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。



图片[1]-基于VTK&ITK的Qt应用程序开发-卡核

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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