VTK 图形基本操作进阶_连通区域分析

1.连通区域分析

许多图形数据中，并非只包含一个对象（连通区域）。而在处理这些图形数据时，有时需要对每一个对象单独处理或者让其单独显示。比如，利用MarchingCube方法提取三维图像中的等值面，得到的结果往往是存在多个连通的对象区域，这是就需要对图形数据做连通区域分析，提取每个连通区域并计算其属性信息，以此来得到需要的连通区域。

下面一个例子来分析VTK中如何对图形数据做连通区域分析：

 1 #include <vtkAutoInit.h>
 2 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
 3 VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);
 4 VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);
 5  
 6 #include <vtkSmartPointer.h>
 7 #include <vtkSphereSource.h>
 8 #include <vtkConeSource.h>
 9 #include <vtkAppendPolyData.h>
10 #include <vtkPolyDataConnectivityFilter.h>
11 #include <vtkPolyDataMapper.h>
12 #include <vtkActor.h>
13 #include <vtkProperty.h>
14 #include <vtkRenderer.h>
15 #include <vtkRenderWindow.h>
16 #include <vtkRenderWindowInteractor.h>
17 int main()
18 {
19     vtkSmartPointer<vtkSphereSource> sphereSource =
20         vtkSmartPointer<vtkSphereSource>::New();
21     sphereSource->SetRadius(10);
22     sphereSource->SetThetaResolution(10);
23     sphereSource->SetPhiResolution(10);
24     sphereSource->Update();
25  
26     vtkSmartPointer<vtkConeSource> coneSource =
27         vtkSmartPointer<vtkConeSource>::New();
28     coneSource->SetRadius(5);
29     coneSource->SetHeight(10);
30     coneSource->SetCenter(25, 0, 0);
31     coneSource->Update();
32  
33     vtkSmartPointer<vtkAppendPolyData> appendFilter =
34         vtkSmartPointer<vtkAppendPolyData>::New();
35     appendFilter->AddInputData(sphereSource->GetOutput());
36     appendFilter->AddInputData(coneSource->GetOutput());
37     appendFilter->Update();
38  
39     vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter> connectivityFilter =
40         vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter>::New();
41     connectivityFilter->SetInputData(appendFilter->GetOutput());
42     connectivityFilter->SetExtractionModeToCellSeededRegions();
43     connectivityFilter->AddSeed(100);
44     connectivityFilter->Update();
45     
46     vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> originalMapper =
47         vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
48     originalMapper->SetInputConnection(appendFilter->GetOutputPort());
49     originalMapper->Update();
50     vtkSmartPointer<vtkActor> originalActor =
51         vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
52     originalActor->SetMapper(originalMapper);
53  
54     vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> extractedMapper =
55         vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
56     extractedMapper->SetInputConnection(connectivityFilter->GetOutputPort());
57     extractedMapper->Update();
58     vtkSmartPointer<vtkActor> extractedActor =
59         vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
60     extractedActor->SetMapper(extractedMapper);
61     /
62     double leftViewport[4] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 };
63     double rightViewport[4] = { 0.5, 0.0, 1.0, 1.0 };
64  
65     vtkSmartPointer<vtkRenderer> leftRenderer =
66         vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
67     leftRenderer->SetViewport(leftViewport);
68     leftRenderer->AddActor(originalActor);
69     leftRenderer->SetBackground(1, 0, 0);
70  
71     vtkSmartPointer<vtkRenderer> rightRenderer =
72         vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
73     rightRenderer->SetViewport(rightViewport);
74     rightRenderer->AddActor(extractedActor);
75     rightRenderer->SetBackground(0, 0, 0);
76  
77     vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow =
78         vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
79     renderWindow->AddRenderer(leftRenderer);
80     renderWindow->AddRenderer(rightRenderer);
81     renderWindow->SetSize(640, 320);
82     renderWindow->Render();
83     renderWindow->SetWindowName("PolyDataConnectedCompExtract");
84  
85     leftRenderer->ResetCamera();
86     rightRenderer->SetActiveCamera(leftRenderer->GetActiveCamera());
87  
88     vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor =
89         vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
90     interactor->SetRenderWindow(renderWindow);
91     interactor->Initialize();
92     interactor->Start();
93     return 0;
94 }

输出结果为：

这个例子够早了一个含有多个连通区域的模型数据。vtkAppendPolyData可以实现vtkPolyData的合并，使用该类可以方便地构造含有多个连通区域的数据，该类型接收两个或者多个vtkPolyData数据输入，合并结果包含输入数据的所有几何和拓扑数据。若输入为两个或者多个数据都含有点属性数据，则将其存储值输出结果中；对于单元属性数据亦是如此。

2.VTKPolyDataConnectivityFilter类解析

vtk中的vtkPolyDataConnectivityFilter类可以用于实现连通区域分析，该类接受vtkPolyData数据作为输入。集体使用如下：
1     vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter> connectivityFilter =
2         vtkSmartPointer<vtkPolyDataConnectivityFilter>::New();
3     connectivityFilter->SetInputData(appendFilter->GetOutput());
4     connectivityFilter->SetExtractionModeToCellSeededRegions();
5     connectivityFilter->AddSeed(100);
6     connectivityFilter->Update();
etExtractionModeToLargestRegion()：用于提取具有最多点数的连通区域；

SetExtractionModeToAllRegions()：该模式主要用于连通区域标记，配合函数ColorRegionsOn()使用，在连通区域像是的同时，生成一个名为RegionId的点属性数据。
SetExtractionModeToSpecifiedRegions()：该模式用于提取一个或多个连通区域，在该模式下，需要通过AddSpecifiedRegion()来添加西药提取的区域号，区域号从零开始。

SetExtractionModeToClosestPointRegion()：该模式需要使用SetClosestPoint()函数设置一个空间点坐标，执行结果为离该点最近的连通区域。

SetExtractionModeToPointSeededRegions()：该模式下需要使用AddSeed()函数添加种子点，提取种子点所在的区域。

SetExtractionModeToCellSeededRegions()：该模式下需要使用AddSeed()函数调价种子单元，提取种子单元所在的区域。