VTK 图像基本操作_图像类型转换

1.vtkImageCast

图像数据类型转换在数字图像处理中会被频繁地用到。一些常用到的图像算子（例如梯度算子）在计算时出于精度的考虑，会将结果存储为float或者double类型。但是在图像显示时，一般需要图像为unsigned char类型。

VTK中最常用到的是VTKImageCast类型。其使用方法如下：

vtkSmartPointer<vtkImageCast> imgCast =
vtkSmartPointer<vtkImageCast>::New();
imgCast->SetInput( (vtkDataObject*)reader->GetOutput() );
imgCast->SetOutputScalarTypeToFloat();
imgCast->Update();

当我们需要把图像转换成不同的类型进行计算时，只需要把SetOutputScalarTypeToXXX()设置成相应的输出类型即可。

需要注意的是，这个类中还有一个变量是ClampQverflow，用来标识是否组要截断数据。默认情况下，该变量值为0；当设置为1时，输出的像素值不能超过输出类型的最大值。超过时会自动截断到最大值。

此外还需要知道的就是，这个类进行类型转换时，只是将类型进行强制转换，而没有进行比例的缩放，因此使用起来会比较受限，因此VTK中时不推荐使用这个类的，例如一副double类型的图像，图像值的范围[-1,1]。如果需要将图像转化为unsigned char类型，这种方法是不可行的！

2.vtkImageShiftScale

这个类时用起来要比上一类更加的灵活。他可以指定偏移和比例参数来对输入图像数据进行操作，例如一副double类型的图像，其数值范围为[-1,1],如果将其转换为unsigned char类型，需要设置shift=+1,Scale=127.5;那么输入图像的数据-1可以被映射为（-1+1）*127.5=0；+1可以被映射为（1+1）*127.5=255。具体使用方法如下所示：

vtkSmartPointer<vtkImageShiftScale> ShiftScale =
vtkSmartPointer<vtkImageShiftScale>::New();
ShiftScale->SetInputConnection(img->GetOProducerPort());
ShiftScale->SetOutputScalarTypeToUnsignedChar();
ShiftScale->SetShift(1);
ShiftScale->SetScale(127.5);
ShiftScale->Update();

3.实验源码

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
 
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkImageCast.h>
#include <vtkImageShiftScale.h>
#include <vtkBMPReader.h>
#include <vtkMetaImageReader.h>
#include <vtkImageViewer2.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
 
int main()
{
    vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader> reader =
        vtkSmartPointer<vtkMetaImageReader>::New(); //读*.mhd文件
    reader->SetFileName("brain.mhd");
    reader->Update();
    //第一种类型转换方案
    vtkSmartPointer<vtkImageCast> imgCast =
        vtkSmartPointer<vtkImageCast>::New();
    imgCast->SetInputData( (vtkDataObject *) reader->GetOutput() );
    imgCast->SetOutputScalarTypeToFloat();
    //第二种类型转换方案
    vtkSmartPointer<vtkImageShiftScale> imgShiftScale =
        vtkSmartPointer<vtkImageShiftScale>::New();
    imgShiftScale->SetInputData((vtkDataObject*)reader->GetOutput());
    imgShiftScale->SetOutputScalarTypeToFloat();
 
    vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> imgViewer =
        vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();
    imgViewer->SetInputConnection(imgCast->GetOutputPort());
 
    vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
        vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
    imgViewer->SetupInteractor(rwi);
 
    imgViewer->SetColorLevel(500);
    imgViewer->SetColorWindow(2000);
    imgViewer->SetSlice(20);
    imgViewer->SetSliceOrientationToXY();
    imgViewer->Render();
 
    /*imgViewer->GetRenderer()->ResetCamera();
    imgViewer->Render();*/
    imgViewer->GetRenderer()->SetBackground(1.0, 1.0, 1.0);
    imgViewer->SetSize(640, 480);
    imgViewer->GetRenderWindow()->SetWindowName("ImageTypeTrans");
 
    rwi->Start();
    return 0;
}