VTK 體繪制裁剪_Cropping技術

1.裁剪

對於一些體積比較大，結構比較復雜的體數據進行體繪制的渲染效果難以展示其內部細節，需要用到裁剪技術來渲染部分數據。vtkVolumeMapper類中提供了兩種裁剪技術，分別為Cropping和Clipping。

Cropping技術只支持VTKImageData數據的裁剪。該方法在每個坐標軸上定義兩個裁剪面，共有6個裁剪面（xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax）。將三維空間分為27個可視區域。這些裁剪面僅與數據的原點和像素尺寸有關，而不依賴於數據的任何坐標運算，因此可以使用27位數字來定義這些區域，每一位表示一個區域。當某位上數字為1時，說明顯示其對應的區域。在這些區域中，小於(xmin,ymin)的區域為第一位，然后根據先X方向，再Y軸方向，最后Z軸方向的順序來定義每個區域的位號。例如，當只顯示中間區域時，其對應的27位數字為0x0002000.

2.基於Cropping的裁剪技術

vtkVolumeMapper中定義了Cropping接口函數，使用Cropping進行裁剪的代碼如下：

volumeMapper->SetCropping(1);//開啟Cropping功能
volumeMapper->SetCroppingRegionPlanes(50, 150, 50, 200, 50, 150); 3 volumeMapper->SetCroppingRegionFlags(0x0002000);

其中：

• vtkVolumeMapper::SetCropping(1),設置裁剪功能；
• vtkVolumeMapper::SetCroppingRegionPlanes()，設置三個坐標軸上六個裁剪面位置。
• vtkVolumeMapper::SetCroppingRegionFlag()，設置顯示區域標記。

此外，該類也提供了其他成員函數設置顯示區域，避免自行計算顯示區域標記：

• SetCroppingRegionFlagsToSubVolume();
• SetCroppingRegionFlagsToFence();
• SetCroppingRegionFlagsToInvertedFence();
• SetCroppingRegionFlagsToCross();
• SetCroppingRegionFlagsToInvertedCross();

示例代碼如下：

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);  3 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingVolumeOpenGL);  4 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);  5 VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);  6  
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkStructuredPoints.h>//vtkStructuredPointsReader* -> vtkGPUVolumeRayCastMapper*
#include <vtkStructuredPointsReader.h>
#include <vtkGPUVolumeRayCastMapper.h>
#include <vtkVolumeProperty.h>
#include <vtkPiecewiseFunction.h>
#include <vtkColorTransferFunction.h>
#include <vtkVolume.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkCamera.h>
 
 
int main()  23 {  24     vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader> reader =
        vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader>::New();  26     reader->SetFileName("mummy.128.vtk");  27     reader->Update();  28  
 
    vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> origMapper =
        vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();  32     origMapper->SetInputData(reader->GetOutput());  33  
 
    vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> volumeMapper =
        vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();  37     volumeMapper->SetInputData(reader->GetOutput());  38     volumeMapper->SetCropping(1);//開啟Cropping功能
    volumeMapper->SetCroppingRegionPlanes(50, 150, 50, 200, 50, 150);  40     volumeMapper->SetCroppingRegionFlags(0x0002000);  41     /*****************************************************************/
    //設置體繪制相關屬性
    vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty =
        vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();  45     volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear(); //設置線性插值方式
    volumeProperty->ShadeOn();//開啟陰影屬性
    volumeProperty->SetAmbient(0.4);//設置環境溫度
    volumeProperty->SetDiffuse(0.6);//設置漫反射系數
    volumeProperty->SetSpecular(0.2);//設置鏡面反射系數  50     //添加灰度不透明度屬性
    vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity =
        vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();  53     compositeOpacity->AddPoint(70, 0.0);  54     compositeOpacity->AddPoint(90, 0.4);  55     compositeOpacity->AddPoint(180, 0.6);  56     volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity);  57     //添加梯度不同明度屬性
    vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> gradientOpacity =
        vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();  60     gradientOpacity->AddPoint(10, 0.0);  61     gradientOpacity->AddPoint(90, 0.5);  62     gradientOpacity->AddPoint(100, 1.0);  63     volumeProperty->SetGradientOpacity(gradientOpacity);  64     //添加顏色傳輸
    vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color =
        vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();  67     color->AddRGBPoint(0, 0, 0, 0);  68     color->AddRGBPoint(64, 1.0, 0.52, 0.3);  69     color->AddRGBPoint(190.0, 1.00, 1.00, 1.00);  70     color->AddRGBPoint(220.0, 0.20, 0.20, 0.20);  71     volumeProperty->SetColor(color);  72     /***********************************************************/
    //渲染管道
    vtkSmartPointer<vtkVolume> origVolume =
        vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();  76     origVolume->SetMapper(origMapper);  77     origVolume->SetProperty(volumeProperty);  78  
 
    vtkSmartPointer<vtkVolume> croppingVolume =
        vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();  82     croppingVolume->SetMapper(volumeMapper);  83     croppingVolume->SetProperty(volumeProperty);  84  
 
    /
    double origView[4] = { 0, 0, 0.5, 1 };  88     double croppingView[4] = { 0.5, 0, 1, 1 };  89     vtkSmartPointer<vtkRenderer> origRender =
        vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();  91     origRender->AddVolume(origVolume);  92     origRender->SetBackground(1, 1, 0);  93     origRender->SetViewport(origView);  94  
 
    vtkSmartPointer<vtkRenderer> croppingRender =
        vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();  98     croppingRender->AddVolume(croppingVolume);  99     croppingRender->SetBackground(0, 1, 0); 100     croppingRender->SetViewport(croppingView); 101     /// 102     vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw =
        vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New(); 104     rw->AddRenderer(origRender); 105     rw->AddRenderer(croppingRender); 106     rw->SetWindowName("Cropping Volume"); 107     rw->SetSize(640, 320); 108  
 
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
        vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New(); 112     rwi->SetRenderWindow(rw); 113  
 
    origRender->GetActiveCamera()->SetPosition(0, -1, 0); 116     origRender->GetActiveCamera()->SetFocalPoint(0, 0, 0); 117     origRender->GetActiveCamera()->SetViewUp(0,0,1); 118     origRender->GetActiveCamera()->Azimuth(30); 119     origRender->GetActiveCamera()->Elevation(30); 120     origRender->ResetCamera(); 121     croppingRender->SetActiveCamera(origRender->GetActiveCamera()); 122     
    rw->Render(); 124     rwi->Start(); 125     return 0; 126 }

輸出結果如下：