VTK_Learning_体绘制裁剪_Cropping技术

た入场券 2023-07-12 09:18 92阅读 0赞

# 1.裁剪 #

> 对于一些体积比较大，结构比较复杂的体数据进行体绘制的渲染效果难以展示其内部细节，需要用到裁剪技术来渲染部分数据。vtkVolumeMapper类中提供了两种裁剪技术，分别为Cropping和Clipping。  
> Cropping技术只支持VTKImageData数据的裁剪。该方法在每个坐标轴上定义两个裁剪面，共有6个裁剪面（xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax）。将三维空间分为27个可视区域。这些裁剪面仅与数据的原点和像素尺寸有关，而不依赖于数据的任何坐标运算，因此可以使用27位数字来定义这些区域，每一位表示一个区域。当某位上数字为1时，说明显示其对应的区域。在这些区域中，小于(xmin,ymin)的区域为第一位，然后根据先X方向，再Y轴方向，最后Z轴方向的顺序来定义每个区域的位号。例如，当只显示中间区域时，其对应的27位数字为0x0002000.  
>

# 2.基于Cropping的裁剪技术 #

> vtkVolumeMapper中定义了Cropping接口函数，使用Cropping进行裁剪的代码如下：
> 
>     volumeMapper->SetCropping(1);//开启Cropping功能
>     volumeMapper->SetCroppingRegionPlanes(50, 150, 50, 200, 50, 150);
>     volumeMapper->SetCroppingRegionFlags(0x0002000);
> 
> 其中：
> 
>  *  vtkVolumeMapper::SetCropping(1),设置裁剪功能；
>  *  vtkVolumeMapper::SetCroppingRegionPlanes()，设置三个坐标轴上六个裁剪面位置。
>  *  vtkVolumeMapper::SetCroppingRegionFlag()，设置显示区域标记。
>  *  此外，该类也提供了其他成员函数设置显示区域，避免自行计算显示区域标记：
>  *  SetCroppingRegionFlagsToSubVolume();
>  *  SetCroppingRegionFlagsToFence();
>  *  SetCroppingRegionFlagsToInvertedFence();
>  *  SetCroppingRegionFlagsToCross();
>  *  SetCroppingRegionFlagsToInvertedCross();
> 
> 示例代码如下：
> 
>     #include <vtkAutoInit.h>
>     VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
>     VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingVolumeOpenGL);
>     VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);
>     VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);
>      
>      
>     #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()
>     {
>     	vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader> reader =
>     		vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader>::New();
>     	reader->SetFileName("mummy.128.vtk");
>     	reader->Update();
>      
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> origMapper =
>     		vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();
>     	origMapper->SetInputData(reader->GetOutput());
>      
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> volumeMapper =
>     		vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();
>     	volumeMapper->SetInputData(reader->GetOutput());
>     	volumeMapper->SetCropping(1);//开启Cropping功能
>     	volumeMapper->SetCroppingRegionPlanes(50, 150, 50, 200, 50, 150);
>     	volumeMapper->SetCroppingRegionFlags(0x0002000);
>     	/*****************************************************************/
>     	//设置体绘制相关属性
>     	vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty =
>     		vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();
>     	volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear(); //设置线性插值方式
>     	volumeProperty->ShadeOn();//开启阴影属性
>     	volumeProperty->SetAmbient(0.4);//设置环境温度
>     	volumeProperty->SetDiffuse(0.6);//设置漫反射系数
>     	volumeProperty->SetSpecular(0.2);//设置镜面反射系数
>     	//添加灰度不透明度属性
>     	vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity =
>     		vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
>     	compositeOpacity->AddPoint(70, 0.0);
>     	compositeOpacity->AddPoint(90, 0.4);
>     	compositeOpacity->AddPoint(180, 0.6);
>     	volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity);
>     	//添加梯度不同明度属性
>     	vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> gradientOpacity =
>     		vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
>     	gradientOpacity->AddPoint(10, 0.0);
>     	gradientOpacity->AddPoint(90, 0.5);
>     	gradientOpacity->AddPoint(100, 1.0);
>     	volumeProperty->SetGradientOpacity(gradientOpacity);
>     	//添加颜色传输
>     	vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color =
>     		vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();
>     	color->AddRGBPoint(0, 0, 0, 0);
>     	color->AddRGBPoint(64, 1.0, 0.52, 0.3);
>     	color->AddRGBPoint(190.0, 1.00, 1.00, 1.00);
>     	color->AddRGBPoint(220.0, 0.20, 0.20, 0.20);
>     	volumeProperty->SetColor(color);
>     	/***********************************************************/
>     	//渲染管道
>     	vtkSmartPointer<vtkVolume> origVolume =
>     		vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
>     	origVolume->SetMapper(origMapper);
>     	origVolume->SetProperty(volumeProperty);
>      
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkVolume> croppingVolume =
>     		vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
>     	croppingVolume->SetMapper(volumeMapper);
>     	croppingVolume->SetProperty(volumeProperty);
>      
>      
>     	/
>     	double origView[4] = { 0, 0, 0.5, 1 };
>     	double croppingView[4] = { 0.5, 0, 1, 1 };
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderer> origRender =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
>     	origRender->AddVolume(origVolume);
>     	origRender->SetBackground(1, 1, 0);
>     	origRender->SetViewport(origView);
>      
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderer> croppingRender =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
>     	croppingRender->AddVolume(croppingVolume);
>     	croppingRender->SetBackground(0, 1, 0);
>     	croppingRender->SetViewport(croppingView);
>     	///
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
>     	rw->AddRenderer(origRender);
>     	rw->AddRenderer(croppingRender);
>     	rw->SetWindowName("Cropping Volume");
>     	rw->SetSize(640, 320);
>      
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
>     	rwi->SetRenderWindow(rw);
>      
>      
>     	origRender->GetActiveCamera()->SetPosition(0, -1, 0);
>     	origRender->GetActiveCamera()->SetFocalPoint(0, 0, 0);
>     	origRender->GetActiveCamera()->SetViewUp(0,0,1);
>     	origRender->GetActiveCamera()->Azimuth(30);
>     	origRender->GetActiveCamera()->Elevation(30);
>     	origRender->ResetCamera();
>     	croppingRender->SetActiveCamera(origRender->GetActiveCamera());
>     	
>     	rw->Render();
>     	rwi->Start();
>     	return 0;
>     }
> 
> 输出结果如下：
> 
> ![20170207134950451][]

[20170207134950451]: https://img-blog.csdn.net/20170207134950451