VTK教程系列：VTK基础及应用开发教程

VTK附带的程序示例中大可能是基于控制台的，做为可视化开发工具包，VTK也能够与不少流行的GUI开发工具整合，好比MFC、Qt(题外话：Qt已经被Digia从诺基亚手中收购了，Qt如今的连接是： http://qt-project.org/，也有已经编译好的版本： http://code.google.com/p/qt-msvc-installer/downloads/list直接下载安装。可能由于大学课程里会教授MFC的内容，一些非计算机专业的会偏向于采用MFC，我的以为，对于非计算机专业而言，若是必定要选择一种GUI工具作开发的话，建议用Qt，容易上手，学习周期短)、FLTK( http://www.fltk.org/，FLTK也是跨平台的，是一种比较轻便的GUI工具，VTK官方发布版本没有提供对FLTK的接口，但能够借助类 vtkFlRenderWindowInteractor，来实现VTK与FLTK的整合)等等，VTK的源码目录里(VTK-5.10\Examples\GUI)包含有VTK与Qt、MFC、Tcl等工具的整合。考虑到VTK对Qt的特殊照顾(VTK提供了不少针对Qt的类能够很是方便地与Qt整合)，以及Qt自身的一些性质(如易用性、跨平台等)，咱们参考了VTK自带的一些例子，给出了VTK与Qt整合的详细步骤。

1. CMakeLists.txt文件

咱们已经知道了VTK工程的管理是用CMake的，而Qt自身有qmake工具，若是对于一些小工程而言，单纯的Qt程序用qmake来构建工程，确实很方便，但若是随着工程复杂度的增长以及工程依赖其余的函数库时，使用CMake来管理工程或许是一个明智的选择。并且随着你对CMake语法的了解，你会发现用CMake来管理工程是一件很是棒的事情。

咱们先看看对于单纯的Qt工程，怎么来写CMakeLists.txt脚本文件。

1.1 用CMake来管理Qt工程

官方对于这个话题给出的解释在这里。咱们引用一下这篇博文的图，而后给出每句CMakeLists.txt脚本的注释，结合这个图以及脚本的注释，相信你应该能明白了。

[plain]view plaincopy 
    
 #----------------------------------------------  
 # 下面这两行，没什么好解释的  
 cmake_minimum_required( VERSION 2.8 )  
 project( YourProjectName )  
    
 #----------------------------------------------  
 # 下面这两行，也没什么好解释的  
 find_package( Qt4 REQUIRED )  
 include( ${QT_USE_FILE} )  
    
 #----------------------------------------------  
 # 程序全部源文件。<TODO:在此处添加源文件>  
 # 定义变量Project_SRCS，其值为所列的文件列表  
 SET( Project_SRCS  
     main.cpp  
   )  
    
 #----------------------------------------------  
 # 程序全部UI文件。<TODO:在此处添加UI文件>  
 # 定义变量Project_UIS，其值为所列的文件列表  
 SET( Project_UIS  
     YourQtWindows.ui  
 )  
    
 #----------------------------------------------  
 # 全部包含Q_OBJECT的头文件。<TODO:在此处添加头文件>  
 # 定义变量Project_MOC_HDRS，其值为所列的文件列表  
 SET( Project_MOC_HDRS  
     YourQtProjectFiles.h  
 )  
    
 #-----------------------------------------------  
 # 经过Qt的uic.exe生成UI文件对应的ui_XXXX.h文件  
 # 将生成的ui_XXXX.h文件放在变量Project_UIS_H里，  
 # QT4_WRAP_UI就是干这个事情。  
 QT4_WRAP_UI( Project_UIS_H ${Project_UIS} )  
    
 #-----------------------------------------------  
 # 经过Qt的moc.exe生成包含Q_OBJECT的头文件对应的  
 # moc_XXXX.cxx文件，将生成的moc_XXXX.cxx文件放在  
 # 变量Project_MOC_SRCS里。QT4_WRAP_CPP就是干这个事情。  
 QT4_WRAP_CPP( Project_MOC_SRCS ${Project_MOC_HDRS} )  
    
 #-----------------------------------------------  
 # Qt的MOC和UIC程序生成的moc_XXXX.cxx和ui_XXXX.h  
 # 等文件是存放在CMake的“Where to build the binaries"  
 # 里指定的目录里，因此必须都这些路径包含进来。  
 INCLUDE_DIRECTORIES( ${Project_SOURCE_DIR}  
                      ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}  
                    )  
    
 #-----------------------------------------------                            
 # Qt程序若是有资源文件(*.qrc)，要包含资源文件，  
 # 而后用Qt的rcc.exe生成相应的qrc_XXXX.cpp文件。  
 # QT4_ADD_RESOURCES就是干这个事情。  
 SET( Project_RCCS YourProject.qrc)  
 QT4_ADD_RESOURCES( Project_RCC_SRCS ${Project_RCCS})  
    
 #-----------------------------------------------  
 # 根据程序的cpp文件、头文件以及中间生成的ui_XXXX.h、  
 # moc_XXXX.cxx、qrc_XXXX.cxx等生成可执行文件，并连接  
 # Qt的动态库(Qt的动态库都定义在QT_LIBRARIES变量里了)  
 ADD_EXECUTABLE( YourProjectName  
                 ${Project_SRCS}  
                 ${Project_UIS_H}  
                 ${Project_MOC_SRCS}  
                 ${Project_RCC_SRCS}                             
               )  
 TARGET_LINK_LIBRARIES ( YourProjectName ${QT_LIBRARIES} )  

1.2 用CMake来管理Qt与VTK工程

咱们在上面的基础上添加VTK相关的CMake脚本文件，以下：

[plain]view plaincopy 
    
 #----------------------------------------------------------------------------------  
 cmake_minimum_required( VERSION 2.8 )  
 project( CombineQtAndVTK )  
    
 #----------------------------------------------------------------------------------  
 find_package( VTK REQUIRED )  
 find_package( Qt4 REQUIRED )  
    
 include( ${VTK_USE_FILE} )  
 include( ${QT_USE_FILE} )  
    
 #----------------------------------------------------------------------------------  
 SET( PROJECT_SRCS  
     main.cpp  
     ProjectMainWindow.cpp  
     )  
    
 SET( PROJECT_UIS  
     ProjectMainWindow.ui  
 )  
    
 SET( PROJECT_MOC_HDRS  
   ProjectMainWindow.h  
 )  
    
 #----------------------------------------------------------------------------------  
 QT4_WRAP_UI( PROJECT_UIS_H  
              ${PROJECT_UIS}  
            )  
    
 QT4_WRAP_CPP( PROJECT_MOC_SRCS  
               ${PROJECT_MOC_HDRS}  
             )  
    
 #----------------------------------------------------------------------------------  
 INCLUDE_DIRECTORIES( ${PROJECT_SOURCE_DIR}  
                      ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}  
                      ${VTK_DIR}  
                    )  
    
 ADD_EXECUTABLE( CombineQtAndVTK  
                 ${PROJECT_SRCS}  
                 ${PROJECT_UIS_H}  
                 ${PROJECT_MOC_SRCS}  
               )  
    
 TARGET_LINK_LIBRARIES ( CombineQtAndVTK  
   ${VTK_LIBRARIES}  
   QVTK  
   )  

以上的脚本除了红色字体标注的跟1.1注释的不太像以外，其余的都同样，再也不解释。

1.3 CMake脚本里增长工程环境变量的加载

不少非计算机专业的用户在使用VTK进行编程时，常常会碰到相似下图所示的一些错误。

碰到这样的错误之后，可能不少用户就不知道怎么处理了，其实上面的提示信息已经写得很是清楚了，就是缺乏“vtkCommon.dll”文件。可是又有人会说：个人电脑里明明有这个文件存在啊，为何会找不到呢？

通常的解决方法多是：

方法一：将缺乏的dll文件所有拷贝的工程的Debug或者Release目录下(拷贝的时候要注意你编译的VTK是Debug版本的仍是Release版本的，若是拷错的话，又会出现其余不可预知的错误了)。可是这个方法是你每建一个工程，运行工程以前得把缺乏的动态库文件又要拷贝过去，若是你不嫌麻烦的话，能够采用。

方法二：将缺乏的dll文件所有拷贝到Windows系统的目录下，即C:\Windows\system32或者C:\Windows\system目录下，这个方法是你拷贝一次，之后再基于你拷贝的VTK动态库的工程运行的时候问题都解决了。但它一样有一个问题，假如你电脑里的VTK升级成别的版本，从新编译了一份动态库，或者是同时在你电脑里编译了好几个版本的VTK，这个时候就有点凌乱了。

为何这两种方法均可以解决问题？原来动态编译的程序在启动的时候，会搜索程序所在的目录以及系统环境变量PATH所列的目录，若是这些目录有该程序须要的动态库时，就加载它们，若是没有，就提示没法加载相应动态库的错误。

能够在工程的CMakeLists.txt文件里添加一些脚本，把系统的PATH环境变量做一些更改，在工程启动以前加载这些环境变量。也就是(在工程的CMakeLists.txt最后添加)：

[plain]view plaincopy 
    
 #-----------------------------------------------------------------------------------  
 # Construct a list of paths containing runtime directories for project applications on Windows  
 set(PROJECT_RUNTIME_PATH  "${VTK_LIBRARY_DIRS}/@VS_BUILD_TYPE@;  
 ${CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY}/@VS_BUILD_TYPE@"  
     )  
 if(QT4_FOUND)  
   set(PROJECT_RUNTIME_PATH "${PROJECT_RUNTIME_PATH};${QT_LIBRARY_DIR}/../bin")  
 endif()  
    
 include(CreateWindowsBatchScript.cmake)  
    
 # If we are under Windows, create two batch files which correctly  
 # set up the environment for the application and for Visual Studio  
 if(WIN32)  
   set(VS_SOLUTION_FILE "${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.sln")  
   foreach(VS_BUILD_TYPE debug release)  
     CreateWindowsBatchScript("${CMAKE_SOURCE_DIR}/StartVS.bat.in"  
       ${PROJECT_BINARY_DIR}/StartVS_${VS_BUILD_TYPE}.bat  
       ${VS_BUILD_TYPE})  
   endforeach()  
 endif(WIN32)  

以上的脚本也不是特别复杂，但提到了两个文件：CreateWindowsBatchScript.cmake以及 StartVS.bat.in。这两个文件的内容分别是：

CreateWindowsBatchScript.cmake：

[plain]view plaincopy 
    
 function(CreateWindowsBatchScript in out build_type)  
   if(VTK_DIR)  
     set(VTK_BIN_DIR "${VTK_DIR}/bin/${build_type}")  
   else()  
     set(VTK_BIN_DIR)  
   endif()  
    
   set(VS_BUILD_TYPE ${build_type})  
   configure_file(${in} ${out} @ONLY)  
   # substitute again  
   configure_file(${out} ${out} @ONLY)  
 endfunction()  

StartVS.bat.in：

[plain]view plaincopy 
    
 @set CL=/D_CRT_SECURE_NO_DEPRECATE /D_CRT_NONSTDC_NO_DEPRECATE  
 @set LINK=/LARGEADDRESSAWARE  
    
 PATH=@PROJECT_RUNTIME_PATH@;%PATH%  
 "@VS_SOLUTION_FILE@"  

将工程经过CMake的configure->generate之后，便可生成StartVS_debug.bat和StartVS_release.bat两个脚本文件。若是你要编译、运行Debug版本的工程，即双击StartVS_debug.bat文件打开对应的工程，同理，Release版本的也同样。一旦按这种方式打开相应的工程，就不用再担忧相似“没法加载***.dll文件”的错误了。若是你的程序还增长了ITK等函数库，也能够照着上面的脚本做相应的修改。

注意：使用时将CreateWindowsBatchScript.cmake和StartVS.bat.in两个文件与工程的CMakeLists.txt放在同一级目录里。即相似下图的目录结构：

2. 用 QVTKWidget整合Qt&VTK

Qt与VTK的整合可使用VTK提供的类QVTKWidget，看这个类名就知道这个类其实就是一个Qt里的Widget (QVTKWidget派生自QWidget)，因此能够把它看成普通的Qt里的Widget来使用，甚至能够在Qt Designer里像Qt的其余标准控件同样拖来拖去。

2.1 在Qt Designer里集成

要实现QVTKWidget在Qt Designer里像Qt的其余标准控件同样拖来拖去，须要把编译生成的QVTKWidgetPlugin.dll/QVTKWidgetPlugin.lib(Release版本)复制到Qt的安装目录里的plugins\designer目录下。完了之后，你会在Qt Designer里面看到以下的控件：

2.2 读入一幅图像，并在Qt界面上显示

接下来，咱们来完成一个小功能，就是读入一幅JPG图像，而后在Qt界面上，用VTK来显示。功能很是简单，程序也很是简单。上代码：

ProjectMainWindow.h:

[cpp]view plaincopy 
    
 #ifndef Project_MainWindow_H  
 #define Project_MainWindow_H  
    
 #include <QMainWindow>  
 #include "ui_ProjectMainWindow.h"  
    
 #include <vtkSmartPointer.h>  
    
 class vtkImageViewer2;  
 class vtkRenderer;  
    
    
 class ProjectMainWindow : public QMainWindow, public Ui::ProjectMainWindow  
 {  
        Q_OBJECT  
    
 public:  
        ProjectMainWindow();  
        ~ProjectMainWindow();  
    
 private slots:  
        //响应打开图像文件的槽函数  
        void onOpenSlot();  
    
 private:  
        vtkSmartPointer< vtkImageViewer2 > m_pImageViewer;  
        vtkSmartPointer< vtkRenderer > m_pRenderder;  
 };  
    
 #endif  

ProjectMainWindow.cpp:

[cpp]view plaincopy 
    
 #include "ProjectMainWindow.h"  
    
 #include <QFileDialog>  
 #include <QDir>  
    
 #include <vtkRenderWindow.h>  
 #include <vtkRenderer.h>  
 #include <vtkImageViewer2.h>  
 #include <QVTKWidget.h>  
 #include <vtkJPEGReader.h>  
 #include <vtkImageActor.h>  
    
 ProjectMainWindow::ProjectMainWindow()  
 {  
        setupUi(this);  
    
        m_pImageViewer  = vtkSmartPointer< vtkImageViewer2 >::New();  
        m_pRenderder      = vtkSmartPointer< vtkRenderer >::New();  
    
        // 设置m_QVTKWidget的渲染器  
        m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->AddRenderer(m_pRenderder);  
    
        //链接打开的信号与相应的槽  
        connect( m_OpenAction, SIGNAL( triggered() ), this, SLOT( onOpenSlot() ) );  
 }  
    
 ProjectMainWindow::~ProjectMainWindow()  
 {  
 }  
    
 void ProjectMainWindow::onOpenSlot()  
 {  
        QString filter;  
        filter = "JPEG image file (*.jpg *.jpeg)";  
    
        QDir dir;  
        QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName( this,   
                                  QString(tr("打开图像")), dir.absolutePath() , filter );  
        if ( fileName.isEmpty() == true ) return;  
    
        // 支持带中文路径的读取  
        QByteArray ba = fileName.toLocal8Bit();  
        const char *fileName_str = ba.data();  
    
        // 用vtkJPEGReader读取JPG图像  
        vtkSmartPointer<vtkJPEGReader> reader = vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>::New();  
        reader->SetFileName(fileName_str);  
    
        // 将reader的输出做为m_pImageViewer的输入，并设置m_pImageViewer与渲染器m_pRenderer的关联  
        m_pImageViewer->SetInput(reader->GetOutput());  
        m_pImageViewer->UpdateDisplayExtent();  
        m_pImageViewer->SetRenderWindow(m_QVTKWidget->GetRenderWindow());  
        m_pImageViewer->SetRenderer(m_pRenderder);  
        m_pImageViewer->SetupInteractor(m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->GetInteractor());  
        m_pImageViewer->SetSliceOrientationToXY(); //默认就是这个方向的  
        m_pImageViewer->GetImageActor()->InterpolateOff();  
        m_pRenderder->ResetCamera();  
        m_pRenderder->DrawOn();  
        m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->Render();  
 }  

程序运行结果：

2.3 用vtkEventQtSlotConnect实现VTK事件与Qt槽的链接

类vtkEventQtSlotConnect能够实现VTK的事件与Qt的槽函数的链接，VTK的事件主要在vtkCommand.h文件里定义，包括鼠标单击、鼠标双击、鼠标移动等等，如：

vtkCommand::ProgressEvent

vtkCommand::ErrorEvent

vtkCommand::WarningEvent

vtkCommand::PickEvent

vtkCommand::StartPickEvent

vtkCommand::EndPickEvent

vtkCommand::CharEvent

vtkCommand::KeyPressEvent

vtkCommand::KeyReleaseEvent

vtkCommand::LeftButtonPressEvent

vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent

vtkCommand::MouseMoveEvent

……

具体的代码实现：

[cpp]view plaincopy 
    
 private slots:  
        //响应鼠标移动的消息，实时输出鼠标的当前位置  
        void updateCoords(vtkObject* obj);  
    
 private:  
        vtkEventQtSlotConnect* m_Connections;  

源文件：

[cpp]view plaincopy 
    
 //构造函数里：  
        m_Connections = vtkEventQtSlotConnect::New();  
        m_Connections->Connect(m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->GetInteractor(),  
               vtkCommand::MouseMoveEvent,  
               this,  
               SLOT(updateCoords(vtkObject*)));  
    
 //槽函数的实现  
 void ProjectMainWindow::updateCoords(vtkObject* obj)  
 {  
        // 获取交互器  
        vtkRenderWindowInteractor* iren = vtkRenderWindowInteractor::SafeDownCast(obj);  
    
        // 获取鼠标的当前位置  
        int event_pos[2];  
        iren->GetEventPosition(event_pos);  
    
        QString str;  
        str.sprintf("x=%d : y=%d", event_pos[0], event_pos[1]);  
        m_StatusBar->showMessage(str);  
 }  

程序运行结果：

示例代码及该博文文档下载地址：http://download.csdn.net/detail/www_doling_net/5137375

（3）二维图像处理：05-VTK在图像处理中的应用(4)

分类： VTK系列教程 2013-01-29 10:31 948人阅读评论(4) 收藏举报

 
 VTK 
 命令模式 
 图像处理 
 观察者模式 

目录(?)[+]

5.7 区域提取

5.7.1 提取感兴趣区域

感兴趣区域（Volum of Interest）是指图像内部的一个子区域。在VTK中vtkExtractVOI类实现由用户指定的区域范围提取图像的子图像。该Filter的输入和输出都是一个vtkImageData，所以其结果能够直接做为图像保存。

1: vtkSmartPointer<vtkBMPReader> reader =

2: vtkSmartPointer<vtkBMPReader>::New();

3: reader->SetFileName ( "lena.bmp" );

4: reader->Update();

6: int dims[3];

7: reader->GetOutput()->GetDimensions(dims);

9: vtkSmartPointer<vtkExtractVOI> extractVOI =

10: vtkSmartPointer<vtkExtractVOI>::New();

11: extractVOI->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());

12: extractVOI->SetVOI(dims[0]/4.,3.*dims[0]/4.,dims[1]/4.,3.*dims[1]/4., 0, 0);

13: extractVOI->Update();

上例代码实现了提取一副图像的子区域。首先读取一个图像，并获取图像的维数。而后定义vtkExtractVOI对象，该对象接收两个输入一个是图像数据，第二个是区域大小。设置区域大小的函数原型：

void SetVOI(int _arg1, int _arg2, int _arg3, int _arg4, int _arg5, int _arg6)

void SetVOI(int _arg[])

其参数是提取的区域各个方向的大小，共6个参数，依次表示x方向最小值，x方向最大值，y方向最小值，y方向最大值，z方向最小值和z方向最大值。上例中因为读取的是二维图像，所以z方向的区域为[0,0]，而在x方向范围为[ dims[0]/4 , 3*dims[0]/4 ]，y方向范围为[ dims[1]/4 , 3*dims[1]/4 ]，即提取图像原图中间1/4图像。执行结果以下：

图5.18 提取感兴趣区域

5.7.2 三维图像切片提取

切片是指三维图像中的一个切面对应的图像。切面能够是过图像内部一点且平行于XY、YZ、XZ平面的平面，也能够是任意的过三维图像内部一点任意方向的平面。经过提取切片能够方便的浏览和分析图像内部组织结构，是医学图像浏览软件中的一个重要的功能。在VTK中vtkImageReslice类实现图像切片提取功能。下面首先看一段切片提取的代码。

1: vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader> reader =

2: vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader>::New();

3: reader->SetFileName ( " brain.mhd" );

4: reader->Update();

6: int extent[6];

7: double spacing[3];

8: double origin[3];

10: reader->GetOutput()->GetExtent(extent);

11: reader->GetOutput()->GetSpacing(spacing);

12: reader->GetOutput()->GetOrigin(origin);

13:

14: double center[3];

15: center[0] = origin[0] + spacing[0] * 0.5 * (extent[0] + extent[1]);

16: center[1] = origin[1] + spacing[1] * 0.5 * (extent[2] + extent[3]);

17: center[2] = origin[2] + spacing[2] * 0.5 * (extent[4] + extent[5]);

18:

19: static double axialElements[16] = {

20: 1, 0, 0, 0,

21: 0, 1, 0, 0,

22: 0, 0, 1, 0,

23: 0, 0, 0, 1 };

24:

25: vtkSmartPointer<vtkMatrix4x4> resliceAxes =

26: vtkSmartPointer<vtkMatrix4x4>::New();

27: resliceAxes->DeepCopy(axialElements);

28:

29: resliceAxes->SetElement(0, 3, center[0]);

30: resliceAxes->SetElement(1, 3, center[1]);

31: resliceAxes->SetElement(2, 3, center[2]);

32:

33:

34: vtkSmartPointer<vtkImageReslice> reslice =

35: vtkSmartPointer<vtkImageReslice>::New();

36: reslice->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());

37: reslice->SetOutputDimensionality(2);

38: reslice->SetResliceAxes(resliceAxes);

39: reslice->SetInterpolationModeToLinear();

40:

41: vtkSmartPointer<vtkLookupTable> colorTable =

42: vtkSmartPointer<vtkLookupTable>::New();

43: colorTable->SetRange(0, 1000);

44: colorTable->SetValueRange(0.0, 1.0);

45: colorTable->SetSaturationRange(0.0, 0.0);

46: colorTable->SetRampToLinear();

47: colorTable->Build();

48:

49: vtkSmartPointer<vtkImageMapToColors> colorMap =

50: vtkSmartPointer<vtkImageMapToColors>::New();

51: colorMap->SetLookupTable(colorTable);

52: colorMap->SetInputConnection(reslice->GetOutputPort());

53:

54: vtkSmartPointer<vtkImageActor> imgActor =

55: vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();

56: imgActor->SetInput(colorMap->GetOutput());

57:

58: vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer =

59: vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();

60: renderer->AddActor(imgActor);

61: renderer->SetBackground(.4, .5, .6);

62:

63: vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =

64: vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();

65: renderWindow->SetSize(500, 500);

66: renderWindow->AddRenderer(renderer);

67:

68: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =

69: vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();

70: vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> imagestyle =

71: vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();

72:

73: renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(imagestyle);

74: renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);

75: renderWindowInteractor->Initialize();

76:

77: renderWindowInteractor->Start();

首先经过vtkMetaImageReader读取一副医学三维图像，并获取获得图像范围（extent），原点和像素间隔；由这三个参数能够计算图像的中心位置center；接下来定义了切面的变换矩阵axialElements，该矩阵的前三列分别表示x、y和z方向向量，第四列为中心点坐标；代码中的axialElements表示切面变换矩阵与当前坐标系一致，且切面为过中心点center，并平行于XY平面的平面。当前，定义该切面时，也能够是其余平面，甚至是任意平面，可是必需要过图像内部点。下面给出了一个经常使用的变换矩阵：

static double coronalElements[16] = {

1, 0, 0, 0,

0, 0, 1, 0,

0,-1, 0, 0,

0, 0, 0, 1 }; 提取平行于XZ平面的切片

static double sagittalElements[16] = {

0, 0,-1, 0,

1, 0, 0, 0,

0,-1, 0, 0,

0, 0, 0, 1 }; 提取平行于YZ平面的切片

static double obliqueElements[16] = {

1, 0, 0, 0,

0, 0.866025, -0.5, 0,

0, 0.5, 0.866025, 0,

0, 0, 0, 1 }; 提取斜切切片

注意使用这些变换矩阵的时候，须要将第四列替换为切片通过图像的一个点坐标，上例中将图像的中心添加到axialElements矩阵，并经过函数SetResliceAxes设置变换矩阵，SetOutputDimensionality(2)指定输出的图像为一个二维图像；而函数SetInterpolationModeToLinear()则指定了切面提取中的差值方式为线性差值，另外该类中还提供了其余的差值方式：

SetInterpolationModeToNearestNeighbor()：最近邻方式

SetInterpolationModeToCubic()：三次线性差值

设置完毕后，执行Update()便可完成切面计算。运行结果以下图：

图5.19 切片提取

5.7.3 扩展

学习三维图像切面的提取后，咱们在上节的程序上作一个扩展，实现一个稍微复杂的程序——经过滑动鼠标来切换三维图像切片，这也是医学图像处理软件中一个很基本的功能。实现该功能难点是怎样在VTK中控制鼠标来实时提取图像切片。在前面的章节中已经介绍观察者/命令(Observer/Command)模式，咱们也采用这种机制来实现。VTK中鼠标消息是在交互类型对象（interactorstyle）中响应，所以经过为交互类型对象（interactorstyle）添加观察者（observer）来监听相应的消息，当消息触发时，由命令模式执行相应的回调函数。闲话少说，放代码。

1: class vtkImageInteractionCallback : public vtkCommand

2: {

3: public:

5: static vtkImageInteractionCallback *New()

6: {

7: return new vtkImageInteractionCallback;

8: }

10: vtkImageInteractionCallback()

11: {

12: this->Slicing = 0;

13: this->ImageReslice = 0;

14: this->Interactor = 0;

15: }

16:

17: void SetImageReslice(vtkImageReslice *reslice)

18: {

19: this->ImageReslice = reslice;

20: }

21:

22: vtkImageReslice *GetImageReslice()

23: {

24: return this->ImageReslice;

25: }

26:

27: void SetInteractor(vtkRenderWindowInteractor *interactor)

28: {

29: this->Interactor = interactor;

30: }

31:

32: vtkRenderWindowInteractor *GetInteractor()

33: {

34: return this->Interactor;

35: }

36:

37: virtual void Execute(vtkObject *, unsigned long event, void *)

38: {

39: vtkRenderWindowInteractor *interactor = this->GetInteractor();

40:

41: int lastPos[2];

42: interactor->GetLastEventPosition(lastPos);

43: int currPos[2];

44: interactor->GetEventPosition(currPos);

45:

46: if (event == vtkCommand::LeftButtonPressEvent)

47: {

48: this->Slicing = 1;

49: }

50: else if (event == vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent)

51: {

52: this->Slicing = 0;

53: }

54: else if (event == vtkCommand::MouseMoveEvent)

55: {

56: if (this->Slicing)

57: {

58: vtkImageReslice *reslice = this->ImageReslice;

59:

60: // Increment slice position by deltaY of mouse

61: int deltaY = lastPos[1] - currPos[1];

62:

63: reslice->Update();

64: double sliceSpacing = reslice->GetOutput()->GetSpacing()[2];

65: vtkMatrix4x4 *matrix = reslice->GetResliceAxes();

66: // move the center point that we are slicing through

67: double point[4];

68: double center[4];

69: point[0] = 0.0;

70: point[1] = 0.0;

71: point[2] = sliceSpacing * deltaY;

72: point[3] = 1.0;

73: matrix->MultiplyPoint(point, center);

74: matrix->SetElement(0, 3, center[0]);

75: matrix->SetElement(1, 3, center[1]);

76: matrix->SetElement(2, 3, center[2]);

77: interactor->Render();

78: }

79: else

80: {

81: vtkInteractorStyle *style = vtkInteractorStyle::SafeDownCast(

82: interactor->GetInteractorStyle());

83: if (style)

84: {

85: style->OnMouseMove();

86: }

87: }

88: }

89: }

90:

91: private:

92: int Slicing;

93: vtkImageReslice *ImageReslice;

94: vtkRenderWindowInteractor *Interactor;

95: };

vtkImageInteractionCallback继承自vtkCommand类，并覆盖父类函数Execute()。该类提供了两个接口：SetImageReslice和SetInteractor。SetImageReslice用以设置vtkImageSlice对象，vtkImageSlice根据设置的变换矩阵提取三维图像切片。SetInteractor用以设置vtkRenderWindowInteractor，vtkRenderWindowInteractor类对象负责每次提取切片后刷新视图。

下面咱们重点来看一下Execute函数，该函数提供了具体的切片提取功能。在该函数里面，主要监听了三个消息：

vtkCommand::LeftButtonPressEvent，

vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent，

vtkCommand::MouseMoveEvent，

前两个消息分别是鼠标左键的按下和弹起消息。当鼠标左键按下时，就设置切片提取标志为1，而当弹起时，将标志置为0。这样在鼠标移动时，只有在肯定切片提取标志为1时，执行切片提取功能。

vtkCommand::MouseMoveEvent即为鼠标移动消息。当检测到该消息时，首先检查切片提取标志，当为1时提取切片。提取切片时，须要为vtkImageSlice对象设置变换矩阵。这里在函数开始时，首先获取了鼠标滑动的先后两次点的位置lastPos和currPos。而后根据两点的Y坐标差deltaY，计算新的中心点center并变换至vtkImageSlice当前变换矩阵中，获得变换中心点，将其设置到原来的变换矩阵matrix中，并设置到vtkImageSlice中，最后执行interactor->Render()便可不断的根据鼠标移动刷新图像。

Command对象定义完毕后，便可为交互对象InteractorStyle添加观察者，响应鼠标消息。这里能够在上节的程序上进行修改，前面代码一致，只须要在最后添加以下代码：

1: vtkSmartPointer<vtkImageInteractionCallback> callback =

2: vtkSmartPointer<vtkImageInteractionCallback>::New();

3: callback->SetImageReslice(reslice);

4: callback->SetInteractor(renderWindowInteractor);

6: imagestyle->AddObserver(vtkCommand::MouseMoveEvent, callback);

7: imagestyle->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonPressEvent, callback);

8: imagestyle->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent, callback);

10: renderWindowInteractor->Start();

这里主要是定义了vtkImageInteractionCallback对象，并设置vtkImageSlice对象和vtkRenderWindowInteractor对象。而后为交互对象vtkInteractorStyle添加观察者来监控相应的消息，这里主要是三个消息：

vtkCommand::LeftButtonPressEvent，

vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent，

vtkCommand::MouseMoveEvent，

当响应到这三个消息时，当即执行vtkImageInteractionCallback的Execute函数，以便实现切片的实时提取和更新。完成之后，运行程序，当鼠标在图像上移动时，会发现图像会跟着鼠标的移动而变化，神奇吧？有兴趣的话，还能够实现YZ平面、XZ平面切片提取，甚至是任意方向的切面提取。

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VTK教程系列：VTK基础及应用开发教程

基于VTK的Qt应用程序开发

1. CMakeLists.txt文件

1.1 用CMake来管理Qt工程

1.2 用CMake来管理Qt与VTK工程

1.3 CMake脚本里增长工程环境变量的加载

2. 用QVTKWidget整合Qt&VTK

2.1 在Qt Designer里集成

2.2 读入一幅图像，并在Qt界面上显示

2.3 用vtkEventQtSlotConnect实现VTK事件与Qt槽的链接

5.7 区域提取

5.7.1 提取感兴趣区域

5.7.2 三维图像切片提取

5.7.3 扩展

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2. 用 QVTKWidget整合Qt&VTK