1.基于Clipping的体绘制裁剪技术

Clipping技术支持VTKImageData和VTKUntructuredGrid数据类型。该功能由vtkAbstractMapper3D类提供，对于那些使用基于OpenGL的硬件裁剪技术的Mapper类，如vtkPolyDataMapper、vtkVolumeTextureMapper2D、VTKProjectedTetrahedraMapper等，当设置的裁剪面个数超过OpenGL支持的个数（一般为6）时，VTK会反馈一个错误；而对于基于软件的裁剪技术的Mapper类，如vtkVolumeRayCastMapper则没有这些限制，可以支持任意多个裁剪面。使用Clipping技术，可以沿着任意方向将图像切开，便于观察体数据内部细节。

下面是例程中的一个实验：

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingVolumeOpenGL);
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkPlane.h>
#include <vtkStructuredPoints.h>
#include <vtkStructuredPointsReader.h>
#include <vtkGPUVolumeRayCastMapper.h>
#include <vtkVolumeProperty.h>
#include <vtkPiecewiseFunction.h>
#include <vtkColorTransferFunction.h>
#include <vtkVolume.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkCamera.h>int main()
{vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader> reader =vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader>::New();reader->SetFileName("mummy.128.vtk");reader->Update();vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> origMapper =vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();origMapper->SetInputData(reader->GetOutput());vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> volumeMapper =vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();volumeMapper->SetInputData(reader->GetOutput());vtkSmartPointer<vtkPlane> plane =vtkSmartPointer<vtkPlane>::New();plane->SetOrigin(120, 120, 0);plane->SetNormal(1, 1, 0);volumeMapper->AddClippingPlane(plane);/*****************************************************************///设置体绘制相关属性vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty =vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear(); //设置线性插值方式volumeProperty->ShadeOn();//开启阴影属性volumeProperty->SetAmbient(0.4);//设置环境温度volumeProperty->SetDiffuse(0.6);//设置漫反射系数volumeProperty->SetSpecular(0.2);//设置镜面反射系数//添加灰度不透明度属性vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity =vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();compositeOpacity->AddPoint(70, 0.0);compositeOpacity->AddPoint(90, 0.4);compositeOpacity->AddPoint(180, 0.6);volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity);//添加梯度不同明度属性vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> gradientOpacity =vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();gradientOpacity->AddPoint(10, 0.0);gradientOpacity->AddPoint(90, 0.5);gradientOpacity->AddPoint(100, 1.0);volumeProperty->SetGradientOpacity(gradientOpacity);//添加颜色传输vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color =vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();color->AddRGBPoint(0, 0, 0, 0);color->AddRGBPoint(64, 1.0, 0.52, 0.3);color->AddRGBPoint(190.0, 1.00, 1.00, 1.00);color->AddRGBPoint(220.0, 0.20, 0.20, 0.20);volumeProperty->SetColor(color);/***********************************************************///渲染管道vtkSmartPointer<vtkVolume> origVolume =vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();origVolume->SetMapper(origMapper);origVolume->SetProperty(volumeProperty);vtkSmartPointer<vtkVolume> clippingVolume =vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();clippingVolume->SetMapper(volumeMapper);clippingVolume->SetProperty(volumeProperty);/double origView[4] = { 0, 0, 0.5, 1 };double croppingView[4] = { 0.5, 0, 1, 1 };vtkSmartPointer<vtkRenderer> origRender =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();origRender->AddVolume(origVolume);origRender->SetBackground(1, 1, 0);origRender->SetViewport(origView);vtkSmartPointer<vtkRenderer> clippingRender =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();clippingRender->AddVolume(clippingVolume);clippingRender->SetBackground(0, 1, 0);clippingRender->SetViewport(croppingView);///vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw =vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();rw->AddRenderer(origRender);rw->AddRenderer(clippingRender);rw->SetWindowName("Cropping Volume");rw->SetSize(640, 320);vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();rwi->SetRenderWindow(rw);origRender->GetActiveCamera()->SetPosition(0, -1, 0);origRender->GetActiveCamera()->SetFocalPoint(0, 0, 0);origRender->GetActiveCamera()->SetViewUp(0, 0, 1);origRender->GetActiveCamera()->Azimuth(30);origRender->GetActiveCamera()->Elevation(30);origRender->ResetCamera();clippingRender->SetActiveCamera(origRender->GetActiveCamera());rw->Render();rwi->Start();return 0;
}

从上面代码中可以看出，只需定义一个VTKPlane类型的裁剪平面对象，然后通过vtkAbstractMapper3D::AddClippingplane()函数将该平面添加到Mapper对象中即可。

输出结果为：

转换一个角度观察：

2.参看资料

1.《C++ primer》
2.《The VTK User’s Guide – 11thEdition》
3. 张晓东, 罗火灵. VTK图形图像开发进阶[M]. 机械工业出版社, 2015.

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1.基于Clipping的体绘制裁剪技术

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