做的更改。最后在VS2008下F5运行程序。

如果你感觉程序运行时后面老是跟着控制台窗口，让你觉得不爽的话，你可以在main()函数之前加入下面的语句隐藏控制台窗口，一般建议在发布程序之前不要隐藏，方便调试程序时随时输出调试信息。

#pragmacomment(linker,"/subsystem:\\"windows\\"/entry:\\"mainCRTStartup\\"")

vtkObject的第二件事是，实现观察者/命令(Observer/Command)设计模式。本教程不是专门介绍设计模式的，如果你想更深入地了解Observer/Command设计模式，可以翻翻相关的书籍，下面只是就这两种设计模式蜻蜓点水般的做一概述。

vtkObject定义了与观察者Observer相关的方法(如，AddObserver()/RemoveObserver())，观察者模式主要针对两个对象：Object和Observer。一个Object可以有多个Observer，它定义对象间的一种一对多的依赖关系，当—个Object对象的状态发生改变时，所有依赖于它的Observer对象都得到通知被自动更新。

命令模式属于对象行为模式，它将—个请求封装为一个对象，并提供一致性发送请求的接口，当一个事件发生时，它不直接把事件传递到事件调用者，而是在命令和调用者之间增加—个中间者，将这种直接关系切断，同时两者之间都隔离。事件调用者只是和接口打交道，不和具体实现交互。命令模式的实现是由vtkObjectBase的另外一个重要子类vtkCommand及其派生类实现的。

如果你还是觉得抽象的话，我们就看看下面的示例(ObserverCommandDemo.cpp)：

ObserverCommandDemo.cpp///

1: #include"vtkSmartPointer.h"

2: #include"vtkBMPReader.h"

3: #include"vtkImageViewer2.h"

4: #include"vtkRenderWindowInteractor.h"

5: #include"vtkCallbackCommand.h"

7: long pressCounts = 0;

9: //第一步，定义回调函数。

10: //注意回调函数的签名，不能更改。

11: void MyCallbackFunc(vtkObject*, unsigned long eid, void* clientdata,void *calldata)

12: {

13: std::cout<<"You have clicked:"<<++pressCounts<<" times."<<std::endl;

14: }

15:

16: int main(int argc, char*argv[])

17: {

18: vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =

19: vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();

20: reader->SetFileName("../test.bmp");

21: reader->Allow8BitBMPOn();

22: reader->SetDebug(0);

23: reader->GlobalWarningDisplayOff();

24: reader->Update();

25:

26: vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> viewer =

27: vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();

28: viewer->SetInput(reader->GetOutput());

29:

30: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor =

31: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();

32: viewer->SetupInteractor(interactor);

33: viewer->Render();

34:

35: //第二步，设置回调函数。

36: vtkSmartPointer<vtkCallbackCommand> mouseCallback =

37: vtkSmartPointer<vtkCallbackCommand>::New();

38: mouseCallback->SetCallback ( MyCallbackFunc );

39:

40: //第三步，将vtkCallbackCommand对象添加到观察者列表。

41: interactor->SetRenderWindow(viewer->GetRenderWindow());

42: interactor->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonPressEvent,mouseCallback);

43:

44: interactor->Initialize();

45: interactor->Start();

46:

47: return 0;

48: }

示例ObserverCommandDemo运行结果如图4.6所示。

图4.6 示例ObserverCommandDemo运行结果

从示例ObserverCommandDemo可以看到，VTK里使用事件回调函数时，需要分三步走。首先，定义回调函数。回调函数的签名只能是以下形式：

void MyCallbackFunc(vtkObject*obj,unsigned long eid, void* clientdata, void *calldata)

其次是创建一个vtkCallbackCommand对象，并调用vtkCallbackCommand::SetCallback()设置第一步定义的回调函数。

最后是将vtkCallbackCommand对象添加到对象的观察者列表。VTK里，所有的事件都是通过vtkInteractorObserver(vtkRenderWindowInteractor的父类，vtkInteractorObserver派生自vtkObject) 进行监听的，所以，我们把vtkCallbackCommand对象加入到vtkRenderWindowInteractor对象的观察者列表中，调用的就是vtkObject提供的公共接口AddObserver()，其原型为：

unsigned longAddObserver (unsigned long event, vtkCommand *, float priority=0.0f)

第一个参数是要监听的事件，这些事件定义在vtkCommand类里，如：

RenderEvent /ProgressEvent / PickEvent / StartPickEvent / EndPickEvent / ExitEvent /LeftButtonPressEvent / LeftButtonReleaseEvent / MiddleButtonPressEvent /MiddleButtonReleaseEvent / RightButtonPressEvent / RightButtonReleaseEvent /KeyPressEvent / KeyReleaseEvent /CharEvent / TimerEvent

示例中我们监听的是鼠标左键的单击事件，即LeftButtonPressEvent。

AddObserver的第二个参数是vtkCommand类型的指针，即我们创建的已经绑定回调函数的vtkCallbackCommand对象。第三个参数是设置命令响应的优先权。

AddObserver函数的返回值是unsigned long型的，可以用于把观察者从观察者列表中删除RemoveObserver(eventID)。

示例ObserverCommandDemo监听交互过程中的鼠标左键单击事件，如果监听到该事件，就在控制台中输出目前为止鼠标的单击次数，该示例仅仅是为了演示观察者/命令模式的工作方式，除此之外没有任何实用价值。除了用以上介绍的回调函数形式来完成事件/回调的工作，同样也可以用类(派生自vtkCommand)的形式来完成。示例ObserverCommandDemo2里，我们会看到稍微复杂一点的应用。

ObserverCommandDemo2.cpp/

1: #include"vtkSmartPointer.h"

2: #include"vtkConeSource.h"

3: #include"vtkPolyDataMapper.h"

4: #include"vtkRenderWindow.h"

5: #include"vtkRenderWindowInteractor.h"

6: #include"vtkCamera.h"

7: #include"vtkActor.h"

8: #include"vtkRenderer.h"

9: #include"vtkCommand.h"

10: #include"vtkBoxWidget.h"

11: #include"vtkTransform.h"

12: #include"vtkInteractorStyleTrackballCamera.h"

13:

14: //第一步

15: class vtkMyCallback : publicvtkCommand

16: {

17: public:

18: static vtkMyCallback *New()

19: { return newvtkMyCallback; }

20:

21: virtual voidExecute(vtkObject *caller, unsigned long eventId, void* callData)

22: {

23: vtkTransform *t =vtkTransform::New();

24: vtkBoxWidget *widget =reinterpret_cast<vtkBoxWidget*>(caller);

25: widget->GetTransform(t);

26: widget->GetProp3D()->SetUserTransform(t);

27: t->Delete();

28: }

29: };

30:

31: int main()

32: {

33: vtkSmartPointer<vtkConeSource> cone =vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();

34: cone->SetHeight( 3.0 );

35: cone->SetRadius( 1.0 );

36: cone->SetResolution( 10);

37:

38: vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> coneMapper =

39: vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();

40: coneMapper->SetInputConnection( cone->GetOutputPort() );

41:

42: vtkSmartPointer<vtkActor> coneActor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();

43: coneActor->SetMapper(coneMapper );

44:

45: vtkSmartPointer<vtkRenderer> ren1=vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();

46: ren1->AddActor(coneActor );

47: ren1->SetBackground(0.1, 0.2, 0.4 );

48:

49: vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renWin =

50: vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();

51: renWin->AddRenderer(ren1 );

52: renWin->SetSize( 300,300 );

53:

54: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> iren =

55: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();

56: iren->SetRenderWindow(renWin);

57:

58: vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style =

59: vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera>::New();

60: iren->SetInteractorStyle(style);

61:

62: //通过vtkBoxWidget可以控制coneActor的变换矩阵，从而实现coneActor的形变

63: vtkSmartPointer<vtkBoxWidget> boxWidget =vtkSmartPointer<vtkBoxWidget>::New();

64: boxWidget->SetInteractor(iren);

65: boxWidget->SetPlaceFactor(1.25);

66: boxWidget->SetProp3D(coneActor);

67: boxWidget->PlaceWidget();

68:

69: //第二步

70: vtkSmartPointer<vtkMyCallback> callback =vtkSmartPointer<vtkMyCallback>::New();

71:

72: //第三步

73: boxWidget->AddObserver(vtkCommand::InteractionEvent,callback);

74:

75: //激活Widget。按“i”键可以关闭或激活Widget。

76: boxWidget->On();

77:

78: iren->Initialize();

79: iren->Start();

80:

81: return 0;

82: }

示例的第31行一直到61行，都是我们比较熟悉的代码，唯一比较陌生的类是vtkBoxWidget，你可以先查看一下这个类的说明文档，关于Widget的使用后续章节也会重点介绍，这里暂且不提，我们的重点是Observer/Command的应用。

与回调函数的类似，首先我们从vtkCommand派生出类vtkMyCallback，该类主要实现两个方法，一个是New()，用于为创建的对象申请内存；一个是Execute()，这是父类vtkCommand里定义的纯虚函数，其原型为：

virtual voidExecute(vtkObject *caller, unsigned long eventId,void *callData) = 0;

这意味着，只要从vtkCommand派生的类，都必须实现这个方法。而这个方法的作用就是一旦监听到所要监听的事件，就会自动地调用该方法。监听到事件后，要完成什么样的操作，都是在Execute()方法里实现，所以我们把精力都放在这个方法上。第一个参数是caller，指向调用观察者的对象，即调用AddObserver()方法的那个对象，如本例中的boxWidget。第二个参数eventId是事件的编号。第三个参数callData，是传递给Execute函数的数据，本例我们没有给该函数传递任何数据，如果你很想知道这个参数有值时应该如何使用，可以找找你计算机上的VTK目录(D:\\Toolkits\\VTK\\VTK-5.10\\Examples\\Tutorial\\Step2\\Cxx\\Cone2.cxx)。

将Execute()与前面介绍的回调函数作一对比：

void MyCallbackFunc(vtkObject*obj,unsigned long eid, void* clientdata, void *calldata)

前两个参数都是一样的，MyCallbackFunc的第四个参数与Execute()的第三个参数一样，第三个参数是clientdata，这个数据是指回调函数里需要访问主程序里的数据时，由主程序向回调函数传递的，可以通过方法vtkCallbackCommand::SetClientData()设置。

接下来我们看看MyCallback::Execute()的实现(23到27行)。首先我们定义一个vtkTransform对象；然后把传递过来的数据caller用C++操作符reinterpret_cast<>转换成类型vtkBoxWidget*，示例里的这个转换是可以成功的，因为调用观察者的对象也是vtkBoxWidget*类型的(73行)。紧接着，我们把从vtkBoxWidget对象获取到的变换重新应用到vtkBoxWidget里的Prop对象，也就是说Prop对象会跟着vtkBoxWidget对象做同样的变换，或伸或缩。

第二步(69-70行)，实例化一个vtkMyCallback对象。

第三步(72-73行)，监听vtkBoxWidget对象的交互事件(InteractionEvent)。也就是说，当用户与vtkBoxWidget对象交互时，事件InteractionEvent就会被触发，程序就会自动调用vtkMyCallback里的Execute()事件。

示例ObserverCommandDemo2运行结果如图4.7。

图4.7 ObserverCommandDemo2运行结果(按“i”键可以关闭或激活Widget)

Observer/Command模式在VTK里的应用是非常广泛也是非常重要的，可以用回调函数或者类的形式来实现，以上的内容已经给出比较详细的介绍，使用VTK的话，这两种方式是没有理由不掌握的。

我们继续看vtkObject的第三件事。翻翻vtkObject.h文件，里面有一个受保护的数据成员MTime，与这个MTime相关的公共接口有GetMTime() (返回MTime的值)以及Modified()。MTime全称就是Modification Time，也就是修改时间。vtkObject的第三件事就是我们接下来要学习的内容——“可视化管线”。