VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)

VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例

文章目录

  • 前言
  • 一、配置
  • 二、混合编程实例
    • 1.创建工程
    • 2.修改CMakeLists.txt
    • 3.画界面mainwidow.ui
    • 3.编程(~ 1 ~)
    • 4.运行
  • 反思
  • 总结


前言

本文将简要回顾VTK、ITK安装过程中遇到的坑,便于排雷。详细说明如何使用ITK和VTK在QT中混合编程。 你可能会有疑问为啥要使用QT呢,使用VS不香吗?其实在我看来QT的界面做出来的比较漂亮,而且就IDE的界面和舒适感来说,QT都要比VS看起来炫酷,鉴于装x和将来的实用,选择QT来编程。VTK的使用也会让自己的界面看起来非常炫酷(带3D旋转的那种),重点是项目需求。至于使用ITK,主要是它里面有很多算法,特别是对于我这种菜菜来说,可以偷懒用他们现成的程序,但是不得不说,别人的东西使用起来还是需要学习下怎么使用的,我将会在ITK读取图片的过程中说明自己的辛酸过程

一、配置

1.vs2017安装:可以参照这个地址安装,安装这个的目的主要是后面安装VTK和ITK时候Build要用,而且有别的需要编译的东西也会用到它。不过我没有按照这个安装,因为我的电脑安装有这个,不过以我的经验来看,安装这个很简单,除了耗费点时间。

2.CMake安装: 参考安装链接

我安装的版本是3.20.1

**注意:**安装完成要记得添加环境变量,一定记得,一定记得,一定记得,在使用QT的CMake模式的时候要用到。

3.QT安装: 参考安装[链接](https://blog.csdn.net/weixin_41656968/article/details/80369576)

我安装的版本是QT5.9.9
在这里遇到这一步

VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第1张图片
记得勾选MSVC 2017 64-bit,其他的可以不选,因为我们在上一步已经配置安装了VS 2017。
安装完成后,打开QT选择工具->选项就可以看到CMake了
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第2张图片

4.VTK安装 参考链接
我安装的版本是VTK8.2.0
在CMake的过程中注意下面参数的设置。
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第3张图片

另外需要注意的是在使用VS2017进行BUILD文件ALL_BUILD和INSTALL的时候 ,记得检查VS2017的这个地方选择的是Debug还是Release。
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第4张图片VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第5张图片
要记清楚自己所选的模式,不然在之后QT中的编译会出现很多问题。

最后插一句,如果根据网上的教程发现在相应的文件夹下找不到对应的文件,不要慌,不要怀疑自己,记得在VTK安装的大目录下搜素就好了,可能它出现在别的文件夹下。

4.ITK安装 参考安装[教程](https://blog.csdn.net/webzhuce/article/details/70494822) 我安装的版本是ITK4.13.3,需要注意的地方和VTK一样,记得选Module_ITKVtkGlue,不选这个不能itk和vtk一块使用,甚至读入的图片想显示都费劲

VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第6张图片

使用VS2017的时候注意Debug和Release,最后测试的时候,用CMake生成.sln文件,能在VS2017中运行即可。

二、混合编程实例

1.创建工程

打开QT新建工程,按下面的参数进行
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第7张图片
接下来这一步非常关键,记得勾选CMake,别用QMake。

ITK的头文件啊库啊什么的一大堆都需要用CMake进行管理。用QMake的话,我暂时不会搞,include ITK的头文件的时候就会报错,所以我用了CMake的模式。

接下来的过程就是一顿默认下一步,直到这里记得选MSVC 2017。VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第8张图片
接下来的过程就是一顿默认下一步,直至生成文件系统如下。
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第9张图片

2.修改CMakeLists.txt

千万!千万!!千万!!!别抖机灵改这个文件名,改改里面的内容就行了
里面的内容如下:

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)

project(itktest LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR ON)

set(CMAKE_AUTOUIC ON)
set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTORCC ON)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

find_package(Qt5 COMPONENTS Widgets REQUIRED)
find_package(ITK REQUIRED)
find_package(VTK REQUIRED)

if(ITK_FOUND)
    include(${ITK_USE_FILE})
ELSE(ITK_FOUND)
    MESSAGE(FATAL_ERROR
    "ITK not found. Please set ITK_DIR.")
endif()

if(ITK_FOUND)
    include(${VTK_USE_FILE})
ELSE(ITK_FOUND)
    MESSAGE(FATAL_ERROR
    "VTK not found. Please set VTK_DIR.")
endif()

if(ANDROID)
  add_library(itktest SHARED
    main.cpp
    mainwindow.cpp
    mainwindow.h
    mainwindow.ui
  )
else()
  add_executable(itktest
    main.cpp
    mainwindow.cpp
    mainwindow.h
    mainwindow.ui
  )
endif()

target_link_libraries(itktest PRIVATE Qt5::Widgets)
target_link_libraries(itktest PRIVATE ${ITK_LIBRARIES} ${VTK_LIBRARIES})

这里面的大致意思是要包含ITK和VTK的库,还要和QT结合起来,具体的内容也非常好懂,可以参考这篇博客,实在看不懂也没关系,以后都这么写就好了。
干到这里,就可以先构建一下看有啥问题没了,记得选 Debug模式去运行。(这是写给自己的,我的用Release不能关联ITK库)

3.画界面mainwidow.ui

除了默认的一些类,还用到了两个QPushbutten,一个QTextBrowser,和一个QWidget,还需要将其提升为QVTKWidget,用来显示图片,右键点击该部件,出现如下图所示:
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第10张图片
画好后的界面如下图所示
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第11张图片创建好之后的类如下
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第12张图片
整完界面以后,开心的运行一下,看一下自己画的炫(chou)酷(lou)的界面。

3.编程(~ 1 ~)

编写mainwindow.h,包含类的定义和一些头文件

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include 
#include "QVTKWidget.h"
#include "itkImage.h"
#include "itkImageFileReader.h"
#include "itkImageToVTKImageFilter.h"
#include "itkJPEGImageIOFactory.h"

#include "itkBMPImageIOFactory.h"
#include "itkImageFileReader.h"
#include "vtkImageViewer.h"
#include "itkCenteredRigid2DTransform.h"
#include "itkResampleImageFilter.h"
#include 
#include "vtkImageActor.h"
#include "vtkRenderer.h"
#include "vtkRenderWindow.h"
#include "vtkRenderWindowInteractor.h"
#include  

typedef itk::RGBPixel< unsigned char >   PixelType;
typedef itk::Image< PixelType, 2 >       ImageType;
typedef itk::ImageFileReader<ImageType> ReaderType;
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
    void display(ImageType::Pointer image);
    ImageType::Pointer imread(std::string Filename);
    ImageType::Pointer rotage(ImageType::Pointer image,double angle);

private slots:
    void on_ori_clicked();
    void on_pushButton_2_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};
#endif // MAINWINDOW_H

main.cpp

#include "mainwindow.h"

#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    vtkOutputWindow::SetGlobalWarningDisplay(0);   //不想看到那个丑陋的VTKOUTPUT窗口
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

mainwindow.cpp 对mainwindow.h中定义的方法进行实现。

#include "mainwindow.h"
#include "./ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

void MainWindow::display(ImageType::Pointer image)
{
    //显示图片
    typedef itk::ImageToVTKImageFilter< ImageType > itkTovtkFilterType;
    itkTovtkFilterType::Pointer itkTovtkImageFilter = itkTovtkFilterType::New();
    itkTovtkImageFilter->Update();
    itkTovtkImageFilter->SetInput(image);//设置图像数据从ITK转向VTK
    itkTovtkImageFilter->Update();


     // vtkImageActor在3D场景下渲染图像
     vtkSmartPointer<vtkImageActor> actor = vtkImageActor::New();
     actor->SetInputData(itkTovtkImageFilter->GetOutput());


     //VTK渲染的一般步骤
     vtkSmartPointer<vtkRenderer> render = vtkRenderer::New();
     render->AddActor(actor);

     vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> window = vtkRenderWindow::New();
     window->ClearInRenderStatus();
     window->SetSize(800, 600);
     window->AddRenderer(render);

     this->ui->widget->SetRenderWindow(window);
     this->ui->widget->GetRenderWindow()->Render();
}

ImageType::Pointer MainWindow::imread(std::string Filename)
{
    //读入图像
    itk::JPEGImageIOFactory::RegisterOneFactory();
    ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New();

    reader->SetFileName(Filename);
    reader->Update();

    return reader->GetOutput();

}

ImageType::Pointer MainWindow::rotage(ImageType::Pointer image,double angle)
{
        //实现对图像的旋转
        using TransformType = itk::CenteredRigid2DTransform<double>;
        using RescaleImageType = itk::ResampleImageFilter<ImageType, ImageType>;

        TransformType::Pointer transform = TransformType::New();
        RescaleImageType::Pointer rescale = RescaleImageType::New();

        const ImageType::SpacingType& spacing = image->GetSpacing();
        const ImageType::PointType& origin = image->GetOrigin();
        const ImageType::SizeType size = image->GetLargestPossibleRegion().GetSize();


        const double imageCenterx = origin[0] + spacing[0] * size[0] / 2.0;
        const double imageCenterY = origin[1] + spacing[1] * size[1] / 2.0;

        transform->SetAngle(angle);

        TransformType::OutputPointType Center;
        Center[0] = imageCenterx;
        Center[1] = imageCenterY;
        transform->SetCenter(Center);

        rescale->SetDefaultPixelValue(100);
        rescale->SetTransform(transform);
        rescale->SetSize(image->GetLargestPossibleRegion().GetSize());
        rescale->SetOutputOrigin(image->GetOrigin());
        rescale->SetOutputSpacing(image->GetSpacing());
        rescale->SetOutputDirection(image->GetDirection());
        rescale->SetInput(image);
        rescale->Update();
        ImageType::Pointer res = rescale->GetOutput();

        return res;

}

void MainWindow::on_ori_clicked()
{
    //如果不对图像进行反转180度,图像将是倒着的,这与itk和vtk的坐标定义有关
    ImageType::Pointer image = imread("F:/itktest/s.jpeg");   //尽量不要有中文路径,我有的时候好像啥也读不进去

    this->ui->textBrowser->clear();
    this->ui->textBrowser->append("This is original image");

    display(image);
}

void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
    ImageType::Pointer image = imread("F:/itktest/s.jpeg");
    ImageType::Pointer result = rotage(image,3.14);
    this->ui->textBrowser->clear();
    this->ui->textBrowser->append("This is rotaged image");

    display(result);
}

4.运行

累半天,终于搞定了,接着就是运行下,欣赏下自己的作品,自信按下运行键,结果报了一万个错,甚至不想百度的那种错,又不想从头来了,想了想,忽然想到自己用的模式是Release,深恶痛绝,赶紧换成Debug模式,满怀期待的点了运行键,他就完美的出来了。
VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第13张图片VTK、ITK安装及ITK读取图片、VTK显示示例(CMake)_第14张图片

反思

这个程序只能显示,不能交互进行,一交互就显示灰色图片-乱码,运气不好还会崩。总之革命尚未成功,同志仍需努力。

总结

安装不好别怀疑自己,遵守职业操守,怀疑软件;遇事不决调参数。加油啥也不是的自己

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