【DICOM后处理】qt+vs 实现DICOM数据四视图显示

1、DICOM四视图

DICOM四视图通常指同时显示医学影像的四个不同平面或视角，用于全面分析三维数据（如CT、MRI等）。

标准四视图布局：

• 横截面（Axial）
  水平切面，从上向下观察（类似传统CT/MRI的横断面切片）。
  显示解剖结构的横向分布，常用于定位病变。
• 矢状面（Sagittal）
  垂直切面，从身体左侧向右侧观察（将人体分为左右两部分）。
  适用于观察脊柱、脑部中线结构等。
• 冠状面（Coronal）
  垂直切面，从前向后观察（将人体分为前后两部分）。
  常用于评估肺部、骨盆或对称性结构。
• 3D重建/MPR（Multi-Planar Reconstruction）
  三维体积渲染或斜切面重建，提供任意角度的视角。
  用于复杂解剖（如血管、骨骼）的可视化。

2、vtkImageViewer2 实现二维平面图显示

vtkImageViewer2：

vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> Viewer = vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New();
vtkSmartPointer<vtkGenericOpenGLRenderWindow> RW = vtkSmartPointer<vtkGenericOpenGLRenderWindow>::New();
vtkSmartPointer<vtkGenericRenderWindowInteractor> RWInteractor = vtkSmartPointer<vtkGenericRenderWindowInteractor>::New();Viewer->SetRenderWindow(RW);
Viewer->SetupInteractor(RWInteractor);

设置图像数据和其他设置：

Viewer->SetInputData(inputData);Viewer->SetColorLevel(100);
Viewer->SetColorWindow(800);Viewer->SetSliceOrientationToXY();   //横断面
Viewer->SetSliceOrientationToXZ();   //冠状面
Viewer->SetSliceOrientationToYZ();   //矢状面

实现图像翻转：
SetViewUp() 方法用于 设置 2D 视图的“向上”方向，即定义图像在屏幕坐标系中的朝向。该方法直接影响影像的显示方向，尤其在多平面重建（MPR）或非标准切面显示时至关重要。
调整 ViewUp 可以旋转或翻转影像，使其符合解剖学标准（如医学影像的“头朝上”显示）。

标准化解剖视图

• 轴向切面（Axial）：
  默认 ViewUp = (0, -1, 0)（DICOM 标准，患者的“前”方向指向屏幕上方）。
  SetViewUp(0, -1, 0); // 屏幕 Y 轴向下（符合医学影像惯例）
• 矢状切面（Sagittal）：
  SetViewUp(0, 0, 1); // 屏幕 Y 轴朝向患者头部
• 冠状切面（Coronal）：
  SetViewUp(0, 0, 1); // 屏幕 Y 轴朝向患者头部

SetPosition：方法用于 设置渲染窗口在屏幕上的显示位置（以像素为单位）。它控制的是 VTK 渲染窗口的左上角在屏幕坐标系中的坐标位置。
默认朝向原点 (0, 0, 0)

2D 影像视图通常用 SetParallelProjection(1)（正交投影）。
3D 视图用默认的透视投影。

vtkCamera* camera = Viewer->GetRenderWindow()->GetRenderers()->GetFirstRenderer()->GetActiveCamera();
camera->SetViewUp(0, -1, 0);
camera->SetPosition(0, 0, -1); // 从 Z=Superior 方向看

把每个Viewer添加进对应的QtWidget：

ui->Widget->SetRenderWindow(RW);
ui->Widget->GetRenderWindow()->SetInteractor(RWInteractor);

渲染并交互

viewer->Render();
viewer->GetRenderWindow()->GetInteractor()->Start();

3、vtkVolume实现三维体数据显示

设置体数据：

vtkSmartPointer<vtkVolume> volume = vtkSmartPointer<vtkVolume>::New()
vtkSmartPointer<vtkRenderer> volumeRenderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();

根据不同的应用平台，选择不用的RenderWindow类：

//常规应用
vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> volumeRW = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
//跨平台应用
vtkSmartPointer<vtkGenericOpenGLRenderWindow> volumeRW = vtkSmartPointer<vtkGenericOpenGLRenderWindow>::New();
//Windows平台
vtkSmartPointer<vtkWin32OpenGLRenderWindow> volumeRW = vtkSmartPointer<vtkWin32OpenGLRenderWindow>::New();
//X11平台
vtkSmartPointer<vtkXOpenGLRenderWindow> volumeRW = vtkSmartPointer<vtkXOpenGLRenderWindow>::New();
//macOS平台
vtkSmartPointer<vtkCocoaRenderWindow> volumeRW = vtkSmartPointer<vtkCocoaRenderWindow>::New();

设置与RenderWindow匹配的Interactor：

vtkSmartPointer<vtkGenericRenderWindowInteractor> volumeRWInteractor = vtkSmartPointer<vtkGenericRenderWindowInteractor>::New();volumeRW->AddRenderer(volumeRenderer);
volumeRWInteractor->SetRenderWindow(volumeRW);

修改3D视图的投影方式：透视投影or正交（即平行）投影：

	volumeRenderer->GetActiveCamera()->ParallelProjectionOn();  //正交视图volumeRenderer->GetActiveCamera()->ParallelProjectionOff();  //投影视图//或者：//flag = 1 或 true：启用平行投影（正交投影）//flag = 0 或 false：禁用平行投影（恢复为透视投影）volumeRenderer->GetActiveCamera()->SetParallelProjection(int flag);

添加至页面的QtWidget窗口：

ui->Widget->SetRenderWindow(volumeRW);
ui->Widget->GetRenderWindow()->SetInteractor(volumeRWInteractor);

设置映射器（Mapper）：

//GPU
vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper> volumeMapper = vtkSmartPointer<vtkGPUVolumeRayCastMapper>::New();
//CPU
vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper> volumeMapper = vtkSmartPointer<vtkFixedPointVolumeRayCastMapper>::New();
volumeMapper->SetInputData(InputData);
volumeMapper->Update();

定义了体数据（如 CT、MRI 或其他 3D 体数据）的 颜色、不透明度、光照、梯度 等属性，直接影响最终渲染效果：

vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> volumeProperty = vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty>::New();
volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear();
volumeProperty->ShadeOff();                     //Off/On:Turn Off/On Shadow Test

vtkVolumeProperty::SetScalarOpacity：基于 标量值 设置不透明度（控制不同组织的显示），显示骨骼or显示高密度流体等
vtkVolumeProperty::SetGradientOpacity：基于 梯度值 设置不透明度（突出边缘或界面），突出软组织边界or锐化流体界面等

//Set Opacity
vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> compositeOpacity = vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
compositeOpacity->AddPoint(0.0, 0.00);   //标量值 0 → 不透明度 0（完全透明）
compositeOpacity->AddPoint(125, 0.50);   //标量值 125 → 不透明度 0.5
compositeOpacity->AddPoint(256, 1.00);   //标量值 256 → 不透明度 1（完全不透明）volumeProperty->SetScalarOpacity(compositeOpacity);vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction> volumeGradientOpacity = vtkSmartPointer<vtkPiecewiseFunction>::New();
volumeGradientOpacity->AddPoint(0.0, 0.0);     // 低梯度（均匀区域）→ 透明
volumeGradientOpacity->AddPoint(100, 0.4);     // 中梯度（边界）→ 半透明
volumeGradientOpacity->AddPoint(200, 1.0);     // 高梯度（锐利边缘）→ 不透明volumeProperty->SetGradientOpacity(volumeGradientOpacity);

定义体数据的颜色映射，将标量值转换为可视化的颜色：

vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction> color = vtkSmartPointer<vtkColorTransferFunction>::New();
color->AddRGBPoint(0, 0., 0., 0.);
color->AddRGBPoint(125, 0.0, 1.0, 0.0);
color->AddRGBPoint(256, 1.0, 0.0, 0.0);volumeProperty->SetColor(color);

更新设置到volume：

volume->SetMapper(m_volumeMapper);
volume->SetProperty(volumeProperty);
volume->Update();

渲染：

volumeRenderer->AddVolume(volume);
volumeRenderer->ResetCamera();
volumeRW->Render();

4、实现界面图