超越 Three.js！VTK.js 的每一個(gè)效果都很驚艷！

作者：小4子 2025-06-17 08:15:00

Vtk.js 憑借其在科學(xué)和醫(yī)學(xué)可視化領(lǐng)域的強(qiáng)大功能，在特定場景中展現(xiàn)出了超越 Three.js 的潛力。

在 3D 可視化領(lǐng)域，Three.js 一直占據(jù)著重要地位，但如今，vtk.js 憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢，在特定領(lǐng)域逐漸嶄露頭角，甚至在某些方面超越了 Three.js。

vtk.js 是一款基于 WebGL 的 3D 渲染庫，專為科學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化而設(shè)計(jì)。

它由 Kitware 公司開發(fā)，繼承了 VTK（Visualization Toolkit）的核心算法和技術(shù)。

VTK 是一個(gè)在科學(xué)可視化領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的開源 C++ 庫，而 vtk.js 則將這些功能遷移到了網(wǎng)頁端，使得開發(fā)者能夠在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的可視化效果。

(1) 醫(yī)學(xué)影像處理能力強(qiáng)大：

vtk.js 在醫(yī)學(xué)影像可視化方面表現(xiàn)出色。

它能夠輕松加載和處理 DICOM 格式的醫(yī)學(xué)圖像序列，支持多平面重建（MPR）和體積渲染等高級功能。

(2) 高效的體積渲染：

借助 GPU 加速，vtk.js 在體積渲染上具備顯著優(yōu)勢。

它能夠快速渲染出高質(zhì)量的體數(shù)據(jù)可視化效果，這對于需要實(shí)時(shí)交互的場景，如醫(yī)學(xué)教學(xué)和科研，具有重要意義。

(3) 專業(yè)的技術(shù)架構(gòu) ：

vtk.js 沿用了 VTK 的可視化管線架構(gòu)

這種架構(gòu)有助于開發(fā)者構(gòu)建復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和可視化流程。

(1) 應(yīng)用場景差異：

Three.js 更適合用于通用的 3D 場景，如建模、動(dòng)畫、游戲等。

而 vtk.js 則專注于科學(xué)和醫(yī)學(xué)可視化領(lǐng)域，對于需要處理醫(yī)學(xué)影像、進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化分析的應(yīng)用場景更為合適。

(2) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對比：

在處理特定格式數(shù)據(jù)（如 DICOM）時(shí)，vtk.js 提供了更直接的支持，而 Three.js 則需要開發(fā)者自行進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和處理。

此外，vtk.js 在體積渲染方面的實(shí)現(xiàn)更為高效，能夠提供更好的性能和視覺效果。

(3) Vue3 快速使用 vtk.js

在 Vue3 項(xiàng)目中使用 vtk.js，可以方便地實(shí)現(xiàn) 3D 可視化功能。以下是一個(gè)簡單的示例，展示如何在 Vue3 中集成 vtk.js：

安裝依賴：

npm install @kitware/vtk.js

vtk.js 的官方示例頁面提供了豐富多樣的案例，這些案例展示了 vtk.js 在不同應(yīng)用場景下的強(qiáng)大功能，以下是部分示例的詳細(xì)展示：

(1) 應(yīng)用程序（Applications）

天空盒與 VR 支持：該示例展示了如何創(chuàng)建一個(gè)包圍整個(gè) 3D 場景的天空盒，并結(jié)合 VR 技術(shù)為用戶提供更加沉浸式的體驗(yàn)。
加載和可視化體數(shù)據(jù) ：這個(gè)示例展示了如何加載和可視化體數(shù)據(jù)，對于醫(yī)學(xué)影像等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析和展示具有重要意義。
四視圖（QuadView）：通過 QuadView 功能，用戶可以在一個(gè)界面中同時(shí)查看四個(gè)不同的視圖，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度的觀察和分析。

(2) 體數(shù)據(jù)（Volume）

體數(shù)據(jù)輪廓（VolumeContour）：從體數(shù)據(jù)中提取輪廓信息并進(jìn)行可視化，在醫(yī)學(xué)影像中可用于病灶邊界提取等應(yīng)用，為醫(yī)療診斷提供有力支持。

(3) 過濾器（Filters）

計(jì)算器（Calculator）：對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種數(shù)學(xué)計(jì)算操作，為數(shù)據(jù)分析和處理提供了更大的靈活性。
封閉曲面剪裁（ClipClosedSurface）：根據(jù)指定條件對封閉曲面進(jìn)行剪裁，獲取特定區(qū)域的幾何信息，滿足不同場景下的數(shù)據(jù)處理需求。
輪廓循環(huán)提?。–ontourLoopExtraction）：從數(shù)據(jù)中提取輪廓循環(huán)，可用于對數(shù)據(jù)的邊界或特定特征進(jìn)行分析和展示。

(4) 源（Sources）

(5) 輸入輸出（IO）

Draco 讀取器（Draco reader）：支持 Draco 格式數(shù)據(jù)的讀取，為高效存儲(chǔ)和傳輸 3D 模型提供支持。
PLY 讀取器和寫入器（PLY reader/writer）：實(shí)現(xiàn)了 PLY 格式數(shù)據(jù)的讀寫操作，方便用戶對 PLY 格式模型進(jìn)行處理。
STL 讀取器和寫入器（STL reader/writer）：支持 STL 格式數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出，滿足 3D 打印等領(lǐng)域?qū)?nbsp;STL 格式的需求。

(6) 幾何渲染（Geometry Rendering）

GPU 球體映射器（GPU sphere mapper）：利用 GPU 的強(qiáng)大計(jì)算能力高效地渲染大量球體，適用于粒子系統(tǒng)等場景。
GPU 棒 / 圓柱 / 柱映射器（GPU stick/cylinder/column mapper）：高效地渲染棒、圓柱、柱等幾何體，提升渲染性能。

(7) 體數(shù)據(jù)渲染（Volume Rendering）

體數(shù)據(jù)剪裁平面（VolumeClipPlane）：允許用戶通過剪裁平面觀察體數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在醫(yī)學(xué)影像中可直觀查看器官內(nèi)部情況。
體數(shù)據(jù)映射器混合模式（VolumeMapperBlendModes）：展示了不同混合模式下的體數(shù)據(jù)渲染效果，為用戶提供了多樣化的可視化選擇。

(8) 交互 / 拾取 / 選擇（Interaction/Picking/Selecting）

設(shè)備方向到相機(jī)（DeviceOrientationToCamera）：根據(jù)設(shè)備方向變化調(diào)整相機(jī)視角，為移動(dòng)設(shè)備上的 3D 應(yīng)用提供更自然的交互體驗(yàn)。
交互風(fēng)格 HMDXR（InteractorStyleHMDXR）：支持 HMDXR 設(shè)備的交互風(fēng)格，滿足虛擬現(xiàn)實(shí)場景下的交互需求。

(9) 小部件（Widgets）