Marching Cubes

来源：互联网发布：mac地址能不能修改编辑：程序博客网时间：2024/04/18 18:36

MarchingCubes建模是三维可视化库VTK建模算法之一。该建模方法采用空间分解的方法，对空间体元进行不断的切割处理，最后得到一个由规则体构成的非规则复杂物体的近似。这种方法包括有物体的内在信息，从而实现体数据的表达。

MC方法求等值面的算法流程：

① 将三维离散规则数据场分层读入内存；

② 扫描两层数据，逐个构造体元，每个体元中的8个角点取自相邻的两层；

③ 将体元每个角点的函数值与给定的等值面C作比较，根据比较结果，构造该体元的状态表；

④ 根据状态表，得到将与等值面有角点的体元边界；

⑤ 通过线性插值方法，计算出体元边界与等值面的交点；

⑥ 利用中心差分方法，求出体元各角点处的法向量，再通过线性插值方法，求出三角形各顶点处的法向量；

<7> 根据各三角面片各顶点的坐标值及法向量绘制等值面图像。

VTK官网给出的例子

#include "stdafx.h"#include <vtkAutoInit.h>  VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);  VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);  #include <vtkActor.h>#include <vtkRenderer.h>#include <vtkImageData.h>#include <vtkSphereSource.h>#include <vtkVoxelModeller.h>#include <vtkRenderWindow.h>#include <vtkSmartPointer.h>#include <vtkMarchingCubes.h>#include <vtkPolyDataMapper.h>#include <vtkDICOMImageReader.h>#include <vtkRenderWindowInteractor.h>int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){//  std::string folder = "C:\\Users\\yorktal03\\Desktop\\ZYH\\data\\MarchingMan";vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphere = vtkSphereSource::New();sphere->SetPhiResolution(20);sphere->SetThetaResolution(20);sphere->Update();double bounds[6];// GetBounds()// Return a pointer to the geometry bounding box in the form (xmin,xmax, ymin,ymax, zmin,zmax). // THIS METHOD IS NOT THREAD SAFE. sphere->GetOutput()->GetBounds(bounds);/*for (unsigned int i = 0; i < 6; i += 2){double range = bounds[i + 1] - bounds[i];bounds[i] = bounds[i] - .1 * range;bounds[i + 1] = bounds[i + 1] + .1 * range;}*/vtkSmartPointer<vtkVoxelModeller> voxelModeller = vtkVoxelModeller::New();voxelModeller->SetSampleDimensions(50, 50, 20);voxelModeller->SetModelBounds(bounds);voxelModeller->SetScalarTypeToFloat();voxelModeller->SetMaximumDistance(.1);voxelModeller->SetInputConnection(sphere->GetOutputPort());voxelModeller->Update();vtkSmartPointer<vtkImageData> volume = vtkSmartPointer<vtkImageData>::New();volume->DeepCopy(voxelModeller->GetOutput());/*vtkSmartPointer<vtkDICOMImageReader> imgs = vtkDICOMImageReader::New();imgs->SetDirectoryName(folder.c_str());imgs->Update();volume->DeepCopy(imgs->GetOutput());*/vtkSmartPointer<vtkMarchingCubes> surface = vtkMarchingCubes::New();surface->SetInputData(volume);surface->ComputeNormalsOn();surface->SetValue(0, 0.5);vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkPolyDataMapper::New();mapper->SetInputConnection(surface->GetOutputPort());mapper->ScalarVisibilityOff();vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkActor::New();actor->SetMapper(mapper);vtkSmartPointer<vtkRenderer> ren = vtkRenderer::New();ren->AddActor(actor);ren->SetBackground(0.1, .2, .3);vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renWin = vtkRenderWindow::New();renWin->AddRenderer(ren);renWin->Render();vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> irenwin = vtkRenderWindowInteractor::New();irenwin->SetRenderWindow(renWin);irenwin->Start();return 0;}

两种不同的输入数据，一种是绘制一个球体：

一种是从DICOM图像列;

读取图像然后显示图像好像没有什么麻烦，只是绘制立体图以及参数的设置还是需要学习的。

voxelModeller  ：将无规则的数据集转化为体素表示。

体素(voxel)，是体积元素(volumepixel)的简称。
vtkVoxelModeller默认输出的图像是 VTK_BIT 图像，但是MC不支持这个类型的图像，所以SetScalarTypeToFloat()得到一个Float的图像。

当然这边也有其他比较复杂的例子

0 0