前言：本博文主要记录vtkPolyDataNormals的用途，使用方法以及实现原理，帮助更多的小伙伴更好的理解和应用vtk。

目录

1. vtkPolyDataNormals

2. 使用示例

3. 实现原理

1. vtkPolyDataNormals

vtkPolyDataNormals可以计算多边形网格数据的点或Cell的方向（只能计算polygons和triangle，不能计算Line和Vertices）。

过滤器可以对多边形进行重新排序，以确保相邻多边形的方向一致。锐利的边缘可以分割和点复制与单独的法线，以提供清晰的(渲染)表面定义。

也可以全局翻转法线方向。

该算法的工作是确定每个多边形的法线，然后在共享点上平均它们。当锐利的边缘出现时，边缘被分割并生成新的点以防止模糊的边缘(由于Gouraud阴影)。

*用途1：可以重新确定Cell的方向，保证数据不存在bad contours及bad edges。

注意： SetComputePointNormals为True时，会将重新渲染图形，表面更加光滑。但保存后再次打开则不存在。全局翻转法线，SetComputePointNormals设为True。

2. 使用示例

    vtkPolyData* pd;    
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataNormals> pdNormals =
            vtkSmartPointer<vtkPolyDataNormals>::New();
    pdNormals->SetInputData(pd);
    pdNormals->ComputeCellNormalsOn();//ComputePointNormalsOn默认为on
    pdNormals->Update();

    vtkPointData* ptData = pdNormals->GetOutput()->GetPointData();
    vtkDataArray* ptNormals = pdNormals->GetOutput()->GetPointData()->GetNormals();

    //获取每个Cell中每个点的方向
    for( int i = 0; i < ptNormals->GetNumberOfTuples(); ++i )
    {
        double value[3];
        ptNormals->GetTuple( i, value );
        printf( "Value: (%lf, %lf, %lf)\n", value[0], value[1], value[2] );
    }

    //获取每个Cell的方向
    if( pdNormals->GetOutput()->GetCellData() && pdNormals->GetOutput()->GetCellData()->GetNormals() )
    {
        vtkDataArray* cellNormals = pdNormals->GetOutput()->GetCellData()->GetNormals();
        cout << cellNormals->GetNumberOfTuples() << endl;
        for( int i = 0; i < cellNormals->GetNumberOfTuples(); ++i )
        {
            double value[3];
            cellNormals->GetTuple( i, value );
            printf( "Value: (%lf, %lf, %lf)\n", value[0], value[1], value[2] );
        }
    }

3. 实现原理

1）自动调整Normals（AutoOrientNormals）

        这里是基本的思想:“最左边”的多边形应该有它的向外指向法线面向左。如果没有，则反转顶点顺序。然后使用它作为其他连接多边形的种子。要找到最左边的多边形，首先找到最左边的点，并检查邻近的多边形，看看哪个多边形的法线与x轴“最对齐”。为了处理网格中所有连接的组件，需要重复这个过程。

a. 把所有的点放到优先队列中，基于x坐标这样我们就能找到最左边的点。

b. 一直迭代最左边的点和与这些点关联的Cells，直到找到某点关联的Cell的法向量为最接近x轴的Cell，且未访问。以该Cell为种子Cell，对关联的Nieghbor进行遍历及点顺序查找。