1.几何渲染与体绘制

1. 几何渲染：就是通过绘制几何图元（顶点、线段、面片等）来渲染数据，例如绘制图像需要在空间中建立一个四边图元，然后以纹理映射的方式将该图像贴图到该图元上进行渲染；而三维模型的绘制通常会分解为一系列的多边面片进行绘制。这种通过生成中间几何图元来进行渲染的方法称为几何渲染。几何渲染的速度比较快，但是不能显示数据的内部细节。例如：在渲染人的三维CT体数据时，通过几何渲染只能在切片图像之间进行切换，而不能进行切换，而不能对体数据内部细节进行立体观察。
2. 体绘制：又称为三维重建（区别于投影图像的三维重建），是一种直接利用体数据来生成二维图像的绘制技术。与面绘制不同，体绘制不需要提取提数据内部的等值面，他是对三维数据进行采样和合成的过程。体数据能通过设置不透明度值来显示体数据内部不同成分和细节，例如显示人体CT图像的不同器官和组织。

2.图形渲染管线

在进行体绘制管线学习之前，很有必要回顾一下前面的VTK可视化管线的基本组成。习惯把渲染窗口vtkRenderWindow看做一个剧院，剧院中一般需要灯光（vtkLight）、相机（vtkCamera）和舞台（vtkRenderer）来呈现精彩的演出。舞台上负责表演的自然就是演员(vtk Actor),而且演员的个数不唯一，可以根据需要为舞台加入更多的演员（vtkActor）。
每个演员又具有特色，而用来表示其特色的则是vtkProperty(负责控制值颜色、材质和不透明度等）。
每个演员的数据和渲染信息存储在一个vtkMapper对象中，负责将原始的数据转换为渲染所需要的图元数据。

3.体绘制管线

体绘制管线的渲染管线与几何渲染管线基本一致，下面的实例：

#include <vtkAutoInit.h>
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingVolumeOpenGL2); //错误：no override found for 'vtkRayCastImageDisplayHelper'.
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);


#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkStructuredPoints.h>
#include <vtkStructuredPointsReader.h>
#include <vtkFixedPointVolumeRayCastMapper.h>
#include <vtkColorTransferFunction.h>
#include <vtkPiecewiseFunction.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkVolumeProperty.h>
#include <vtkAxesActor.h>
#include <vtkOrientationMarkerWidget.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    
	vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader> reader =
		vtkSmartPointer<vtkStructuredPointsReader>::New();
	reader->SetFileName("data/mummy.128.vtk");
	reader->Update();


	vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper> volumeMapper =
		vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper>::New();
	volumeMapper->SetInputData(reader->GetOutput());

	//设置光线采样距离
	//volumeMapper->SetSampleDistance(volumeMapper->GetSampleDistance()*4);
	//设置图像采样步长
	//volumeMapper->SetAutoAdjustSampleDistances(0);
	//volumeMapper->SetImageSampleDistance(4);
	/*************************************************************************/
	vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty =
		vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();
	volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear();
	volumeProperty->ShadeOn();  //打开或者关闭阴影测试
	volumeProperty->SetAmbient(0.4);
	volumeProperty->SetDiffuse(0.6);  //漫反射
	volumeProperty->SetSpecular(0.2); //镜面反射
	//设置不透明度
	vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity =
		vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
	compositeOpacity->AddPoint(70, 0.00);
	compositeOpacity->AddPoint(90, 0.40);
	compositeOpacity->AddPoint(180, 0.60);
	volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity); //设置不透明度传输函数
	//compositeOpacity->AddPoint(120,  0.00);//测试隐藏部分数据,对比不同的设置
	//compositeOpacity->AddPoint(180,  0.60);
	//volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity);
	//设置梯度不透明属性
	vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> volumeGradientOpacity =
		vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
	volumeGradientOpacity->AddPoint(10, 0.0);
	volumeGradientOpacity->AddPoint(90, 0.5);
	volumeGradientOpacity->AddPoint(100, 1.0);
	volumeProperty->SetGradientOpacity(volumeGradientOpacity);//设置梯度不透明度效果对比
	//设置颜色属性
	vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color =
		vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();
	color->AddRGBPoint(0.000, 0.00, 0.00, 0.00);
	color->AddRGBPoint(64.00, 1.00, 0.52, 0.30);
	color->AddRGBPoint(190.0, 1.00, 1.00, 1.00);
	color->AddRGBPoint(220.0, 0.20, 0.20, 0.20);
	volumeProperty->SetColor(color);
	/********************************************************************************/
	vtkSmartPointer<vtkVolume> volume =
		vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
	volume->SetMapper(volumeMapper);
	volume->SetProperty(volumeProperty);

	vtkSmartPointer<vtkRenderer> ren = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
	ren->SetBackground(0, 1, 0);
	ren->AddVolume(volume);

	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> rw = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
	rw->AddRenderer(ren);
	rw->SetSize(640, 480);
	rw->Render();
	rw->SetWindowName("VolumeRendering PipeLine");

	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> rwi =
		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
	rwi->SetRenderWindow(rw);
	/********************************************************************************/
	//vtkSmartPointer<vtkAxesActor> axes = vtkSmartPointer<vtkAxesActor>::New();
	//axes->SetScale(10);
	//vtkSmartPointer<vtkOrientationMarkerWidget> widget =
	//	vtkSmartPointer<vtkOrientationMarkerWidget>::New();
	//widget->SetOutlineColor(1, 1, 1);
	//widget->SetViewport(0, 0, 0.2, 0.2);
	//widget->SetOrientationMarker(axes);
	//widget->SetInteractor(rwi);
	//widget->SetEnabled(1);
	//widget->InteractiveOn();

	ren->ResetCamera();
	rw->Render();
	rwi->Start();

	return 0;
}