ImageData的三维可视化实例[mask, warp, normals, LookupTable]

 

前段时间写的一个三维显示imageDate的例子，也是摸索了好久，现在发出来大家探讨一下，因为所有的filter都是我自己一边看资料一边试出来的，所以可能不是最好的解决方案，欢迎提出意见！

一，设计思路：

如下图所示：

 

 

上面有些filter都有很多参数的设置，例如vtkPolyDataNormals，我在代码中有少量注释，大家也可以自己修改相关的参数，试验一下效果！
另外，上面为了大家能够方便测试，我用的是vtkdata里面的数据（编译是可能要改变成你自己的路径），但具体应用的时候，肯定要使用我们自己的数据，下面也附上imagedata的生成方法：
        //---------------------------------------------------------
        //vtkImageData
        //nx ny分别为行列数，space为cell的大小，ori_x和ori_y分别为x和y的起始坐标
        double        *data =        new double[nx*ny];
        //输入或者从文件中读取data
        vtkDoubleArray *scalars = vtkDoubleArray::New();
        scalars->SetArray(data,nx*ny,1);
        vtkImageData *id = vtkImageData::New();
        id->GetPointData()->SetScalars(scalars);
        id->SetDimensions(nx,ny,1);
        id->SetScalarTypeToDouble();
        id->SetSpacing(space,space,1.0);
        id->SetOrigin(ori_x,ori_y,0.0);

二，程序代码
这段代码是我刚刚跟 [尼罗河里的猫] 一起探讨vtkImageMask时的测试程序，后来也没有把相关部分删除，也可以让大家参考下mageMask的用法~而且在这里我们也遇到了一个问题，如果这张图里面我想做出一个空洞的效果（就像gif图片里的透明色），该如何完成，想到用mageMask::SetMaskAlpha(1)，后来发现这个方法只是挡住了，mask的1值所在部分，并不是挖出一个圆来~这个到底如何实现呢，知道的朋友还望指教一二~

另外，在这段代码中我也用到了imageviewer来做二维显示，当然你如果只是想显示二维图像，用这个是最快捷的~但这里的交互style是用鼠标改变ColorWindow和ColorLevel，不太另人满意，当然你可以给鼠标事件添加obersver来屏蔽！显示完二维图像按'e'或者'q'就能看到三维图像了~效果还行~

#include "vtkImageEllipsoidSource.h" #include "vtkImageMask.h" #include "vtkImageViewer.h" #include "vtkPNMReader.h" #include <vtkRenderWindowInteractor.h>#include <vtkImageDataGeometryFilter.h>#include <vtkWarpScalar.h>#include "vtkRenderer.h"#include "vtkPolyDataMapper.h"#include "vtkPolyDataNormals.h"#include "vtkLookupTable.h"#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>int main(){ // Image pipeline vtkPNMReader *reader = vtkPNMReader::New(); reader->ReleaseDataFlagOff(); reader->SetFileName("F://VTK//vtkdata/Data/earth.ppm"); //----------------------------------------------- //A script to test the mask filter. //replaces a circle with a color //----------------------------------------------- //mask 1 vtkImageEllipsoidSource *sphere = vtkImageEllipsoidSource::New(); sphere->SetWholeExtent(0, 511, 0, 255, 0, 0); sphere->SetCenter(128, 128, 0); sphere->SetRadius(80, 80, 1); vtkImageMask *mask = vtkImageMask::New(); mask->SetImageInput(reader->GetOutput()); mask->SetMaskInput(sphere->GetOutput()); //mask->SetMaskedOutputValue(100, 128, 200); //mask->SetMaskAlpha(0.5); mask->SetMaskAlpha(1.0); mask->NotMaskOn(); mask->ReleaseDataFlagOff(); //----------------------------------------------- //mask 2 vtkImageEllipsoidSource *sphere2 = vtkImageEllipsoidSource::New(); sphere2->SetWholeExtent(0, 511, 0, 255, 0, 0); sphere2->SetCenter(328, 128, 0); sphere2->SetRadius(80, 50, 1); // Test the wrapping of the output masked value vtkImageMask *mask2 = vtkImageMask::New(); mask2->SetImageInput(mask->GetOutput()); mask2->SetMaskInput(sphere2->GetOutput()); mask2->SetMaskedOutputValue(100); mask2->NotMaskOn(); mask2->ReleaseDataFlagOff(); //----------------------------------------------- //mask 3 vtkImageEllipsoidSource *sphere3 = vtkImageEllipsoidSource::New(); sphere3->SetWholeExtent(0, 511, 0, 255, 0, 0); sphere3->SetCenter(228, 155, 0); sphere3->SetRadius(80, 80, 1); // Test the wrapping of the output masked value vtkImageMask *mask3 = vtkImageMask::New(); mask3->SetImageInput(mask2->GetOutput()); //mask3->SetImageInput(mask2->GetOutput()); mask3->SetMaskInput(sphere3->GetOutput()); mask3->SetMaskedOutputValue(255); mask3->NotMaskOn(); mask3->SetMaskAlpha(0.5); //----------------------------------------------- //use vtkImageViewer to show 2D image vtkImageViewer *viewer = vtkImageViewer::New(); //viewer->SetInputConnection(mask->GetOutputPort()); viewer->SetInputConnection(mask3->GetOutputPort()); viewer->SetColorWindow(255); viewer->SetColorLevel(128); //viewer DebugOn vtkRenderWindowInteractor *iren = vtkRenderWindowInteractor::New(); viewer->SetupInteractor(iren); iren->Initialize(); iren->Start(); //press 'e' or 'q' then change 3D view //----------------------------------------------- //imageGeometryFilter,here just use mask 1 vtkImageDataGeometryFilter *geometry = vtkImageDataGeometryFilter::New(); geometry->SetInputConnection(mask->GetOutputPort()); //--------------------------------------------------------- //WarpScalar vtkWarpScalar *warp = vtkWarpScalar::New(); warp->SetInputConnection(geometry->GetOutputPort()); warp->SetNormal( 0,0,1); warp->UseNormalOn(); warp->SetScaleFactor(0.2);//影响起伏程度,不会影响颜色渲染,取零即为二维图 //--------------------------------------------------------- //Compute normals to give a better look. vtkPolyDataNormals *normals = vtkPolyDataNormals::New(); normals->SetInputConnection (warp->GetOutputPort()); normals->SetFeatureAngle( 60);//当角度大小60度削峰 normals->ConsistencyOff(); normals->SplittingOff(); //--------------------------------------------------------- //Create a lookup table vtkLookupTable *w1 = vtkLookupTable::New(); w1->SetRange(20, 30); // image intensity range w1->SetValueRange(0.0, 1.0); // from black to white w1->SetSaturationRange(0.0, 1.0); // color saturation w1->SetRampToLinear(); //上面为自动生成，也可以通过下面方式手动插值// w1->SetNumberOfTableValues(NCOLORS);// for (int num = 0;num<pcolors_ren->Get_Count();num++)// {// w1->SetTableValue(num,r, g, b);// }// w1->Build(); //--------------------------------------------------------- //terminate of the pipeline vtkPolyDataMapper *mapper = vtkPolyDataMapper::New(); mapper->SetInputConnection(warp->GetOutputPort()); mapper->SetLookupTable(w1); //--------------------------------------------------------- //Render vtkActor *actor = vtkActor::New(); actor->SetMapper(mapper); vtkRenderer *ren = vtkRenderer::New(); ren->AddActor(actor); vtkRenderWindow *renWin = vtkRenderWindow::New(); renWin->AddRenderer(ren); //start vtkRenderWindowInteractor *iren2 = vtkRenderWindowInteractor::New(); vtkInteractorStyleTrackballCamera *style = vtkInteractorStyleTrackballCamera::New(); iren2->SetInteractorStyle(style);//change InteractorStyle renWin->SetInteractor(iren2); iren2->Initialize(); iren2->Start(); return 0;}

三，结果截图

 

 

 

从上面两个图看那个黑色的圈都感觉是被挖去一块，我也被欺骗了，那里实际上只是被挡住，或者被替换成黑色，而不是我们想要的透明色！看下下面这个图就知道了，如果是挖去一块应该能透过去看到对面的峰。。。

 

 

四，后话
第一部分的思路本来是想用文字的，后来发现自己到vtk的理解毕竟有限，有些东西还真说不上来，就用插图了~这里用到了VTK Designer，随便向大家推荐这两个软件，主要是向新手了，可以到他的主页去下载：http://www.vcreatelogic.com/products/vtkd/   同时推荐另外一个，叫paraView，可以到http://www.paraview.org/去下载。

从字面上理解，前者应该是用来做设计的，应该属于rad，后者可能主要用于可视化vtk数据。其实这两个软件我也用得不多，我的电脑上安装上这两个东西也就才一个月，也不好做过多评论~当然我介绍这两个东西，并不是让大家，特别是像我这样的新手们去真正用它去做开发，主要我觉得有些时候学习程序真的是一种很枯燥的事情，特别对于vtk这种国内可参考，可借鉴材料又比较少的情况下，没事玩玩那种gui类的软件能很大程度增进我们对vtk的兴趣，抑或增进我们对vtk的理解，比如看了我用VTK Designer做的那个图，vtk管道的理念是不是很清晰地就展现出来了，还有VTK Designer的右边有两个资源管理器，分别可以显示基本的vtk的Algorith，filter，function。。以及它们对应的属性和方法~而且分类很清晰明了！paraView我也就用过一次，它的好处是不用编程直接就能读取所有vtk支持的数据格式，也可以直接添加widget进去交互操作。让你对不同的数据，不同的filter和widget有更深入的理解。。。。其中的好处肯定不止这些，大家自己去发掘吧，毕竟这个比你看我上面那堆冗长的代码要有趣~~

附上VTK Designer的三个截图（这里是运行的是该软件自带的实例）：

 

 

paraView的截图：
刚刚截图的过程中再一次感受到paraView的强大，忍不住又多玩了一会~

ps：最后还是向大家求助一下，到底用什么filter，能把imagedata挖空一块呢？？