从 .dcm 文件生成和读取 .vtk 文件，以及修改模型

Question

我想对 dicom 体绘制有更好的了解。

我有一组 dicom 图像，我可以从中提取轴向、冠状和矢状切割，如下所示：

我最初想从头开始生成一个 3D 模型，但这似乎太难了。

所以我听说了 VTK/ITK，我一直在使用此代码从我的一组图像中生成一个 .vtk 文件：

http://www.itk.org/Doxygen46/html/IO_2DicomSeriesReadImageWrite2_8cxx-example.html

它有效，但我需要一些解释：

当我用 ParaView 打开这个文件时，我得到以下结果：

首先，这可能是一个愚蠢的问题，但为什么它是蓝色的？

有没有办法切割并看到模型的内部？

我的目标不是使用 ParaView，我想制作自己的 .vtk 阅读器，我发现这段代码我不记得在哪里，我认为它应该可以工作，但我得到的只是绿色背景仅此而已：

#include <vtkPolyDataReader.h>
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>

int main ( int argc, char *argv[] ) {

  // Parse command line arguments                                                                     
  if (argc != 2) {
    std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " Filename(.vtk)" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  std::string filename = argv[1];

  // Read all the data from the file                                                                  
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataReader> reader = vtkSmartPointer<vtkPolyDataReader>::New();
  reader->SetFileName(filename.c_str());
  reader->Update();

  // Visualize                                                                                        
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  mapper->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());

  vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  actor->SetMapper(mapper);

  vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  renderWindow->AddRenderer(renderer);

  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);

  renderer->AddActor(actor);
  renderer->SetBackground(.3, .6, .3); // Background color green                                      

  renderWindow->Render();
  renderWindowInteractor->Start();

  return EXIT_SUCCESS;
}

知道为什么吗？我在 ParaView 中看到我必须激活“音量”模式才能看到我的模型，这里有类似的处理吗？

最后一件事，非常重要：是否可以修改 .vtk 文件中的 3D 体积？例如，如果我想更改模型特定部分的颜色，VTK 是否提供了允许这样做的工具？

Answer 1

这里有很多问题！ 以下是一些答案。

• 渲染是蓝色的，因为查找表是 paraview 中的默认表（从蓝色到红色）。您可以使用color map editor 对其进行编辑
• 确实有一些方法可以“切”到数据里面，请看后面贴的例子。
• 该示例不起作用，因为您尝试使用 polydata（网格）阅读器加载 vtkImageData
• 这正是您必须在 Paraview 中选择“体积”的原因，因为您的数据是一个体积（体素的 3D 数组）。您可以使用 VTK 中提供的任何卷映射器来执行相同的操作。
• 是的，您可以编辑音量的值，但现在这会让我们走得有点远，如果需要，我们稍后会谈到 ;)

这是一个完整的示例，它读取目录下的所有 DICOM 文件，构建体积，使用体积渲染渲染它，并启用盒子小部件以交互方式剪辑体积。

#include "vtkBoxRepresentation.h"
#include "vtkBoxWidget2.h"
#include "vtkCamera.h"
#include "vtkColorTransferFunction.h"
#include "vtkCommand.h"
#include "vtkDICOMImageReader.h"
#include "vtkGPUVolumeRaycastMapper.h"
#include "vtkImageData.h"
#include "vtkInteractorStyle.h"
#include "vtkInteractorStyleTrackballCamera.h"
#include "vtkMath.h"
#include "vtkPiecewiseFunction.h"
#include "vtkPlanes.h"
#include "vtkRenderWindow.h"
#include "vtkRenderWindowInteractor.h"
#include "vtkRenderer.h"
#include "vtkVolume.h"
#include "vtkVolumeProperty.h"

// Box interaction callback
class vtkBoxCallback : public vtkCommand
{
public:
    static vtkBoxCallback *New(){ return new vtkBoxCallback; }
    vtkGPUVolumeRayCastMapper* m_mapper;
    vtkPlanes* m_planes;

    virtual void Execute( vtkObject* a_caller, unsigned long, void* ){
        vtkBoxWidget2* l_box_wdget = vtkBoxWidget2::SafeDownCast( a_caller );
        ( (vtkBoxRepresentation*)l_box_wdget->GetRepresentation() )->GetPlanes( m_planes );
        this->m_mapper->SetClippingPlanes( m_planes );
    }

    vtkBoxCallback(){}
};



int main( int argc, char *argv[] ){

    // Read volume
    vtkDICOMImageReader* l_reader = vtkDICOMImageReader::New();
    l_reader->SetDirectoryName( "C:/PathToDicomFiles/" );
    l_reader->Update();

    // Setup rendering stuff
    vtkRenderer* l_renderer = vtkRenderer::New();
    l_renderer->SetBackground( 0.3, 0.3, 0.3 );

    vtkRenderWindow* l_render_windows = vtkRenderWindow::New();
    l_render_windows->AddRenderer( l_renderer );
    l_render_windows->SetSize( 900, 900 );

    vtkInteractorStyleTrackballCamera* l_trackball = vtkInteractorStyleTrackballCamera::New();

    vtkRenderWindowInteractor* l_iren = vtkRenderWindowInteractor::New();
    l_iren->SetInteractorStyle( l_trackball );
    l_iren->SetRenderWindow( l_render_windows );
    l_iren->GetInteractorStyle()->SetDefaultRenderer( l_renderer );
    l_iren->SetDesiredUpdateRate( 15 );

    // Make sure we have an opengl context
    l_render_windows->Render();


    // Setup GPU volume raycast mapper
    vtkGPUVolumeRayCastMapper* l_gpu_mapper = vtkGPUVolumeRayCastMapper::New();
    l_gpu_mapper->SetInputConnection( l_reader->GetOutputPort() );

    // Setup Volume property
    // Window/Level
    double wl = 260;
    double ww = 270;

    // Color function
    vtkColorTransferFunction* l_color = vtkColorTransferFunction::New();
    l_color->SetColorSpaceToRGB();
    l_color->AddRGBPoint( wl - ww / 2, 0, 0, 0 );
    l_color->AddRGBPoint( wl - ww / 2 + 94 * ( ww / 255.0 ), 1., 21. / 255.0, 27. / 255.0 );
    l_color->AddRGBPoint( wl - ww / 2 + 147 * ( ww / 255.0 ), 1., 176. / 255.0, 9. / 255.0 );
    l_color->AddRGBPoint( wl - ww / 2 + 201 * ( ww / 255.0 ), 1., 241. / 255.0, 39. / 255.0 );
    l_color->AddRGBPoint( wl - ww / 2 + 255 * ( ww / 255.0 ), 1, 1, 1. );
    l_color->Build();

    // Opacity function
    vtkPiecewiseFunction* l_opacity = vtkPiecewiseFunction::New();
    l_opacity->AddPoint( wl - ww / 2, 0 );
    l_opacity->AddPoint( wl + ww / 2, 1 );

    // Volume property, light, shading
    vtkVolumeProperty* l_volume_property = vtkVolumeProperty::New();
    l_volume_property->SetColor( l_color );
    l_volume_property->SetScalarOpacity( l_opacity );
    l_volume_property->SetInterpolationTypeToLinear();
    l_volume_property->ShadeOn();
    l_volume_property->SetAmbient( 0.15 );
    l_volume_property->SetDiffuse( 0.8 );
    l_volume_property->SetSpecular( 0.25 );
    l_volume_property->SetSpecularPower( 40 );

    // Put everything together
    vtkVolume* l_volume = vtkVolume::New();
    l_volume->SetProperty( l_volume_property );
    l_volume->SetMapper( l_gpu_mapper );
    l_renderer->AddVolume( l_volume );
    l_renderer->ResetCamera();

    // setup Box interactive widget
    vtkBoxRepresentation* l_box_rep = vtkBoxRepresentation::New();
    l_box_rep->SetInsideOut( true );

    vtkBoxWidget2* l_voi_widget = vtkBoxWidget2::New();
    l_voi_widget->SetRepresentation( l_box_rep );
    l_voi_widget->SetInteractor( l_iren );
    l_voi_widget->GetRepresentation()->SetPlaceFactor( 1. );
    l_voi_widget->GetRepresentation()->PlaceWidget( l_reader->GetOutput()->GetBounds() );
    l_voi_widget->SetEnabled( true );

    vtkPlanes* l_planes = vtkPlanes::New();

    vtkBoxCallback* l_callback = vtkBoxCallback::New();
    l_callback->m_mapper = l_gpu_mapper;
    l_callback->m_planes = l_planes;
    l_voi_widget->AddObserver( vtkCommand::InteractionEvent, l_callback );

    // Go rendering !
    l_iren->Start();

    // Memory cleanup
    l_reader->Delete();
    l_renderer->Delete();
    l_render_windows->Delete();
    l_trackball->Delete();
    l_iren->Delete();
    l_gpu_mapper->Delete();
    l_color->Delete();
    l_opacity->Delete();
    l_volume_property->Delete();
    l_volume->Delete();
    l_voi_widget->Delete();
    l_planes->Delete();
    l_callback->Delete();
}

作为一般建议，我建议您阅读 VTK examples，它应该可以帮助您了解所有 VTK 功能。

希望有帮助:)