VTK使用交互器来从三维体数据中提取二维切片_vtk getresliceaxes

VTK中鼠标消息是在交互类型对象（interactorstyle）中响应，因此通过为交互类型对象（interactorstyle）添加观察者（observer）来监听相应的消息，当消息触发时，由命令模式执行相应的回调函数。

vtkImageInteractionCallback继承自vtkCommand类，并覆盖父类函数Execute()。
该类提供了两个接口：SetImageReslice和SetInteractor。
SetImageReslice用以设置vtkImageSlice对象，vtkImageSlice根据设置的变换矩阵提取三维图像切片。SetInteractor用以设置vtkRenderWindowInteractor，vtkRenderWindowInteractor类对象负责每次提取切片后刷新视图。

class vtkImageInteractionCallback : public vtkCommand
{
public:
	static vtkImageInteractionCallback *New() //回调函数初始化函数
	{
		return new vtkImageInteractionCallback;
	}
	vtkImageInteractionCallback()
	{
		this->Slicing = 0;//切片提取标志位，为1时提取切片。用来检验鼠标左键是否已经按下
		this->ImageReslice = 0;//vtkImageSlice对象的变换矩阵，用来确定切面在三维图像中的位置
		this->Interactor = 0;
	}
	void SetImageReslice(vtkImageReslice *reslice)
	{
		this->ImageReslice = reslice;
	}
	vtkImageReslice *GetImageReslice()
	{
		return this->ImageReslice;
	}
	void SetInteractor(vtkRenderWindowInteractor *interactor)
	{
		this->Interactor = interactor;
	}
	vtkRenderWindowInteractor *GetInteractor()
	{
		return  this->Interactor;
	}
	virtual void Execute(vtkObject * ,unsigned long event,void *)
	{
		//具体内容放下面
	}
private:
	int Slicing;
	vtkImageReslice *ImageReslice;
	vtkRenderWindowInteractor *Interactor;
};

   需要设置四个参数，窗位(ColorLevel)、窗宽(ColorWindow)、切片(Slice)和切片方向(Orientation)。按下鼠标左键拖动鼠标，可以调节图像的窗宽窗位，从而显示不同灰度范围内容；按下鼠标右键拖动鼠标可以放缩图像。当然这些交互操作可以由用户根据需要自己定义vtkInteractorStyle子类，并响应相应的操作。

（ 窗宽是图像显示的灰度范围。一般显示器的灰度范围为256级，医学图像的灰度范围远远大于这个范围，所以显示器不足以显示所有的灰度级，需要使用窗宽来定义想要显示的灰度范围；
  一般情况下，可以将灰度值高于窗宽范围的最大值时，将像素值显示为白色值(255)；将灰度值低于窗宽范围的最小值时，将像素值显示为黑色值(0)；增大窗宽范围，可以显示更多不同灰度组织结构，但会减低组织之间的对比度；减小窗宽范围，可以减少所显示不同灰度组织结构，也就增大了组织结构之间的对比度；
  窗位是窗宽的中心位置；窗宽只是确定了像素上的可视化的范围，是一个具体值，单独依靠窗宽不能确定这个范围的上限是多少和下限是多少，需要配合使用窗位来确定；比如上一代码中：窗宽为2000，只能说明窗宽的范围是2000，不能说明是从0到2000，还是-1000到1000，设置窗位为500时，窗宽2000，就能表示可视灰度范围为-500到1500；）

　　而显示三维图像时，还需要确定当前显示切片和方向。vtkImageViewer2提供了SetSlice()函数设置切片号，SetSliceOrientationToXY()则将切片的方向设置为垂直XY平面方向。此外还可以设置为垂直YZ或者XZ平面方向，其对应函数分别为SetSliceOrientationToYZ()和SetSliceOrientationToXZ()。默认情况下切片方向为垂直于XY平面即沿着Z轴方向，根据设置的切片号获取Z轴方向的具体切片进行显示。

下面重点看Execute函数，该函数提供了具体的切片提取功能。在该函数里面，主要监听了三个消息：
vtkCommand::LeftButtonPressEvent，
vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent，
vtkCommand::MouseMoveEvent，
前两个消息分别是鼠标左键的按下和弹起消息。当鼠标左键按下时，就设置切片提取标志为1，而当弹起时，将标志置为0。这样在鼠标移动时，只有在确定切片提取标志为1时，执行切片提取功能。
vtkCommand::MouseMoveEvent即为鼠标移动消息。当检测到该消息时，首先检查切片提取标志，当为1时提取切片。提取切片时，需要为vtkImageSlice对象设置变换矩阵。这里在函数开始时，首先获取了鼠标滑动的前后两次点的位置lastPos和currPos。然后根据两点的Y坐标差deltaY，计算新的中心点center并变换至vtkImageSlice当前变换矩阵中，得到变换中心点，将其设置到原来的变换矩阵matrix中，并设置到vtkImageSlice中，最后执行interactor->Render()即可不断的根据鼠标移动刷新图像。

virtual void Execute(vtkObject * ,unsigned long event,void *)
{
        vtkRenderWindowInteractor *interactor = GetInteractor();
		int lastPos[2];
		interactor->GetLastEventPosition(lastPos);
		int currPos[2];
		interactor->GetEventPosition(currPos);
 
		if (event == vtkCommand::LeftButtonPressEvent)//如果当前事件是鼠标左键按下
		{
			this->Slicing = 1; //标志位。当鼠标左键按下时，就设置切片提取标志为1
		}
		else if (event == vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent)/如果当前事件是鼠标右键按下
		{
			this->Slicing = 0; //标志位 
		}
		else if (event == vtkCommand::MouseMoveEvent)/如果当前事件是鼠标移动
		{
			if (this->Slicing)//检验鼠标左键已经按下
			{
				vtkImageReslice *reslice = this->ImageReslice;//设置当前切片图像位置的矩阵为this->ImageReslice;但在更新之前，不会将这个矩阵数据填充到reslice中去
				//记下鼠标Y向变化的幅值大小
				int deltaY = lastPos[1] - currPos[1];//计算鼠标滑动的前后两次点的位置lastPos和currPos。然后计算两点的Y坐标的差deltaY
 
				reslice->Update();//使用更新操作，为reslice获取当前切片图像位置的矩阵
				double sliceSpacing = reslice->GetOutput()->GetSpacing()[2];获取reslice矩阵中的参数
				vtkMatrix4x4 *matrix = reslice->GetResliceAxes();//定义需要使用的新的中心店center转换至vtkImageSlice当前变换矩阵中的转换矩阵，但这里没有更新，就没有填充
 
				//重新定位切片需要经过的中心点
				double point[4];
				double center[4];
				point[0] = 0;
				point[1] = 0;
				point[2] = sliceSpacing*deltaY;
				point[3] = 1.0;
				matrix->MultiplyPoint(point, center);//填充矩阵
				matrix->SetElement(0, 3, center[0]);//填充矩阵
				matrix->SetElement(1, 3, center[1]);//填充矩阵
				matrix->SetElement(2, 3, center[2]);//填充矩阵
 
				interactor->Render();
			}
			else//没有触发上述三个事件
			{
				vtkInteractorStyle *style = vtkInteractorStyle::SafeDownCast(
					interactor->GetInteractorStyle());
				if (style)
				{
					style->OnMouseMove();
				}
			}
		}
}

Command对象定义完毕后，即可为交互对象InteractorStyle添加观察者，响应鼠标消息。
这里主要是定义了vtkImageInteractionCallback对象，并设置vtkImageSlice对象和vtkRenderWindowInteractor对象。然后为交互对象vtkInteractorStyle添加观察者来监控相应的消息。

vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor =
		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();//定义交互对象
 
	vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage> imagestyle =
		vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleImage>::New();//定义交互模式
 
	renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(imagestyle);//设置交互模式
	renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);//连接交互器与显示窗口
	renderWindowInteractor->Initialize();//交互器初始化
 
	//****************建立 观察者-命令 模式****************//
	vtkSmartPointer<vtkImageInteractionCallback> callback =
		vtkSmartPointer<vtkImageInteractionCallback>::New();//设置回调函数
	callback->SetImageReslice(reslice);//为vtkImageSlice对象设置变换矩阵,确定矩阵对应的切片位置
	callback->SetInteractor(renderWindowInteractor);
 
	imagestyle->AddObserver(vtkCommand::MouseMoveEvent, callback);//鼠标移动对应的回调函数
	imagestyle->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonPressEvent, callback);//按下鼠标左键对应的回调函数
	imagestyle->AddObserver(vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent, callback);//按下鼠标右键对应的回调函数
 
	renderWindowInteractor->Start();
 

这里主要是三个消息：
vtkCommand::LeftButtonPressEvent，
vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent，
vtkCommand::MouseMoveEvent，
当响应到这三个消息时，立即执行vtkImageInteractionCallback的Execute函数，以便实现切片的实时提取和更新。完成以后，运行程序，当鼠标在图像上移动时，会发现图像会跟着鼠标的移动而变化。