VTK教程之八 可视化基础算法-颜色…

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颜色映射是标量算法的一种，是应用最为广泛的可视化算法，该算法的核心是将数据集的属性数据和颜色表中的颜色相互对应，并用所对应的颜色绘制标量数据。

颜色映射的过程主要包括以下步骤：

1）定义颜色表，在颜色表中用数组保存所定义的颜色组分（红、绿、蓝）。

2）将颜色表和属性数据关联。

3）根据属性数据的最大、最小值建立颜色索引，颜色索引的计算如下图所示：

图中Si表示第i个标量值，min、max表示属性数据的范围，n表示颜色表中的索引号，当Si小于min时，用0号索引所对应的颜色，当Si大于max时，使用n-1号索引所对应的颜色。

颜色映射的目的是突出显示数据集中重要的属性数据，因此如何设计颜色表中的颜色，达到颜色映射的目的是颜色映的关键，一般情况下，使用灰度颜色，能提供更好的表现细节，使用彩色颜色能增强对比度。

下面提供示例程序说明在VTK中如何实现颜色映射。

#include "stdafx.h"

#include "vtkActor.h"

#include "vtkCamera.h"

#include "vtkCellArray.h"

#include "vtkFloatArray.h"

#include "vtkPointData.h"

#include "vtkPoints.h"

#include "vtkPolyData.h"

#include "vtkPolyDataMapper.h"

#include "vtkRenderWindow.h"

#include "vtkRenderWindowInteractor.h"

#include "vtkRenderer.h"

#include <vtkLookupTable.h>

int main()

{

int i;

//定义立方体的顶点坐标

static float
x[8][3]={{0,0,0}, {1,0,0}, {1,1,0}, {0,1,0},

{0,0,1},
{1,0,1}, {1,1,1}, {0,1,1}};

/定义单元，每4个顶点建立一个四边形单元，共计6个单元

static
vtkIdType pts[6][4]={{0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {0,1,5,4},

{1,2,6,5},
{2,3,7,6}, {3,0,4,7}};

/创建对象

vtkPolyData
*cube = vtkPolyData::New();

vtkPoints
*points = vtkPoints::New();

vtkCellArray
*polys = vtkCellArray::New();

/存储标量值

vtkFloatArray *scalars = vtkFloatArray::New();

/存储顶点

for(i=0;i<8;i++)points->InsertPoint(i,x[i]);

//设定单元

for(i=0;i<6;i++)polys->InsertNextCell(4,pts[i]);

//设定每个顶点的标量值

for(i=0;i<8;i++)scalars->InsertTuple1(i,i);

/创建多边形数据

cube->SetPoints(points);

/设定单元类型为多边形

cube->SetPolys(polys);

/设定每个顶点的标量值

cube->GetPointData()->SetScalars(scalars);

points->Delete();

polys->Delete();

scalars->Delete();

/定义颜色映射表

vtkLookupTable
*pColorTable=vtkLookupTable::New();

/设置颜色表中的颜色

pColorTable->SetNumberOfColors(4);

pColorTable->SetTableValue(0,1.0,0.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(0,1.0,0.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(1,0.0,1.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(2,1.0,1.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(3,0.0,0.0,1.0,1.0);

pColorTable->Build();

//数据映射

vtkPolyDataMapper
*cubeMapper = vtkPolyDataMapper::New();

cubeMapper->SetInput(cube);

cubeMapper->SetScalarRange(0,7);

cubeMapper->SetLookupTable(pColorTable);

vtkActor *cubeActor =
vtkActor::New();

cubeActor->SetMapper(cubeMapper);

/绘制

vtkCamera *camera =
vtkCamera::New();

camera->SetPosition(1,1,1);

camera->SetFocalPoint(0,0,0);

vtkRenderer *renderer =
vtkRenderer::New();

vtkRenderWindow *renWin =
vtkRenderWindow::New();

renWin->AddRenderer(renderer);

vtkRenderWindowInteractor
*iren = vtkRenderWindowInteractor::New();

iren->SetRenderWindow(renWin);

renderer->AddActor(cubeActor);

renderer->SetActiveCamera(camera);

renderer->ResetCamera();

renderer->SetBackground(1,1,1);

renWin->SetSize(300,300);

renWin->Render();

iren->Start();

/删除对象

cube->Delete();

cubeMapper->Delete();

cubeActor->Delete();

camera->Delete();

renderer->Delete();

renWin->Delete();

iren->Delete();

pColorTable->Delete();

return 0;

}

示例程序建立了一个立方体。

立方体由8个顶点和6个面构成，程序首先构建几何数据，用vtkPoints类存储8个顶点（几何）数据，用vtkCellArray储存构建的6个四边形单元数据，建立多边形数据集cube。

用vtkFloatArray类存储每个顶点的属性值，属性值范围为0-7，并设置每个顶点的属性数据，代码如下：

cube->GetPointData()->SetScalars(scalars);

用vtkLookupTable类定义颜色表，共定义了红、绿、黄、蓝4种颜色，代码如下：

/定义颜色映射表

vtkLookupTable *pColorTable=vtkLookupTable::New();

/设置颜色表中的颜色

pColorTable->SetNumberOfColors(4);

pColorTable->SetTableValue(0,1.0,0.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(0,1.0,0.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(1,0.0,1.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(2,1.0,1.0,0.0,1.0);

pColorTable->SetTableValue(3,0.0,0.0,1.0,1.0);

pColorTable->Build();

建立属性数据和颜射表的关连，代码如下。

cubeMapper->SetScalarRange(0,7);

cubeMapper->SetLookupTable(pColorTable);

建立关联后，8个顶点数据用所映射的颜色绘制，颜色表中的颜色索引号为4，属性值范围为0-7，每个属性值所对应的颜色索引号按上述颜色索引计算公式计算，最终显示的结果如下图所示：

#Vtk