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

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：