在 3D 可視化領域，Three.js 一直占據著重要地位，但如今，vtk.js 憑借其獨特的優勢，在特定領域逐漸嶄露頭角，甚至在某些方面超越了 Three.js。

什么是 vtk.js？

vtk.js 是一款基于 WebGL 的 3D 渲染庫，專為科學、醫學和工程領域的數據可視化而設計。

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

VTK 是一個在科學可視化領域有著廣泛應用的開源 C++ 庫，而 vtk.js 則將這些功能遷移到了網頁端，使得開發者能夠在瀏覽器中實現復雜的可視化效果。

vtk.js 的優勢

(1) 醫學影像處理能力強大 ：

vtk.js 在醫學影像可視化方面表現出色。

它能夠輕松加載和處理 DICOM 格式的醫學圖像序列，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勢。

它能夠快速渲染出高質量的體數據可視化效果，這對于需要實時交互的場景，如醫學教學和科研，具有重要意義。

(3) 專業的技術架構 ：

vtk.js 沿用了 VTK 的可視化管線架構

這種架構有助于開發者構建復雜的數據處理和可視化流程。

vtk.js 與 Three.js 對比

(1) 應用場景差異 ：

Three.js 更適合用于通用的 3D 場景，如建模、動畫、游戲等。

而 vtk.js 則專注于科學和醫學可視化領域，對于需要處理醫學影像、進行復雜數據可視化分析的應用場景更為合適。

(2) 技術實現對比 ：

在處理特定格式數據（如 DICOM）時，vtk.js 提供了更直接的支持，而 Three.js 則需要開發者自行進行數據解析和處理。

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

(3) Vue3 快速使用 vtk.js

在 Vue3 項目中使用 vtk.js，可以方便地實現 3D 可視化功能。以下是一個簡單的示例，展示如何在 Vue3 中集成 vtk.js：

安裝依賴：

npm install @kitware/vtk.js

vtk.js 案例展示

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 在不同應用場景下的強大功能，以下是部分示例的詳細展示：

(1) 應用程序（Applications）

• 天空盒與 VR 支持 ：該示例展示了如何創建一個包圍整個 3D 場景的天空盒，并結合 VR 技術為用戶提供更加沉浸式的體驗。
• 加載和可視化體數據 ：這個示例展示了如何加載和可視化體數據，對于醫學影像等領域的數據分析和展示具有重要意義。
• 四視圖（QuadView） ：通過 QuadView 功能，用戶可以在一個界面中同時查看四個不同的視圖，方便對數據進行多角度的觀察和分析。

(2) 體數據（Volume）

體數據輪廓（VolumeContour） ：從體數據中提取輪廓信息并進行可視化，在醫學影像中可用于病灶邊界提取等應用，為醫療診斷提供有力支持。

(3) 過濾器（Filters）

• 計算器（Calculator） ：對數據進行各種數學計算操作，為數據分析和處理提供了更大的靈活性。
• 封閉曲面剪裁（ClipClosedSurface） ：根據指定條件對封閉曲面進行剪裁，獲取特定區域的幾何信息，滿足不同場景下的數據處理需求。
• 輪廓循環提取（ContourLoopExtraction） ：從數據中提取輪廓循環，可用于對數據的邊界或特定特征進行分析和展示。

(4) 源（Sources）

• 箭頭源（ArrowSource） ：生成箭頭幾何體，可用于表示方向、矢量等信息。
• 圓源（CircleSource） ：創建圓形幾何體，滿足各種需要圓形元素的場景。
• 圓錐源（ConeSource） ：生成圓錐幾何體，方便用戶快速構建所需的幾何模型。

(5) 輸入輸出（IO）

• Draco 讀取器（Draco reader） ：支持 Draco 格式數據的讀取，為高效存儲和傳輸 3D 模型提供支持。
• PLY 讀取器和寫入器（PLY reader/writer） ：實現了 PLY 格式數據的讀寫操作，方便用戶對 PLY 格式模型進行處理。
• STL 讀取器和寫入器（STL reader/writer） ：支持 STL 格式數據的導入和導出，滿足 3D 打印等領域對 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 的強大計算能力高效地渲染大量球體，適用于粒子系統等場景。
• 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) 體數據渲染（Volume Rendering）

• 體數據剪裁平面（VolumeClipPlane） ：允許用戶通過剪裁平面觀察體數據內部結構，在醫學影像中可直觀查看器官內部情況。
• 體數據映射器混合模式（VolumeMapperBlendModes） ：展示了不同混合模式下的體數據渲染效果，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）

• 設備方向到相機（DeviceOrientationToCamera） ：根據設備方向變化調整相機視角，為移動設備上的 3D 應用提供更自然的交互體驗。
• 交互風格 HMDXR（InteractorStyleHMDXR） ：支持 HMDXR 設備的交互風格，滿足虛擬現實場景下的交互需求。

(9) 小部件（Widgets）

• 角度小部件（Angle widget） ：用戶可以直觀地調整和顯示角度值，適用于需要角度參數輸入的場景。
• 盒子小部件（Box widget） ：用于創建和操作三維空間中的盒子形狀，可用于區域選擇等操作。

總之，vtk.js 憑借其在科學和醫學可視化領域的強大功能，在特定場景中展現出了超越 Three.js 的潛力。

對于需要處理復雜醫學影像和科學數據的開發者來說，vtk.js 是一個值得深入探索的工具。

通過官方提供的豐富示例，開發者可以更好地學習和應用 vtk.js，實現各種專業的 3D可視化效果。

• vtk.js 官網：https://kitware.github.io/vtk-js/index.html
• vtk.js Github：https://github.com/kitware/vtk-js