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// 说明：体绘制实现三维重建。

// 描述：Ray-casting（光线投射）算法对 DICOM 等格式的切片进行三维重建．

// 体绘制：不同于面绘制，面绘制需要生成中间几何图元，而体绘制是直接绘制，内容需求较面绘制小；每切换一个视角需要重新对所有的像素点进行颜色、透明度等计算，需要时间比面绘制长。

// VTK 主要由图形模型和可视化模型构成。

// 图形模型：vtkRenderWindow(绘制窗口), vtkRenderer(绘制器), vtkLight(光源), vtkCamera(照相机), vtkActor(角色), vtkProperty(特征), Transform(变换)。

// 可视化模型：采用数据流方法将各个对象连接成可视化网络结构，最终形成流水线管道（Pipeline）,管道是贯穿于VTK的一个核心内容，其每个对象将负责相应的数据处理或用户输入等操作，可视化模型的最高层次是数据源（dataset），其数据一般来自自带的简单数据集或者外部的图像文件。

// dataset->filter->mapper.

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#include <iostream>

int main() 

{

//标准句子

//定义绘制器

vtkRenderer *aRenderer = vtkRenderer::New();

//定义绘制窗口

vtkRenderWindow *renWin = vtkRenderWindow::New();

renWin->AddRenderer(aRenderer);

//定义窗口交互器

vtkRenderWindowInteractor *iren = vtkRenderWindowInteractor::New();

iren->SetRenderWindow(renWin);

vtkDICOMImageReader *reader = vtkDICOMImageReader::New();

reader->SetDirectoryName("E:\\2012-2-20\\yixue2\\VIX"); //("E:\\2012-2-20\\yixue2\\OS");

//图像数据预处理。常见两种操作。一种是类型转换，通过 vtkImageShiftScale 将不同类型的数据集转换为 VTK 可以处理的数据；

//另一种是剔除冗余数据，通过 vtkStripper 放置无效的旧单元的存在，提高绘制速度。

vtkImageShiftScale *shiftScale = vtkImageShiftScale::New();

shiftScale->SetInput(reader->GetOutput());

shiftScale->SetOutputScalarTypeToUnsignedChar();

//数据分类，找出数据与不同物质之间的对应关系，同时也为了在最终图像中以不同颜色表示单一物质的不同属性。

//此处省略

//………………

//透明度映射函数定义

//给数据点赋不透明值。体绘制中，需要显示三维数据场的内部结构，因而需要生成具有透明度的图像。

vtkPiecewiseFunction *opacityTransferFunction = vtkPiecewiseFunction::New();

opacityTransferFunction->AddPoint(20, 0.0);

opacityTransferFunction->AddPoint(255, 0.2);

//颜色映射函数定义

//给数据点赋颜色值，将分类后的组织信息分别予以不同的颜色，便于图像分析。

vtkColorTransferFunction *colorTransferFunction = vtkColorTransferFunction::New();

colorTransferFunction->AddRGBPoint(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

colorTransferFunction->AddRGBPoint(64.0, 1.0, 0.0, 0.0);

colorTransferFunction->AddRGBPoint(128.0, 0.0, 0.0, 1.0);

colorTransferFunction->AddRGBPoint(192.0, 0.0, 1.0, 0.0);

colorTransferFunction->AddRGBPoint(255.0, 0.0, 0.2, 0.0);

//体数据属性

vtkVolumeProperty *volumeProperty = vtkVolumeProperty::New();

volumeProperty->SetColor(colorTransferFunction);

volumeProperty->SetScalarOpacity(opacityTransferFunction);

volumeProperty->ShadeOn();

volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear();

//体绘制惯用语句：

//计算光照效应。采用光线类 vtkVolumeRayCastCompositeFunction 进行投射，

//最终用 vtkVolumeRayCastMapper类进行光效应计算。

vtkVolumeRayCastCompositeFunction *compositeFunction = vtkVolumeRayCastCompositeFunction::New();

vtkVolumeRayCastMapper *volumeMapper = vtkVolumeRayCastMapper::New();

volumeMapper->SetVolumeRayCastFunction(compositeFunction);

volumeMapper->SetInput(shiftScale->GetOutput());

vtkVolume *volume = vtkVolume::New();

volume->SetMapper(volumeMapper);

volume->SetProperty(volumeProperty);

aRenderer->AddVolume(volume);

aRenderer->SetBackground(1,1,1);

renWin->SetSize(600, 600);

renWin->Render();

iren->Initialize();

iren->Start();