1.三维图像切片提取

切片是指三维图像中的一个切面对应的图像。切面可以是过图像内部一点且平行于XY、YZ、XZ平面的平面，也可以是任意的过三维图像内部一点任意方向的平面。通过提取切片可以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。

下面是切片提取的代码：
#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkImageData.h>
#include <vtkMetaImageReader.h>
#include <vtkMatrix4x4.h> //
#include <vtkImageReslice.h>
#include <vtkLookupTable.h>
#include <vtkImageMapToColors.h>
#include <vtkImageActor.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleImage.h>int main(int argc, char* argv[])
{vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader> reader =vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader>::New();reader->SetFileName("brain.mhd");reader->Update();int extent[6];double spacing[3];double origin[3];reader->GetOutput()->GetExtent(extent);reader->GetOutput()->GetSpacing(spacing);reader->GetOutput()->GetOrigin(origin);double center[3];center[0] = origin[0] + spacing[0] * 0.5 * (extent[0] + extent[1]);center[1] = origin[1] + spacing[1] * 0.5 * (extent[2] + extent[3]);center[2] = origin[2] + spacing[2] * 0.5 * (extent[4] + extent[5]);//*****************************************************************//static double axialElements[16] = {1, 0, 0, 0,0, 1, 0, 0,0, 0, 1, 0,0, 0, 0, 1};vtkSmartPointer<vtkMatrix4x4> resliceAxes =vtkSmartPointer<vtkMatrix4x4>::New();resliceAxes->DeepCopy(axialElements);resliceAxes->SetElement(0, 3, center[0]);resliceAxes->SetElement(1, 3, center[1]);resliceAxes->SetElement(2, 3, center[2]);vtkSmartPointer<vtkImageReslice> reslice =vtkSmartPointer<vtkImageReslice>::New();reslice->SetInputConnection(reader->GetOutputPort());reslice->SetOutputDimensionality(2);reslice->SetResliceAxes(resliceAxes);reslice->SetInterpolationModeToLinear();//*****************************************************************//vtkSmartPointer<vtkLookupTable> colorTable =vtkSmartPointer<vtkLookupTable>::New();colorTable->SetRange(0, 1000);colorTable->SetValueRange(0.0, 1.0);colorTable->SetSaturationRange(0.0, 0.0);colorTable->SetRampToLinear();colorTable->Build();vtkSmartPointer<vtkImageMapToColors> colorMap =vtkSmartPointer<vtkImageMapToColors>::New();colorMap->SetLookupTable(colorTable);colorMap->SetInputConnection(reslice->GetOutputPort());//*****************************************************************//vtkSmartPointer<vtkImageActor> imgActor =vtkSmartPointer<vtkImageActor>::New();imgActor->SetInputData(colorMap->GetOutput());vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer =vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();renderer->AddActor(imgActor);renderer->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();renderWindow->AddRenderer(renderer);renderWindow->Render();renderWindow->SetSize(640, 480);renderWindow->SetWindowName("Extract3Dslice");vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> imagestyle =vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();rwi->SetInteractorStyle(imagestyle);rwi->SetRenderWindow(renderWindow);rwi->Initialize();rwi->Start();return 0;
}
首先通过vtkMetaImageReader读取一张医学三维图像，并获取得到图像范围（extent），原点和像素间隔；由这三个参数可以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，也可以是其他平面，甚至是任意平面，但是必须要过图像内部点。

下面给出了一个常用的变换矩阵。

提取平行于XZ平面的切片：
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YZ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 }; 
提取斜切切片：
static double obliqueElements[16] = {
1, 0, 0, 0,
0, 0.866025, -0.5, 0,
0, 0.5, 0.866025, 0,
0, 0, 0, 1 }; 
注意使用这些变换矩阵的时候，需要将第四列替换为切片经过图像的一个点坐标，上例中将图像的中心添加到axialElements矩阵，并通过函数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他的插值方式：
SetInterpolationModeToNearestNeighbor()：最近邻方式
SetInterpolationModeToCubic()：三次线性差值
设置完毕后，执行Update()即可完成切面计算。

东灵提供的预想结果应该是：

然而，在实际运行中，却碰到了vtkMetaImageReader不能读取文件的问题，在之前32bit系统上，这都是正常的，暂时还不能肯定问题出现在哪里，需要进一步研究！！问题如下：

2.参看资料

1.《C++ primer》
2.《The VTK User’s Guide – 11thEdition》
3.《The Visualization Toolkit – AnObject-Oriented Approach To 3D Graphics (4th Edition)》
4. 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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