VTK 设计模式：装饰模式
系列：Qt / VTK 设计模式 · VTK 06/10
参考：vtkLODActor、vtkAlgorithm
引子
同一个 vtkActor，交互时用低精度网格，静止后再换高精度——vtkLODActor 在外部接口不变的前提下，叠加了 LOD 行为。这是装饰模式：透明地增强对象职责。
要解决什么问题
继承链爆炸：
cpp
class FastActor : public vtkActor {};
class TexturedFastActor : public FastActor {};
// 每种组合一个子类装饰用组合替代继承，动态叠加能力。
GoF 装饰结构
| 角色 | VTK 示例 |
|---|---|
| Component | vtkActor / vtkProp |
| Decorator | vtkLODActor |
| 附加行为 | 交互时低模、静止时高模 |
VTK 中的落点
vtkLODAactor
- 持有多个
vtkMapper或分辨率级别 - 根据交互状态自动切换
- 对外仍表现为
vtkProp，可AddActor到 renderer
Algorithm 包装链
虽更接近 Pipeline，但部分 Filter 在 不改变下游接口 的前提下增加功能：
vtkPolyData → vtkCleanPolyData → vtkSmoothPolyDataFilter → mapper每个 Filter「装饰」了数据流上的处理步骤（严格说是 Pipe and Filter，但装饰思想相通）。
vtkGlyph3D
将点数据「装饰」为图标几何，输入输出端口仍符合 Algorithm 约定。
底层逻辑
vtkLODActor 监听交互事件或根据帧率：
StartInteractionEvent→ 使用低分辨率 mapperEndInteractionEvent→ 恢复高分辨率
关键：客户端代码仍按普通 Actor 使用，不知晓内部切换细节。
代码示例
cpp
#include <vtkLODActor.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
vtkNew<vtkPolyDataMapper> hiRes;
hiRes->SetInputConnection(highPoly->GetOutputPort());
vtkNew<vtkPolyDataMapper> loRes;
loRes->SetInputConnection(lowPoly->GetOutputPort());
vtkNew<vtkLODActor> actor;
actor->SetMapper(hiRes);
actor->AddLODMapper(loRes);
actor->SetNumberOfCloudPoints(10000);
renderer->AddActor(actor);易混淆点
| 对比 | 区别 |
|---|---|
| 装饰 vs 继承 | 装饰运行时组合；继承编译期固定 |
| 装饰 vs 代理 | 代理常控制访问；装饰增强功能 |
| LOD Actor vs Decimation Filter | 前者渲染策略；后者永久改几何 |
最佳实践与陷阱
- 确保 LOD 各级几何对齐，避免切换时跳动
- 交互事件监听别泄漏 observer
- 大场景优先 GPU LOD / 层次细节 而非单一 Actor 装饰
- Filter 链过长 注意 Update 开销
- 区分装饰与缓存（
vtkAlgorithm内部 MTime 缓存不是装饰）
重点与注意
重点：装饰模式 = 保持对外接口不变，叠加额外行为；
vtkLODActor对外仍是vtkProp，内部按交互状态切换 LOD。
重点：用组合替代「为每种增强都写一个子类」导致的继承爆炸。
注意：装饰（增强职责）与代理（控制访问）不同；LOD 是增强渲染行为，不是替身。
注意：Filter 链更像 Pipe-and-Filter 架构，与vtkLODActor的装饰语义有重叠但层次不同。
小结
VTK 装饰模式典型代表是 vtkLODActor：保持接口，动态增强渲染行为。
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