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6.8 KiB
C++
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// 实测：vtkImagePlaneWidget 的纹理平面能否把 LUT 下溢透明(alpha=0)的 texel 渲染成透明。
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// 构造一张图：左半真值(映射红)、右半哨兵 -1(下溢→透明)。纹理平面背后放一块不透明【黄】板，
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// 背景【绿】。套用 buildLut(transparentBelowRange=true) 后离屏渲染、回读像素分类：
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// 右半空白处出现【黄】 → texel alpha 透明【成功】(黄板透过来)
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// 出现【蓝】 → 值被钳到最低色(透明没生效)
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// 出现【黑】 → alpha 被丢
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// 纯实测，不靠文档措辞猜。
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#include <cstdio>
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#include <vtkActor.h>
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#include <vtkFloatArray.h>
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#include <vtkImageData.h>
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#include <vtkImageMapToColors.h>
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#include <vtkImagePlaneWidget.h>
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#include <vtkLookupTable.h>
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#include <vtkNew.h>
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#include <vtkPNGWriter.h>
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#include <vtkPlaneSource.h>
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#include <vtkPointData.h>
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#include <vtkPolyDataMapper.h>
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#include <vtkProperty.h>
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#include <vtkRenderWindow.h>
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#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
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#include <vtkRenderer.h>
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#include <vtkTrivialProducer.h>
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#include <vtkUnsignedCharArray.h>
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#include <vtkWindowToImageFilter.h>
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#include <vtkCamera.h>
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#include "ColorLutBuilder.hpp"
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#include "model/ColorScale.hpp"
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int main() {
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using namespace geopro;
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// 1) 构造体: 40x40x3, 左半 i<20 → 200(真值,映射红); 右半 → -1(哨兵,下溢透明)。
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const int nx = 40, ny = 40, nz = 3;
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vtkNew<vtkImageData> img;
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img->SetDimensions(nx, ny, nz);
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img->SetOrigin(0, 0, 0);
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img->SetSpacing(1, 1, 1);
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vtkNew<vtkFloatArray> sc;
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sc->SetName("v");
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sc->SetNumberOfTuples(static_cast<vtkIdType>(nx) * ny * nz);
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// 全值域核查：左侧 [0..nx-9] 列填 0→200 渐变(真数据)，右侧 8 列填 -1(哨兵/白化)。
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// 验证 (a) 颜色映射跨整个 [vmin,vmax] 是否正确；(b) 空值是否透明。
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const int blankCols = 8;
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const int gradCols = nx - blankCols;
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for (int k = 0; k < nz; ++k)
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for (int j = 0; j < ny; ++j)
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for (int i = 0; i < nx; ++i) {
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const vtkIdType id = (static_cast<vtkIdType>(k) * ny + j) * nx + i;
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const float v = (i < gradCols)
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? static_cast<float>(200.0 * i / (gradCols - 1)) // 0→200 渐变
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: -1.0F; // 哨兵
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sc->SetValue(id, v);
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}
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img->GetPointData()->SetScalars(sc);
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// 2) 三色阶(全不透明): 0→蓝, 100→黄, 200→红。渐变应呈 蓝→黄→红；-1 应透明(露品红背板)。
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core::ColorScale cs;
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cs.addStop(0.0, core::Rgba{0, 0, 255, 255});
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cs.addStop(100.0, core::Rgba{255, 255, 0, 255});
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cs.addStop(200.0, core::Rgba{255, 0, 0, 255});
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auto lut = render::buildLut(cs, 0.0, 200.0, 256, /*transparentBelowRange=*/true);
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// 3) 渲染器 + 离屏窗口 + 交互器(widget 必需)。背景绿。
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vtkNew<vtkRenderer> ren;
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ren->SetBackground(0.15, 0.15, 0.15); // 深灰 = 背景
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vtkNew<vtkRenderWindow> rw;
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rw->SetOffScreenRendering(1);
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rw->AddRenderer(ren);
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rw->SetSize(400, 400);
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vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> iren;
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iren->SetRenderWindow(rw);
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// 4) 纹理平面【背后】放一块不透明黄板(z=0.5, 在切片 z=1 之下=远离上方相机)。
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vtkNew<vtkPlaneSource> yp;
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yp->SetOrigin(0, 0, 0.5);
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yp->SetPoint1(nx - 1, 0, 0.5);
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yp->SetPoint2(0, ny - 1, 0.5);
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vtkNew<vtkPolyDataMapper> ym;
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ym->SetInputConnection(yp->GetOutputPort());
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vtkNew<vtkActor> ya;
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ya->SetMapper(ym);
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ya->GetProperty()->SetColor(1.0, 0.0, 1.0); // 品红 = 背板（空值透明处会露出它）
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ya->GetProperty()->LightingOff();
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ren->AddActor(ya);
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// 5) 真 vtkImagePlaneWidget: Z 法向切片 1(z=1), 套用户 LUT, 最近邻避免边界混色。
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vtkNew<vtkTrivialProducer> prod;
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prod->SetOutput(img);
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vtkNew<vtkImagePlaneWidget> w;
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w->SetInteractor(iren);
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w->SetInputConnection(prod->GetOutputPort());
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w->SetPlaneOrientationToZAxes();
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w->SetSliceIndex(1);
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w->SetResliceInterpolateToNearestNeighbour();
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w->TextureInterpolateOff();
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w->SetLookupTable(lut);
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// 钉死 window/level 到 [vmin,vmax]=[0,200]，阻止 widget 按输入标量范围自动拉伸。
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w->SetWindowLevel(200.0, 100.0);
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w->On();
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// 6) 顶视相机(沿 -Z 俯视), 平行投影框住平面。
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ren->GetActiveCamera()->SetPosition(nx / 2.0, ny / 2.0, 100.0);
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ren->GetActiveCamera()->SetFocalPoint(nx / 2.0, ny / 2.0, 1.0);
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ren->GetActiveCamera()->SetViewUp(0, 1, 0);
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ren->GetActiveCamera()->ParallelProjectionOn();
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ren->ResetCamera();
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rw->Render();
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// 7) 回读像素, 分类计数。
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vtkNew<vtkWindowToImageFilter> w2i;
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w2i->SetInput(rw);
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w2i->Update();
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vtkImageData* out = w2i->GetOutput();
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{
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vtkNew<vtkPNGWriter> pw;
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pw->SetFileName("D:/dev/spike_data/slice_alpha_probe.png");
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pw->SetInputConnection(w2i->GetOutputPort());
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pw->Write();
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}
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int dims[3];
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out->GetDimensions(dims);
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long red = 0, yellow = 0, green = 0, blue = 0, black = 0, other = 0;
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for (int y = 0; y < dims[1]; ++y)
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for (int x = 0; x < dims[0]; ++x) {
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const auto* p = static_cast<unsigned char*>(out->GetScalarPointer(x, y, 0));
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const int r = p[0], g = p[1], b = p[2];
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if (r > 150 && g < 100 && b < 100) ++red;
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else if (r > 150 && g > 150 && b < 100) ++yellow;
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else if (r < 100 && g > 150 && b < 100) ++green;
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else if (b > 150 && r < 100 && g < 100) ++blue;
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else if (r < 60 && g < 60 && b < 60) ++black;
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else ++other;
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}
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std::printf("PIXELS red(data)=%ld yellow(behind-shows=TRANSPARENT)=%ld "
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"green(bg)=%ld blue(clamp-lowest)=%ld black(alpha-dropped)=%ld other=%ld\n",
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red, yellow, green, blue, black, other);
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// 8) 直接判读 colormap 对下溢值输出的 RGBA(隔离 LUT 正确性 vs 纹理渲染)。
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if (auto* cm = w->GetColorMap()) {
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cm->Update();
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if (auto* co = cm->GetOutput()) {
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int cd[3];
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co->GetDimensions(cd);
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const int comps = co->GetNumberOfScalarComponents();
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// 右半某点(i=30,j=20,值=150) colormap 应产出 alpha=0。
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const auto* px = static_cast<unsigned char*>(co->GetScalarPointer(30, 20, 0));
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std::printf("COLORMAP comps=%d rightHalfTexel.RGBA=", comps);
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for (int c = 0; c < comps; ++c) std::printf("%d ", px[c]);
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std::printf("(期望 alpha=0 => LUT 正确产出透明)\n");
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}
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}
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std::printf("VERDICT: 若 yellow 远多于 blue/black => widget 纹理【支持】texel alpha 透明; "
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"若 blue 多 => 钳最低色; 若 black 多 => 丢 alpha\n");
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return 0;
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}
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