VTK_Learning_图像显示（vtkImageViewer2 & vtkImageActor）

1.vtkImageViewer2用于图像显示

在VTK早期版本中，提供了vtkImageViewer类来显示图像。随着版本的发展，目前vtkImageViewer2代替了vtkImageViewer进行图像显示。vtkImageViewer2中封装了VTK图像显示的管线，包括vtkActor，vtkRender，vtkRenderWindow，vtkInteractorStypeImage等对象，可以方便的完成图像显示和交互。该类提供的主要交互操作有：图像放缩，窗宽窗位调节，并提供切片选择，切片方向设置接口，尤其适合三维图像的显示。
 

#include <vtkAutoInit.h>        
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);  
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkMetaImageReader.h>
#include <vtkImageViewer2.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
 
int main(int argc, char* argv[])
{
  vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader> reader =
    vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader>::New();
  reader->SetFileName("data/brain.mhd");
  reader->Update();
 
  vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> viewer =
    vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();
  viewer->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());
 
  //设置基本属性
  viewer->SetSize(640,480);
  viewer->SetColorLevel(500);
  viewer->SetColorWindow(2000);
  viewer->SetSlice(40);
  viewer->SetSliceOrientationToXY();
  viewer->Render();
  viewer->GetRenderer()->SetBackground(1,1,1);
  viewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("ImageViewer2D");
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  //设置交互属性
  viewer->SetupInteractor(rwi);
 
  rwi->Start();
 
  return 0;
}

为了更好的说明vtkImageViewer2功能，使用一副三维医学图像为例进行说明。首先使用vtkMetaImageReader读入一个mhd图像，然后定义vtkImageViewer2对象显示图像。最后定义了一个vtkRenderWindowInteractor对象，并传递给vtkImageViewer2对象，用于完成鼠标、键盘等消息响应，便于进行图像的交互操作。
 

其中也设置了四个参数，窗位(ColorLevel)、窗宽(ColorWindow)、切片(Slice)和切片方向(Orientation)。按下鼠标左键拖动鼠标，可以调节图像的窗宽窗位，从而显示不同灰度范围内容；按下鼠标右键拖动鼠标可以放缩图像。当然这些交互操作可以由用户根据需要自己定义vtkInteractorStyle子类，并响应相应的操作。

而显示三维图像时，需要确定当前显示切片和方向。vtkImageViewer2提供了SetSlice()函数设置切片号，SetSliceOrientationToXY()则将切片的方向设置为平行XY平面方向。此外还可以设置为平行YZ或者XZ平面方向，其对应函数分别为SetSliceOrientationToYZ()和SetSliceOrientationToXZ()。默认情况下切片方向为平行于XY平面即垂直Z轴方向，根据设置的切片号获取Z轴方向的具体切片进行显示。

                                                           

 2.vtkImageActor用于图像显示

vtkImageActor是一个三维图像渲染Actor，通过纹理映射将图像映射到一个多边形上进行显示。使用vtkImageActor较vtkImageViewer2要复杂一些，需要建立完整的渲染管线：包括vtkImageActor，vtkRender，vtkRenderWindow，vtkRenderWindowInteractor管线。另外，作为图像二维浏览器，不需要在三维空间中进行旋转操作，因此还需要为vtkRenderWindow定义一个vtkInteractorStyleImage对象。
 

#include <vtkAutoInit.h>        
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);   
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkBMPReader.h>
#include <vtkImageActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleImage.h>
 
int main()
{
  vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =
    vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();
  reader->SetFileName("data/lena.bmp");
  reader->Update();
 
  vtkSmartPointer<vtkImageActor> actor =
    vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();
  actor->SetInputData(reader->GetOutput());
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderer> render =
    vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  render->AddActor(actor);
  render->ResetCamera();
  render->SetBackground(1,1,1);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> window =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  window->AddRenderer(render);
  window->SetSize(640,480);
  window->SetWindowName("ImageViewer3D");
  window->Render();
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> style =
    vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();
  rwi->SetInteractorStyle(style);
  rwi->SetRenderWindow(window);
  rwi->Initialize();
 
  rwi->Start();
  return 0;
}

在读入图像后，依次建立vtkImageActor，vtkRender，vtkRenderWindow，vtkRenderWindowInteractor，并组装为管线。为了屏蔽旋转操作，建立vtkInteractorStyleImage对象，并通过rwi->SetInteractorStyle(style)设置交互对象。需要注意的是，vtkImageActor接收的图像vtkImageData数据类型必须为unsigned char类型，因此在显示之前，必要的时候需要利用vtkImageCast将图像数据类型转换为unsigned char。

显示结果：