VTK系列教程五：体绘制

今天我们来介绍一下MedBeyond程序中，VR图像是怎么显示的，VR是Volume Renderring的缩写，相对于2D图像，体绘制能提供器官的立体信息。

体绘制技术有很多种，例如光线追踪Ray tracing、光线投射Ray Casting，这里不做过多介绍，重点讲解VTK中如何实现VR图像。

通过上图可知，体绘制的输出结果是一张二维图像，只不过相对于普通的二维图像而言，它附加的信息更多一些，例如深度信息、颜色等；有输出就必须有输入，舞台提供了，就必须有演员，VTK中与体绘制相关的是vtkVolume类，其继承体系如下：

演员虽然有了，但此时数据还是最原始的CT值，就是一连串代表灰度的数字，也就是说，此时的演员还是素颜的，那它是如何变成带有色彩的图像的？它还需要一个化妆师，在VTK中vtkVolumeProperty、vtkColorTransferFunction、vtkPiecewiseFunction类就扮演者装扮vtkVolume的任务：

this->m_property->SetColor(this->m_colorFun);
this->m_property->SetScalarOpacity(this->m_opacityFun);
this->m_volume->SetProperty(this->m_property);

通过名字可见，它们只是vtkVolume的属性，并不是真正将灰度值映射成彩色图片的，真正执行映射任务的是Mapper，Mapper根据属性执行映射，在VTK中有多种与体绘制相关的Mapper：

vtkFixedPointVolumeRayCastMapper
vtkGPUVolumeRayCastMapper
vtkSmartVolumeMapper

vtkFixedPointVolumeRayCastMapper是用纯软件方式实现体绘制，也就是利用CPU进行绘制，与之相对应的是vtkGPUVolumeRayCastMapper，根据名字可知是利用GPU进行绘制，其速度要比CPU更快，如果程序的环境是不固定的，可能有GPU，也可能没有GPU，可以使用vtkSmartVolumeMapper，他会根据环境自动选择是使用CPU还是GPU。

this->m_volume->SetMapper(this->m_CurMapper->GetMapper());

现在让我们再回到演员的属性上，Mapper在绘制时，会根据属性去将灰度映射成彩色，那就会有个颜色映射表，此外，还有透明度映射表，不同的表就代表不同的绘制模式。

Muscle绘制模式：

Muscle绘制模式对应的映射表：

colorfun->AddRGBPoint(-3024, 0, 0, 0, 0.5, 0.0);
colorfun->AddRGBPoint(-155, .55, .25, .15, 0.5, .92);
colorfun->AddRGBPoint(217, .88, .60, .29, 0.33, 0.45);
colorfun->AddRGBPoint(420, 1, .94, .95, 0.5, 0.0);
colorfun->AddRGBPoint(3071, .83, .66, 1, 0.5, 0.0);
opacity->RemoveAllPoints();
opacity->AddPoint(-3024, 0, 0.5, 0.0);
opacity->AddPoint(-155, 0, 0.5, 0.92);
opacity->AddPoint(217, .68, 0.33, 0.45);
opacity->AddPoint(420, .83, 0.5, 0.0);
opacity->AddPoint(3071, .80, 0.5, 0.0);
mapper->SetBlendModeToComposite();
property->ShadeOn();
property->SetAmbient(0.1);
property->SetDiffuse(0.9);
property->SetSpecular(0.2);
property->SetSpecularPower(10.0);
property->SetScalarOpacityUnitDistance(0.8919);
MIP绘制模式：

MIP绘制模式对应的映射表：

colorfun->AddRGBSegment(0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 255.0, 1.0, 1.0, 1.0);
opacity->AddSegment(config->m_opacityLevel - 0.5config->m_opacityWindow, 0.0,
config->m_opacityLevel + 0.5config->m_opacityWindow, 1.0);
mapper->SetBlendModeToMaximumIntensity();