VTK 设计模式：策略模式
系列：Qt / VTK 设计模式 · VTK 05/10
参考：vtkInteractorStyle、vtkMapper
详细版：05 策略模式详解
引子
同一渲染窗口，切换「轨道球旋转」和「橡皮筋框选」——不是改一堆 if-else，而是 SetInteractorStyle 换策略对象。VTK 交互与映射层是策略模式的典型战场。
要解决什么问题
cpp
if (mode == Trackball) onMouseRotate();
else if (mode == RubberBand) onMouseSelect();痛点：交互逻辑耦合、无法运行时热切换、测试困难。
GoF 策略结构
| 角色 | VTK 示例 |
|---|---|
| Strategy | vtkInteractorStyleTrackballCamera |
| Context | vtkRenderWindowInteractor |
| 切换 | interactor->SetInteractorStyle(style) |
VTK 中的落点
vtkInteractorStyle 族
vtkInteractorStyleTrackballCamera— 轨道球vtkInteractorStyleRubberBand2D— 2D 框选vtkInteractorStyleImage— 图像窗宽窗位- ParaView：
vtkPVInteractorStyle扩展多操纵器
vtkMapper 族
同一 vtkActor，不同映射策略：
vtkPolyDataMapper— 多边形vtkGPUVolumeRayCastMapper— 体绘制vtkGlyph3DMapper— 点精灵
底层逻辑
vtkInteractorStyle 继承 vtkInteractorObserver：
- 注册到
vtkRenderWindowInteractor - 接收
InvokeEvent(LeftButtonPressEvent, ...) - 虚函数
OnLeftButtonDown()等由子类实现不同算法
切换策略时：
cpp
interactor->SetInteractorStyle(newStyle);旧 style 引用计数释放，新 style 开始接收事件。
代码示例
cpp
# include <vtkRenderWindowInteractor.h>
# include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
# include <vtkInteractorStyleRubberBand2D.h>
void useTrackball(vtkRenderWindowInteractor* iren) {
vtkNew<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style;
iren->SetInteractorStyle(style);
}
void useRubberBand(vtkRenderWindowInteractor* iren) {
vtkNew<vtkInteractorStyleRubberBand2D> style;
iren->SetInteractorStyle(style);
}ParaView 还在同一 style 上 组合多个 vtkCameraManipulator，按鼠标按键再分策略——策略嵌套策略。
易混淆点
| 对比 | 区别 |
|---|---|
| InteractorStyle vs Command | Style 是持续策略；Command 常指单次回调 |
| Mapper 策略 vs Filter | Filter 改数据；Mapper 决定如何画 |
| 3D Widget | 也可截获事件，常与 Style 配合 AbortFlag |
最佳实践与陷阱
- 自定义 Style 优先继承最接近的现有子类
- 切换 Style 后检查 Enabled 与 CurrentRenderer
- Volume 与 Poly 数据选错 Mapper 会空渲染或崩溃
- 多视口时每个 interactor 可独立 Style
- 记录默认 Style 便于退出工具模式时恢复
重点与注意
重点：
SetInteractorStyle在运行期切换交互算法，是策略模式的典型 API。
重点：vtkMapper族决定「画什么、怎么画」（多边形 / 体绘制 / Glyph），与vtkInteractorStyle管输入是同一模式的两类场景。
注意：Strategy（换算法）与 State（随内部状态自动切换）不同；Style 由客户端显式设置。
注意：换 Mapper 不匹配数据类型（如对vtkImageData用vtkPolyDataMapper）会导致空渲染或崩溃。
小结
VTK 策略模式核心在 InteractorStyle（交互） 与 Mapper（绘制路径） 的可替换族。
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