据流方法将信息变换成图形数据，在这个方法中涉及两个基本对象类型。
图3-3 与点集和单元数据集相关的数据属性
·vtkDataObject 数据对象 ·vtkProcessObject 处理对象
数据对象表示各种类型的数据，vtkDataObject可以看成是通用的“blob”数据（blob数据类型的列可以存储大型二进制对象，如图形、视频和声音等。具有正式结构的数据称为数据集（DataSet类）。图3-2表明VTK支持的数据集对象，图中数据集对象由几何和拓扑结构构成，以及与些相关的属性数据如尺度或向量。属性数据是与数据集相关的点和单元格。单元格是一种点的拓扑组织，格是数据集的原子，用来在点之间进行插值。图4-15表示VTK支持的各种单元格类型。图3-3显示VTK支持的属性对象。
处理对象，也即常指的滤波器，作用于数据对象产生新的数据对象。处理对象表示系统的算法。处理对象和数据对象通过可视化流水线相连（数据流网），图3-4就是可视流水线的描述。
该图和图3-5一起显示了一些重要的可视化概念。源处理对象靠读取（reader对象）或构造一个或更多数据对象（程序化源对象）。滤波器吸入数据对象，产生一个或更多数据对
象输出。我们前面见过的图形对象Mappers，将数据对象转换成图形对象，然后由图形对象来绘制。Writers是一种类型的映射器，将数据写入一个文件或流中。
图3-4 数据对象和处理对象相连产生可视化流水线，箭头所指是数据流向
关于构建可视化流水线有一些重要的问题，简要在这里介绍一下。首先，流水线拓扑结构由方法变化而构成
A Filter->SetInput (anotherFilter->GetOutput());
这些方法将一个过滤器的输出作为另一个过滤器的输入（具有多输入和输出的过滤器类似）。其次，必须建立一个机制来控制流水线的执行，仅执行那些流水线的必要部分，产生输出的更新。可视化工具箱使用一个懒评估方案（当数据被请求时才执行），依据每个对象内部修改时间。第三，流水线组装仅需要那些兼容的对象，使用SetInput() 和GetOutput()方法能与其它对象很好地结合在一起。在VTK中，C++编译时类型检查强迫做到这一点。最后，我们必须决定一旦流水线执行，数据对象是否需要缓存或保留。由于可视化数据集相当大，如何成功应用VTK工具相当重要。VTK提供了将数据缓存开或关的方法，使用计数参数来避免拷贝数据，以及当整个数据不能装入内存时将数据流分块的方法（建议参考第四章可视化工具箱内容获得更多的信息）。
图3-5 多输入和多输出
请注意，处理对象和数据对象都有很多变化，图11-2 显示了VTK当前版本支持的6种不同对象类型。处理对象在输入和输出之间变化，当然实现的是特殊算法。
流水线执行
前面我们讨论了流水线执行，本节将拓宽对流水线执行一些重要概念的理解。如前所示，当需要计算时流水线才执行，例如你初始化一个读对象，想得到点的数目
读对象将从调用的GetNumberOfPoints()方法返回“0”，尽管数据文件包含了上千个点。然而，如果你加入Update()方法
读对象就会返回正确的点数。因为第1个例子GetNumberOfPoints()方法，没有要求计算，因此返回点数为“0”。第2个例子中，Update()方法迫使读入器执行，从文件中读入数据。
图3-6 流水线执行概念总览
通常不必须手工调用Update()，因为过滤器与可视化流水线相连。在这种情况下，当演员收到一个需要绘制自己的请求时，它会朝着它的映射方法，Update()方法会自动被送到流水线。流水线的执行从高处开始，如图3-6所示，绘制方法经常会初始化所需数据，这些数据通过流水线向下传送，由于流水线部分过时，流水线过滤器重新执行，导致流水线末端数据更新，然后由演员来进行绘制。（想得到更多执行处理信息，参见第十章管理流水线执行，219页）。
图像处理
VTK支持广泛的图像处理和体素绘制功能，2D（图像）和3D（体素）数据均看成是vtkImageData，VTK的图像数据集是一个规则的、轴向排列的数组。图像、像素映射、位图都是2D图像数据集例子，体素（2D图像堆积）就是3D图像数据集。
在图像流水线中的处理对象的输入和输出均是图像处理对象，由于数据特性相对规则和简单，图像流水线有一些其它的重要特性。体绘制用来可视化3D vtkImageData（见36页），特殊的图像浏览器 观察2D图像。图像流水线中几乎所有的处理对象都是多线程，具有数据流分片能力（以满足用户特殊的内存局限）。滤波器自动感知系统处理器的数目，在运行过程中产生多线程数，自动将通过流水线的数据分片（参见使用流232页）。
本章简要介绍了可视化系统设计，建议读者详细了解VTK中许多算法细节。通过例子来学习是一种很好的方法，第4-8章包含许多带注释的例子，展示VTK各种功能，希望读者研究源代码以及数百个例子。
3.2 创建一个应用
这部分包含使用Tcl、C++、Java和Python语言开发VTK程序（Kitware使用VB或ActiveX/COM创建的VTK商业产品，参见38页）。读过介绍以后，应该跳到所感兴趣语言的子部分。除了为你提供指令来创建和运行一个简单程序以外，每部分将演示如何在该语言中进行调用。
用户方法，观察者和命令
调用（用户方法）在VTK中使用Subject/Observer和Command设计格式来实现。这意味着VTK中每一个类（每个vtkObject子类）都有一个AddObserver()方法，可能从VTK中建立调用。观察者观看每一个调用对象的事件，如果它观察者观察的事件之一匹配，相关的命令就会被调用。例如，所有滤波器在开始执行前都调用StartEvent，如果加入了一个观察StartEvent观察者，那么它会在滤波器每次开始执行时被调用。考虑下列Tcl 脚本产生一个vtkElevationFilter，为StartEvent加入一个观察者，调用程序PrintStatus。
所有VTK支持语言都有这种功能。下面每一部分有一个小例子来说明如何使用它。进一步关于用户方法的讨论，请参见303页“用窗口系统来集成”。要产生自己的应用程序，建议你从VTK的例子着手，它们在VTK/Example源代码布置和以及PC机可执行布置的子目录中。在源代码布置中，例子是按先题目后语言来组织的。 Tcl
Tcl是创建VTK应用程序最容易的语言之一，一旦安装了VTK，就可以与布置一起来运行Tcl例子。在Windows下，可以安装自我解压文档，见8页“在Windows 9X/NT/ME/2000/XP”。
Microsoft Visual C++
你为Cone例子运行了CMake以后，就可以启动Microsoft Visual C++，装载Cone.dsw，选择创建类型（Release 或 Debug），创建应用程序。如果想将VTK集成到已有的不使用CMake的工程中，可以从简单例子中拷贝设置到存在的工作区中。现在考虑一个真实的 Windows应用程序，这个过程类似于上面的例子，只是创建的是Windows应用程序，而不是控制台程序。大多数代码是标准的Windows代码，对于任何Windows开发工具都是合适的。这个例子位于Examples/GUI/Win32/SimpleCxx，只有CMakeLists.txt文件中的命令行ADD_EXECUTABLE的WIN32参数有所不同。
我们从包含必要的VTK include文件开始，无须包含标准的windows头文件，因为VTK头文件已经包含它们。接下来，在两个标准的windows原型后定义一个小型的myVTKApp类。当使用C++开发时，应该使用面向对象方法而不是许多Tcl例子中的脚本编程风格。这里我们将VTK应用程序组件封装到这个小类中。