PolyDataContourToImageData 3D集合图像转换成等效3D二值图像

一:主要的知识点

1、说明

本文只是教程内容的一小段,因博客字数限制,故进行拆分。主教程链接:vtk教程------逐行解析官网所有Python示例-CSDN博客

2、知识点纪要

本段代码主要涉及的有①三维图形转换为3D体素数据

二:代码及注释

python 复制代码
import math

import vtkmodules.vtkRenderingOpenGL2
import vtkmodules.vtkInteractionStyle
from vtkmodules.vtkFiltersSources import vtkSphereSource
from vtkmodules.vtkFiltersCore import vtkCutter, vtkStripper
from vtkmodules.vtkCommonDataModel import vtkImageData, vtkPlane
from vtkmodules.vtkIOXML import vtkXMLPolyDataWriter
from vtkmodules.vtkCommonCore import VTK_UNSIGNED_CHAR
from vtkmodules.vtkFiltersModeling import vtkLinearExtrusionFilter
from vtkmodules.vtkImagingStencil import vtkImageStencil, vtkPolyDataToImageStencil
from vtkmodules.vtkIOImage import vtkMetaImageWriter, vtkPNGWriter


def main():
    # 创建一个3D图形
    sphereSource = vtkSphereSource()
    sphereSource.SetPhiResolution(30)
    sphereSource.SetThetaResolution(30)
    sphereSource.SetCenter(40, 40, 40)
    sphereSource.SetRadius(20)

    # 切割数据集的"刀"
    # 首先先定义这个刀是什么,需要使用隐函数定义
    cutPlane = vtkPlane()
    cutPlane.SetOrigin(sphereSource.GetCenter())
    cutPlane.SetNormal(0, 0, 1)

    circleCutter = vtkCutter()
    circleCutter.SetInputConnection(sphereSource.GetOutputPort())
    circleCutter.SetCutFunction(cutPlane)

    stripper = vtkStripper()
    stripper.SetInputConnection(circleCutter.GetOutputPort())
    stripper.Update()

    circle = stripper.GetOutput()
    # 写入vtp文件
    polyDataWriter = vtkXMLPolyDataWriter()
    polyDataWriter.SetInputData(circle)
    polyDataWriter.SetFileName("circle.vtp")
    polyDataWriter.SetCompressorTypeToNone()  # 不适用任何压缩
    polyDataWriter.SetDataModeToAscii()  # 设置输出文件中的数据以ASCII(文本)格式存储
    polyDataWriter.Write()

    # 准备一个体素数据
    whiteImage = vtkImageData()
    bounds = [0] * 6
    circle.GetBounds(bounds)
    spacing = [0.5, 0.5, 0.5]
    whiteImage.SetSpacing(spacing)

    # 计算这个体素数据的维度
    dim = [0] * 3
    for i in range(3):
        dim[i] = int(math.ceil((bounds[i * 2 + 1] - bounds[i * 2]) / spacing[i])) + 1
        if dim[i] < 1:
            dim[i] = 1
    whiteImage.SetDimensions(dim)  # 算是设置了图像体素的数量
    # SetExtent 设置了图像的索引范围 确保了生成的 3D 图像的体素网格是最小且精确的,既不浪费内存,又能完整地覆盖输入的几何体
    whiteImage.SetExtent(0, dim[0] - 1, 0, dim[1] - 1, 0, dim[2] - 1)
    origin_shift = 5 * 0.5
    origin = [0] * 3
    origin[0] = bounds[0] - origin_shift
    origin[1] = bounds[2] - origin_shift
    origin[2] = bounds[4] - origin_shift
    # 上述添加origin_shift是为了vtkImageData能够完全包裹住mesh
    whiteImage.SetOrigin(origin)
    # AllocateScalars # 为图像的体素数据分配内存。VTK_UNSIGNED_CHAR(无符号字符,范围 0-255),1 表示每个体素有一个分量(即灰度值)
    whiteImage.AllocateScalars(VTK_UNSIGNED_CHAR, 1)

    # 将 整个 3D 图像(体素网格)预先填充为前景值(即白色)
    # inval = 255
    outval = 0
    # count = whiteImage.GetNumberOfPoints()
    # for i in range(count):
    #     whiteImage.GetPointData().GetScalars().SetTuple1(i, inval)

    # 上述for循环的简便替代方法
    whiteImage.GetPointData().GetScalars().Fill(255)

    extrude = vtkLinearExtrusionFilter()
    extrude.SetInputData(circle)
    extrude.SetScaleFactor(1.0)  # 设置挤压的比例因子
    extrude.SetExtrusionTypeToVectorExtrusion()  # 设置为向量挤压,而非几何体表面的法线定义
    extrude.SetVector(0, 0, 1)  # 设置挤压的向量
    extrude.Update()

    pol2stenc = vtkPolyDataToImageStencil()
    pol2stenc.SetInputConnection(extrude.GetOutputPort())
    pol2stenc.SetTolerance(0)  # 帮助过滤垂直面
    pol2stenc.SetOutputOrigin(origin)
    pol2stenc.SetOutputSpacing(spacing)
    pol2stenc.SetOutputWholeExtent(whiteImage.GetExtent())
    pol2stenc.Update()

    imgstenc = vtkImageStencil()
    """
    tkImageStencil 是另一个关键过滤器,它接收一个图像作为输入,并根据一个模板(Stencil)修改该图像的像素值。
    """
    imgstenc.SetInputData(whiteImage)
    imgstenc.SetStencilConnection(pol2stenc.GetOutputPort())
    imgstenc.ReverseStencilOff()
    imgstenc.SetBackgroundValue(outval)
    imgstenc.Update()

    imageWriter = vtkMetaImageWriter()
    imageWriter.SetFileName('labelImage.mhd')
    imageWriter.SetInputConnection(imgstenc.GetOutputPort())
    imageWriter.Write()

    imageWriter = vtkPNGWriter()
    imageWriter.SetFileName('labelImage.png')
    imageWriter.SetInputConnection(imgstenc.GetOutputPort())
    imageWriter.Write()

if __name__ == '__main__':
    main()
相关推荐
2401_841495642 小时前
【自然语言处理】关系性形容词的特征
人工智能·python·自然语言处理·自动识别·特征验证·关系性形容词·语言学规则和计算
rebekk2 小时前
Hydra介绍
人工智能·python
青啊青斯2 小时前
python markdown转word【包括字体指定】
开发语言·python·word
拾贰_C2 小时前
【python | pytorch | warehouse】python库scipy与scikit-learn库不兼容?
pytorch·python·scipy
corpse20102 小时前
trae下载依赖包特别慢!!!
开发语言·python
诸神缄默不语2 小时前
Windows系统无法直接用uv安装pyqt5,但可以用uv pip安装
python
中年程序员一枚2 小时前
同时装有Python3.12和Python3.14,历史原因Python3.12出现问题,需要删除,但是删除不干净
python
爱笑的眼睛112 小时前
超越翻转与裁剪:面向生产级AI的数据增强深度实践与多模态演进
java·人工智能·python·ai
一位代码2 小时前
python3 | XPath 安装及导入方法
python