VTK_Learning_体绘制_固定点光线投影体绘制与GPU加速光线投影体绘制

￡神魔★判官ぃ 2023-07-12 09:16 17阅读 0赞

# 1.固定点光线投影算法 #

> vtkFixedPointVolumeRayCastMapper是一个较好的vtkVolumeRayCastMapper的替代者。该类能够实现基于Alpha合成的体绘制方法和最大密度投影体绘制方法，能够支持任意类型带的医院或者独立多元数据。  
> 例如，当输入为二元独立数据时，第一源数据用于颜色映射，而第二元作为不透明度映射。  
> 该类使用了空间跳跃技术来加速体绘制渲染过程，而在内部计算时，统一使用了float数据类型。
> 
>   
> **vtkFixedPointVolumeRayCastFMapper与vtkVolumeRayCastMapper对比**
> 
> 两个类的使用方法基本一致，都支持设置光线采样步长、图像采样距离、自动调整图像采样距离等操作。  
> 当然两者也存在以下区别：  
> 1.vtkFixedPointVolumeRayCastFMapper只支持基于Alpha合成的体绘制方法和最大密度体绘制方法，可以通过基类vtkVolumeMapper的接口函数来设置。
> 
>     void SetBlendModeToComposite();
>     void SetBlendModeToMaximumIntensity();
>     void SetBlendModeToMinimumIntensity();
>     void SetBlendModeToAddictive();
> 
> 2.该类仅支持先插值在分类操作；
> 
> 3.该类支持更多种数据类型。

# 2.基于GPU加速的光线投射体绘制算法 #

> vtkGPUVolumeRayCastMapper类实现了基于GPU加速的光线投影体绘制算法。该类的使用方法与上面两各类基本一致。同样可以实现光线采样步长、图像采样距离、自动调整图像采样距离等。
> 
> 代码实现如下：
> 
>     #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>
>     #include <vtkStructuredPointsReader.h>
>     #include <vtkGPUVolumeRayCastMapper.h>
>     #include <vtkColorTransferFunction.h>
>     #include <vtkPiecewiseFunction.h>
>     #include <vtkRenderer.h>
>     #include <vtkRenderWindow.h>
>     #include <vtkRenderWindowInteractor.h>
>     #include <vtkVolumeProperty.h>
>     #include <vtkVolumeRayCastIsosurfaceFunction.h>
>      
>     int main(int argc, char *argv[])
>     {
>     	vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader> reader =
>     		vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader>::New();
>     	reader->SetFileName("mummy.128.vtk");
>     	reader->Update();
>      
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> volumeMapper =
>     		vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();
>     	volumeMapper->SetInputData(reader->GetOutput());;
>     	volumeMapper->SetSampleDistance(volumeMapper->GetSampleDistance()/2);	//设置光线采样距离
>     	//volumeMapper->SetAutoAdjustSampleDistances(0);//设置图像采样步长
>     	//volumeMapper->SetImageSampleDistance(4);
>     	/*************************************************************************/
>     	vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty =
>     		vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();
>     	volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear();
>     	volumeProperty->ShadeOn();  //打开或者关闭阴影测试
>     	volumeProperty->SetAmbient(0.4);
>     	volumeProperty->SetDiffuse(0.6);  //漫反射
>     	volumeProperty->SetSpecular(0.2); //镜面反射
>     	//设置不透明度
>     	vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity =
>     		vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
>     	compositeOpacity->AddPoint(70, 0.00);
>     	compositeOpacity->AddPoint(90, 0.40);
>     	compositeOpacity->AddPoint(180, 0.60);
>     	volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity); //设置不透明度传输函数
>     	//设置梯度不透明属性
>     	vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> volumeGradientOpacity =
>     		vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
>     	volumeGradientOpacity->AddPoint(10, 0.0);
>     	volumeGradientOpacity->AddPoint(90, 0.5);
>     	volumeGradientOpacity->AddPoint(100, 1.0);
>     	volumeProperty->SetGradientOpacity(volumeGradientOpacity);//设置梯度不透明度效果对比
>     	//设置颜色属性
>     	vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color =
>     		vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();
>     	color->AddRGBPoint(0.000, 0.00, 0.00, 0.00);
>     	color->AddRGBPoint(64.00, 1.00, 0.52, 0.30);
>     	color->AddRGBPoint(190.0, 1.00, 1.00, 1.00);
>     	color->AddRGBPoint(220.0, 0.20, 0.20, 0.20);
>     	volumeProperty->SetColor(color);
>     	/********************************************************************************/
>     	vtkSmartPointer<vtkVolume> volume =
>     		vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
>     	volume->SetMapper(volumeMapper);
>     	volume->SetProperty(volumeProperty);
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderer> ren = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
>     	ren->SetBackground(0, 1, 0);
>     	ren->AddVolume(volume);
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
>     	rw->AddRenderer(ren);
>     	rw->SetSize(640, 480);
>     	rw->Render();
>     	rw->SetWindowName("VolumeRendering");
>      
>     	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
>     		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
>     	rwi->SetRenderWindow(rw);
>      
>     	ren->ResetCamera();
>     	rw->Render();
>     	rwi->Start();
>      
>     	return 0;
>     }
> 
> 输出结果如下：
> 
> ![20170206214030726][]

[20170206214030726]: https://img-blog.csdn.net/20170206214030726