这篇文章主要介绍了初学者如何使用PyVista进行三维模型的可视化，包括安装PyVista库和其相关插件，导入三维模型，将PyVista窗口嵌入PyQt中以及显示应力云图等操作。文章通过详细的代码示例，展示了如何读取三维模型文件，如何将PyVista集成到自己的软件中，以及如何使用PyVista显示模型的应力分布。

为什么学PyVista

最近在做一个应力云图可视化的项目，一开始在用Open3d再弄，但是那种色带其实并不是很好的控制。于是我就在找一些新的可视化库。在CSDN上看到了PyVista，再打开官网一看里面的example，真酷啊！不论后面是不是真的能用得上，至少先学学吧，感觉还是蛮有意思的。

PyVista 0.43.1 - 官方帮助文档

帮助文档有很多的示例代码，from pyvista import examples，这里面的代码直接复制就可以运行，就不再赘述了。

PyVista 是一个开源的 Python 库，用于三维图形和 mesh（网格）分析。PyVista 建立在 VTK（Visualization Toolkit）之上，通过提供更加简洁的 API 和现代化的界面来简化 VTK 的复杂性，使得用户能够更加容易地创建和定制高质量的三维可视化效果。PyVista 支持多种类型的网格数据，包括结构化和非结构化网格，并提供了一系列工具来处理这些数据，如网格操作、切片、等值面提取、体绘制等。此外，PyVista 还支持与其它流行的科学计算 Python 库如 NumPy、Pandas、SciPy 等的集成，使得数据转换和分析工作更加高效。

PyVista安装

安装用了下清华源，这样比较快！

pip install pyvista -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

还有一些插件也可以顺手安装上：

三维可交互面板绘制的插件

pip install ipygany

基于pyqt的一个弹出式绘图插件

pip install pyvistaqt

导入三维模型

PyVista 是基于 VTK 的，它继承了 VTK 的文件读取能力，这意味着它支持 VTK 自己的格式以及其他一些流行的三维模型格式。

常见的三维模型文件格式应该都可以支持：

import pyvista as pv

filename = 'example.stl'
reader = pv.get_reader(filename)
mesh = reader.read()
mesh.plot()

读取效果如下：

把窗口嵌入PyQt中

很多时候，都希望把PyVista添加到自己的软件中，作为一个自己软件的控件进行显示。下面的代码是一个demo：

import sys
import pyvista as pv
from pyvistaqt import BackgroundPlotter
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QFileDialog, QMainWindow, QPushButton, QVBoxLayout, QWidget


class STLViewer(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.initUI()

    def initUI(self):
        self.setWindowTitle('STL Viewer')

        self.centralWidget = QWidget()
        self.setCentralWidget(self.centralWidget)

        self.layout = QVBoxLayout(self.centralWidget)

        self.button = QPushButton('Open STL File')
        self.button.clicked.connect(self.openSTLFile)
        self.layout.addWidget(self.button)

        self.plotter = BackgroundPlotter(show=False)
        self.layout.addWidget(self.plotter.interactor)

        self.setGeometry(100, 100, 800, 600)

    def openSTLFile(self):
        options = QFileDialog.Options()
        fileName, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "Open STL File", "", "STL Files (*.stl);;All Files (*)",
                                                  options=options)

        if fileName:
            mesh = pv.read(fileName)
            self.plotter.add_mesh(mesh)
            self.plotter.show()


if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    viewer = STLViewer()
    viewer.show()
    sys.exit(app.exec_())

显示效果如下：

显示应力云图

有机械专业里面，很多需要读取文件并显示出来应力云图。下面是我用一些随机的应力值显示的效果。可以显示网格和隐藏网格：

代码如下：