实现MultiBlock选择与高亮功能

在 ParaView/VTK 二次开发中，实现对 MultiBlockDataSet 中各个 Block 的选择和高亮是一个常见需求。本文将详细介绍如何实现点选、框选、多选等功能，并提供完整的代码实现。

功能概述

我们要实现的功能包括：

• 点选：鼠标点击选中单个 Block
• 框选：拖拽矩形区域选中多个 Block
• Ctrl + 点击：多选/取消选择
• 高亮显示：选中的 Block 以特殊效果显示
• 同源检查：只能选择同一数据源下的 Block

核心技术点

1. 使用 vtkSMRenderViewProxy 进行硬件加速选择

ParaView 提供了 vtkSMRenderViewProxy 类来实现硬件加速的选择功能。相比逐点采样的软件选择，性能提升显著。

// 获取 RenderViewProxy
vtkSMRenderViewProxy *renderViewProxy = m_renderView->getRenderViewProxy();

int rect[4] = {x1, y1, x2, y2};

vtkSmartPointer<vtkCollection> selectedRepresentations = 
    vtkSmartPointer<vtkCollection>::New();
vtkSmartPointer<vtkCollection> selectionSources = 
    vtkSmartPointer<vtkCollection>::New();

// 调用 SelectSurfaceCells 进行硬件加速选择
renderViewProxy->SelectSurfaceCells(rect, selectedRepresentations, 
                                     selectionSources, false);

2. 将 Cell Selection 转换为 Block Selection

SelectSurfaceCells 返回的是 Cell 级别的选择，需要使用 vtkSMSelectionHelper::ConvertSelection 转换为 Block 选择：

#include <vtkSMSelectionHelper.h>
#include <vtkSelectionNode.h>

// 获取 output port 和 selected source
pqOutputPort *opPort = pqRepr->getOutputPortFromInput();
vtkSMSourceProxy *selectedSource = 
    vtkSMSourceProxy::SafeDownCast(opPort->getSource()->getProxy());

// 将 cell selection 转换为 block selection
vtkSMSourceProxy *blockSelectionSource = vtkSMSourceProxy::SafeDownCast(
    vtkSMSelectionHelper::ConvertSelection(
        vtkSelectionNode::BLOCKS, 
        selectionSource, 
        selectedSource, 
        opPort->getPortNumber()));

// 从 block selection source 中提取 block IDs
vtkSMPropertyHelper blocksHelper(blockSelectionSource->GetProperty("Blocks"));
for (unsigned int j = 0; j < blocksHelper.GetNumberOfElements(); ++j) {
    int blockId = blocksHelper.GetAsInt(j);
    // 处理选中的 blockId
}

// 清理
blockSelectionSource->Delete();

3. 点选实现

使用 vtkSMRenderViewProxy::PickBlock 实现单点选择：

int performPick(int x, int y, pqPipelineSource **pickedSource) {
    vtkSMRenderViewProxy *renderViewProxy = m_renderView->getRenderViewProxy();
    
    // 调用 PickBlock 获取选中的 block
    vtkSMProxy *reprProxy = nullptr;
    vtkIdType flatIndex = renderViewProxy->PickBlock(x, y, &reprProxy);
    
    if (flatIndex < 0 || !reprProxy)
        return -1;
    
    // 获取对应的 pqPipelineSource
    pqServerManagerModel *smmodel = pqApplicationCore::instance()->getServerManagerModel();
    pqDataRepresentation *pqRepr = smmodel->findItem<pqDataRepresentation*>(reprProxy);
    
    if (pqRepr && pickedSource) {
        *pickedSource = pqRepr->getInput();
    }
    
    return static_cast<int>(flatIndex);
}

4. 同源检查

在多选或框选时，只允许选择同一数据源下的 Block：

pqPipelineSource *currentSource = getCurrentSource();

// 单选时：不同源发出信号，让外部处理
if (!m_ctrlPressed) {
    if (pickedSource && pickedSource != currentSource) {
        emit otherSourcePicked(pickedSource);
        return;
    }
}

// Ctrl+多选时：不同源直接忽略
if (m_ctrlPressed) {
    if (pickedSource && pickedSource != currentSource) {
        return;  // 不发信号，不选择
    }
}

// 框选时：遍历结果，跳过不同源
for (int i = 0; i < selectedRepresentations->GetNumberOfItems(); ++i) {
    pqPipelineSource *pickedSource = pqRepr->getInput();
    if (pickedSource != currentSource)
        continue;  // 跳过不同源
    // 处理选中的 block
}

高亮效果实现

方案一：特征边高亮（Feature Edges）

使用 vtkFeatureEdges 提取选中 Block 的特征边进行高亮显示：

vtkSmartPointer<vtkDataSetSurfaceFilter> surfaceFilter = 
    vtkSmartPointer<vtkDataSetSurfaceFilter>::New();
vtkSmartPointer<vtkFeatureEdges> featureEdges = 
    vtkSmartPointer<vtkFeatureEdges>::New();

featureEdges->BoundaryEdgesOn();
featureEdges->FeatureEdgesOn();
featureEdges->ManifoldEdgesOff();
featureEdges->NonManifoldEdgesOff();
featureEdges->SetFeatureAngle(30.0);

surfaceFilter->SetInputData(dataSet);
surfaceFilter->Update();

featureEdges->SetInputConnection(surfaceFilter->GetOutputPort());
featureEdges->Update();

方案二：表面覆盖高亮（Surface Overlay）

创建一个覆盖在选中 Block 表面的半透明/不透明 Actor：

// 使用单独的 overlay renderer 避免 Z-fighting
m_overlayRenderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
m_overlayRenderer->SetLayer(1);
m_overlayRenderer->SetPreserveDepthBuffer(true);
m_overlayRenderer->SetPreserveColorBuffer(false);

// 设置 RenderWindow 多层渲染
renderWindow->SetNumberOfLayers(2);
m_overlayRenderer->SetActiveCamera(mainRenderer->GetActiveCamera());
renderWindow->AddRenderer(m_overlayRenderer);

// 高亮 Actor 属性
vtkProperty *prop = m_highlightActor->GetProperty();
prop->SetRepresentationToSurface();
prop->SetColor(1.0, 1.0, 0.0);  // 黄色
prop->SetOpacity(1.0);          // 完全覆盖
prop->SetLighting(true);
prop->SetAmbient(0.6);
prop->SetDiffuse(0.4);

框选 UI 实现

自定义 RubberBand

由于 QRubberBand::setStyleSheet 通常不起作用，需要自定义绘制：

class SelectionRubberBand : public QRubberBand {
public:
    SelectionRubberBand(QWidget *parent = nullptr)
        : QRubberBand(QRubberBand::Rectangle, parent) {}
    
    void setColor(const QColor &color) { m_color = color; }

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *) override {
        QPainter painter(this);
        // 填充半透明背景
        QColor fillColor = m_color;
        fillColor.setAlpha(50);
        painter.fillRect(rect(), fillColor);
        // 绘制边框
        QPen pen(m_color);
        pen.setWidth(2);
        painter.setPen(pen);
        painter.drawRect(rect().adjusted(0, 0, -1, -1));
    }

private:
    QColor m_color = QColor(0, 120, 215);
};

与 MultiBlockInspector 同步

选中 Block 后，需要同步更新 TreeWidget 的选择状态，并自动展开父节点：

void syncInspectorSelection() {
    m_inspector->clearSelection();
    
    for (QTreeWidgetItem *item : m_selectedItems) {
        if (item) {
            // 展开所有父节点
            QTreeWidgetItem *parent = item->parent();
            while (parent) {
                parent->setExpanded(true);
                parent = parent->parent();
            }
            item->setSelected(true);
        }
    }
    
    // 滚动到第一个选中项
    if (!m_selectedItems.isEmpty() && m_selectedItems.first()) {
        m_inspector->scrollToItem(m_selectedItems.first(), 
                                   QAbstractItemView::EnsureVisible);
    }
}

关键头文件

#include <pqApplicationCore.h>
#include <pqDataRepresentation.h>
#include <pqOutputPort.h>
#include <pqPipelineSource.h>
#include <pqRenderView.h>
#include <pqServerManagerModel.h>
#include <vtkCollection.h>
#include <vtkSelectionNode.h>
#include <vtkSMPropertyHelper.h>
#include <vtkSMRenderViewProxy.h>
#include <vtkSMRepresentationProxy.h>
#include <vtkSMSelectionHelper.h>
#include <vtkSMSourceProxy.h>

总结

实现 ParaView 中 MultiBlock 的选择功能，核心是利用 vtkSMRenderViewProxy 提供的硬件加速选择接口，配合 vtkSMSelectionHelper 进行选择类型转换。高亮效果可以根据需求选择特征边或表面覆盖方案。通过事件过滤器拦截鼠标事件，可以实现点选、框选、多选等丰富的交互功能。

参考资料

• VTK Documentation
• ParaView Developer Documentation