VTK使用交互器来从三维体数据中提取二维切片

本文主要是介绍VTK使用交互器来从三维体数据中提取二维切片，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

VTK中鼠标消息是在交互类型对象（interactorstyle）中响应，因此通过为交互类型对象（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。

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。

class vtkImageInteractionCallback : public vtkCommand
{
public:static vtkImageInteractionCallback *New() //回调函数初始化函数{return new vtkImageInteractionCallback;}vtkImageInteractionCallback(){this->Slicing = 0;//切片提取标志位，为1时提取切片。用来检验鼠标左键是否已经按下this->ImageReslice = 0;//vtkImageSlice对象的变换矩阵，用来确定切面在三维图像中的位置this->Interactor = 0;}void SetImageReslice(vtkImageReslice *reslice){this->ImageReslice = reslice;}vtkImageReslice *GetImageReslice(){return this->ImageReslice;}void SetInteractor(vtkRenderWindowInteractor *interactor){this->Interactor = interactor;}vtkRenderWindowInteractor *GetInteractor(){return  this->Interactor;}virtual void Execute(vtkObject * ,unsigned long event,void *){//具体内容放下面}
private:int Slicing;vtkImageReslice *ImageReslice;vtkRenderWindowInteractor *Interactor;
};

   需要设置四个参数，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垂直XY平面方向。此外还可以设置为垂直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垂直于XY平面即沿着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。

下面重点看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，只有在确定切片提取标志为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，需要为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前后两次点的位置lastPos和currPos。然后根据两点的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，得到变换中心点，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()即可不断的根据鼠标移动刷新图像。

virtual void Execute(vtkObject * ,unsigned long event,void *)
{vtkRenderWindowInteractor *interactor = GetInteractor();int lastPos[2];interactor->GetLastEventPosition(lastPos);int currPos[2];interactor->GetEventPosition(currPos);if (event == vtkCommand::LeftButtonPressEvent)//如果当前事件是鼠标左键按下{this->Slicing = 1; //标志位。当鼠标左键按下时，就设置切片提取标志为1}else if (event == vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent)/如果当前事件是鼠标右键按下{this->Slicing = 0; //标志位 }else if (event == vtkCommand::MouseMoveEvent)/如果当前事件是鼠标移动{if (this->Slicing)//检验鼠标左键已经按下{vtkImageReslice *reslice = this->ImageReslice;//设置当前切片图像位置的矩阵为this->ImageReslice;但在更新之前，不会将这个矩阵数据填充到reslice中去//记下鼠标Y向变化的幅值大小int deltaY = lastPos[1] - currPos[1];//计算鼠标滑动的前后两次点的位置lastPos和currPos。然后计算两点的Y坐标的差deltaYreslice->Update();//使用更新操作，为reslice获取当前切片图像位置的矩阵double sliceSpacing = reslice->GetOutput()->GetSpacing()[2];获取reslice矩阵中的参数vtkMatrix4x4 *matrix = reslice->GetResliceAxes();//定义需要使用的新的中心店center转换至vtkImageSlice当前变换矩阵中的转换矩阵，但这里没有更新，就没有填充//重新定位切片需要经过的中心点double point[4];double center[4];point[0] = 0;point[1] = 0;point[2] = sliceSpacing*deltaY;point[3] = 1.0;matrix->MultiplyPoint(point, center);//填充矩阵matrix->SetElement(0, 3, center[0]);//填充矩阵matrix->SetElement(1, 3, center[1]);//填充矩阵matrix->SetElement(2, 3, center[2]);//填充矩阵interactor->Render();}else//没有触发上述三个事件{vtkInteractorStyle *style = vtkInteractorStyle::SafeDownCast(interactor->GetInteractorStyle());if (style){style->OnMouseMove();}}}
}

Command对象定义完毕后，即可为交互对象InteractorStyle添加观察者，响应鼠标消息。
这里主要是定义了vtkImageInteractionCallback对象，并设置vtkImageSlice对象和vtkRenderWindowInteractor对象。然后为交互对象vtkInteractorStyle添加观察者来监控相应的消息。

vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();//定义交互对象vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> imagestyle =vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();//定义交互模式renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(imagestyle);//设置交互模式renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);//连接交互器与显示窗口renderWindowInteractor->Initialize();//交互器初始化//****************建立 观察者-命令 模式****************//vtkSmartPointer<vtkImageInteractionCallback> callback =vtkSmartPointer<vtkImageInteractionCallback>::New();//设置回调函数callback->SetImageReslice(reslice);//为vtkImageSlice对象设置变换矩阵,确定矩阵对应的切片位置callback->SetInteractor(renderWindowInteractor);imagestyle->AddObserver(vtkCommand::MouseMoveEvent, callback);//鼠标移动对应的回调函数imagestyle->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonPressEvent, callback);//按下鼠标左键对应的回调函数imagestyle->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent, callback);//按下鼠标右键对应的回调函数renderWindowInteractor->Start();

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，立即执行vtkImageInteractionCallback的Execute函数，以便实现切片的实时提取和更新。完成以后，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。

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