基于VTK&ITK的Qt应用程序开发

        关于VTK与Qt整合的程序示例，我们在博文(点击这里查看)里面已经讲得相当详细了。总而言之，言而总之，不外乎先写CMakeLists.txt脚本，然后用CMake Configure，再Generate对应的工程，注意要打开生成的StartVS_Debug.bat或者StartVS_Release.bat，因为两个批处理文件已经设置好所有的环境变量，可以保证你在进入Visual Studio环境，编译、链接、运行程序的时候不会出错。这些内容在上一篇博文里已经讲得够清楚了。

        我们已经知道：VTK就是Visualization Toolkit，做可视化的工具包；Qt是做界面的，而且是跨平台的；ITK是Insight Segmentation andRegistration Toolkit的缩写，对于做医学图像的人都是非常熟悉的一个开发包，主要封闭了很多与医学图像相关的分割与配准的算法。这三个一结合，各司其职：VTK负责可视化；ITK没有可视化的东西，但算法较多，而且对文件读写支持非常好(比如医学图像的标准格式DICOM图像，里面用到了GDCM，可以很好地支持DICOM图像的读写操作)，所以ITK负责做底层算法处理；Qt就做界面，负责与用户交互。大概就像图1所画的。

图1 医学图像应用程序常用的开发工具

        其实这一类的应用程序，你在百度里Google一下，或者在CSDN里PUDN一把，类似的程序源码一大堆，好像没什么好写的。其实写这篇博文的出发点是介绍几个功能比较强大的类，这些类只是我们整理的而已，版权归原开发者所有，我们只是把它整理一下，让它更容易使用。先看一下我们所用到的类主要有：

itkImageToVTKImageFilter

vtkBorderSelectionWidget

vtkDataSet3DCroppingPlaneCallback

vtkImage3DCroppingBoxCallback

vtkImageBlendWithMask

vtkInteractorStyleImage2D

vtkOrientationAnnotation

vtkOrientedBoxWidget

vtkRulerWidget

vtkSynchronizedView

vtkViewImage

vtkViewImage2D

vtkViewImage2DCommand

vtkViewImage2DFullCommand

vtkViewImage3D

        这15个类中，其中itkImageToVTKImageFilter这个类应该比较眼熟，特别是对于以前有弄过所谓的VTK与ITK结合的程序的时候。这些类具体干什么的，就不再一一解释了，如果全部都做解释的话，估计得写一本书。我们只重点看一下它们的应用，特别是vtkViewImage2D和vtkViewImage3D这两个类的使用。

步骤还是一样的，先写CMakeLists.txt文件，我们只在这篇博文的基础上来改就行了，照葫芦画瓢，类似：

find_package( ITK REQUIRED )
include( ${ITK_USE_FILE} )
……
TARGET_LINK_LIBRARIES (MedicalImage4Views
 ${VTK_LIBRARIES}
 ${ITK_LIBRARIES}
 QVTK
 )

        接着设计一下程序界面，我们在Qt的Designer里面画就行了，类似图2：

图2 医学图像四象限视图程序界面设计

        然后从设计的Qt UI文件里派生出一个类，在这个类里面实现要实现的功能。部分代码：

//头文件：
private slots:
    //打开图像
    voidonOpenSlot();
 
private:
    //初始化
    void initViews();
    void setupConnection();

    //渲染器
    vtkSmartPointer<vtkRenderer >                m_AxialRenderder;
    vtkSmartPointer<vtkRenderer >                m_SagittalRenderder;
    vtkSmartPointer<vtkRenderer >                m_CoronalRenderder;
    vtkSmartPointer<vtkRenderer >                m_3DRenderder;

       //渲染窗口
    vtkSmartPointer< vtkRenderWindow>            m_AxialRenWin;
    vtkSmartPointer< vtkRenderWindow>            m_SagittalRenWin;
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow >            m_CoronalRenWin;
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindow >            m_3DRenWin;

       //交互器
    vtkSmartPointer< vtkRenderWindowInteractor>  m_AxialInteractor;
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor >  m_SagittalInteractor;
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor >  m_CoronalInteractor;
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor >  m_3DInteractor;
 
    vtkSmartPointer< vtkViewImage2D>           m_AxialImage;
    vtkSmartPointer< vtkViewImage2D>           m_SagittalImage;
    vtkSmartPointer< vtkViewImage2D>           m_CoronalImage;
    vtkSmartPointer< vtkViewImage3D>           m_3DData;
 
//源文件：
   m_AxialRenWin->AddRenderer(m_AxialRenderder);
   m_AxialInteractor->SetRenderWindow(m_AxialRenWin);
   m_AxialWidget->SetRenderWindow(m_AxialRenWin);
       m_AxialInteractor->Initialize();
……
    //Axial视图
    m_AxialImage = vtkSmartPointer<vtkViewImage2D >::New();
    m_AxialImage->SetRenderWindow(m_AxialRenWin ) ;
    m_AxialImage->SetRenderer(m_AxialRenderder ) ;
    ……
    m_AxialImage->SetLinkZoom( true );
    m_AxialImage->SetBackgroundColor(0.0,0.0,0.0);
    m_AxialImage->SyncResetCurrentPoint();
    m_AxialImage->SyncResetWindowLevel();
    m_AxialImage->SetOrientation(2);
    m_AxialImage->SetAboutData("AxialView");
……

程序要实现的功能非常简单，就是打开一个三维的医学图像，然后在四个视图：横断面、矢状面、冠状面和三维视图上显示。

程序在以下环境中测试通过：Qt-4.8.4；VTK-5.10.0；ITK-3.20.1；Visual Studio 2008；CMake-2.8.10.2；Windows 7 64位旗舰版。运行结果如图3和4所示。

图3 医学图像四象限视图示例截图1

图4 医学图像四象限视图示例截图2

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