VTK_Learning_图形基本操作进阶_连通区域分析

1.连通区域分析

许多图形数据中，并非只包含一个对象（连通区域）。而在处理这些图形数据时，有时需要对每一个对象单独处理或者让其单独显示。比如，利用MarchingCube方法提取三维图像中的等值面，得到的结果往往是存在多个连通的对象区域，这是就需要对图形数据做连通区域分析，提取每个连通区域并计算其属性信息，以此来得到需要的连通区域。

下面一个例子来分析VTK中如何对图形数据做连通区域分析：
 

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkConeSource.h>
#include <vtkAppendPolyData.h>
#include <vtkPolyDataConnectivityFilter.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
int main()
{
  vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource =
    vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
  sphereSource->SetRadius(10);
  sphereSource->SetThetaResolution(10);
  sphereSource->SetPhiResolution(10);
  sphereSource->Update();
 
  vtkSmartPointer<vtkConeSource> coneSource =
    vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();
  coneSource->SetRadius(5);
  coneSource->SetHeight(10);
  coneSource->SetCenter(25, 0, 0);
  coneSource->Update();
 
  vtkSmartPointer<vtkAppendPolyData> appendFilter =
    vtkSmartPointer<vtkAppendPolyData>::New();
  appendFilter->AddInputData(sphereSource->GetOutput());
  appendFilter->AddInputData(coneSource->GetOutput());
  appendFilter->Update();
 
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter> connectivityFilter =
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter>::New();
  connectivityFilter->SetInputData(appendFilter->GetOutput());
  connectivityFilter->SetExtractionModeToCellSeededRegions();
  connectivityFilter->AddSeed(100);
  connectivityFilter->Update();
  
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> originalMapper =
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  originalMapper->SetInputConnection(appendFilter->GetOutputPort());
  originalMapper->Update();
  vtkSmartPointer<vtkActor> originalActor =
    vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  originalActor->SetMapper(originalMapper);
 
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> extractedMapper =
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  extractedMapper->SetInputConnection(connectivityFilter->GetOutputPort());
  extractedMapper->Update();
  vtkSmartPointer<vtkActor> extractedActor =
    vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  extractedActor->SetMapper(extractedMapper);
  /
  double leftViewport[4] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 };
  double rightViewport[4] = { 0.5, 0.0, 1.0, 1.0 };
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderer> leftRenderer =
    vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  leftRenderer->SetViewport(leftViewport);
  leftRenderer->AddActor(originalActor);
  leftRenderer->SetBackground(1, 0, 0);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderer> rightRenderer =
    vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  rightRenderer->SetViewport(rightViewport);
  rightRenderer->AddActor(extractedActor);
  rightRenderer->SetBackground(0, 0, 0);
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  renderWindow->AddRenderer(leftRenderer);
  renderWindow->AddRenderer(rightRenderer);
  renderWindow->SetSize(640, 320);
  renderWindow->Render();
  renderWindow->SetWindowName("PolyDataConnectedCompExtract");
 
  leftRenderer->ResetCamera();
  rightRenderer->SetActiveCamera(leftRenderer->GetActiveCamera());
 
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  interactor->SetRenderWindow(renderWindow);
  interactor->Initialize();
  interactor->Start();
  return 0;
}

输出结果为：

这个例子够早了一个含有多个连通区域的模型数据。vtkAppendPolyData可以实现vtkPolyData的合并，使用该类可以方便地构造含有多个连通区域的数据，该类型接收两个或者多个vtkPolyData数据输入，合并结果包含输入数据的所有几何和拓扑数据。若输入为两个或者多个数据都含有点属性数据，则将其存储值输出结果中；对于单元属性数据亦是如此。

2.VTKPolyDataConnectivityFilter类解析

vtk中的vtkPolyDataConnectivityFilter类可以用于实现连通区域分析，该类接受vtkPolyData数据作为输入。集体使用如下：

vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter> connectivityFilter =
    vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter>::New();
  connectivityFilter->SetInputData(appendFilter->GetOutput());
  connectivityFilter->SetExtractionModeToCellSeededRegions();
  connectivityFilter->AddSeed(100);
  connectivityFilter->Update();

SetExtractionModeToLargestRegion()：用于提取具有最多点数的连通区域；
SetExtractionModeToAllRegions()：该模式主要用于连通区域标记，配合函数ColorRegionsOn()使用，在连通区域像是的同时，生成一个名为RegionId的点属性数据。
SetExtractionModeToSpecifiedRegions()：该模式用于提取一个或多个连通区域，在该模式下，需要通过AddSpecifiedRegion()来添加西药提取的区域号，区域号从零开始。
SetExtractionModeToClosestPointRegion()：该模式需要使用SetClosestPoint()函数设置一个空间点坐标，执行结果为离该点最近的连通区域。
SetExtractionModeToPointSeededRegions()：该模式下需要使用AddSeed()函数添加种子点，提取种子点所在的区域。
SetExtractionModeToCellSeededRegions()：该模式下需要使用AddSeed()函数调价种子单元，提取种子单元所在的区域。