体积渲染

渲染体积对象

体积渲染展示了如何使用QCustom3DVolume 显示体积数据。

运行示例

要运行来自 Qt Creator，打开Welcome 模式，然后从Examples 中选择示例。更多信息，请参阅Qt Creator: 教程：构建并运行。

初始化卷项目

QCustom3DVolume 项是特殊的自定义项（请参阅QCustom3DItem ），可用于显示体积数据。体积项仅支持正投影，因此首先要确保图形使用了正投影：

m_graph->setOrthoProjection(true);

创建一个与坐标轴数据范围绑定的体积项：

m_volumeItem = new QCustom3DVolume;
// Adjust water level to zero with a minor tweak to y-coordinate position and scaling
m_volumeItem->setScaling(
            QVector3D(m_graph->axisX()->max() - m_graph->axisX()->min(),
                      (m_graph->axisY()->max() - m_graph->axisY()->min()) * 0.91f,
                      m_graph->axisZ()->max() - m_graph->axisZ()->min()));
m_volumeItem->setPosition(
            QVector3D((m_graph->axisX()->max() + m_graph->axisX()->min()) / 2.0f,
                      -0.045f * (m_graph->axisY()->max() - m_graph->axisY()->min()) +
                      (m_graph->axisY()->max() + m_graph->axisY()->min()) / 2.0f,
                      (m_graph->axisZ()->max() + m_graph->axisZ()->min()) / 2.0f));
m_volumeItem->setScalingAbsolute(false);

通过将QCustom3DItem::scalingAbsolute 属性设置为false ，表示体积的缩放应随数据范围的变化而变化。接下来，定义体积的内部内容：

m_volumeItem->setTextureWidth(lowDetailSize);
m_volumeItem->setTextureHeight(lowDetailSize / 2);
m_volumeItem->setTextureDepth(lowDetailSize);
m_volumeItem->setTextureFormat(QImage::Format_Indexed8);
m_volumeItem->setTextureData(new QList<uchar>(*m_lowDetailData));

纹理使用八位索引颜色，因为它结构紧凑，而且无需重置整个纹理即可轻松调整颜色。对于纹理数据，请使用之前根据高度贴图创建的数据。通常情况下，体积项目的数据是以图像堆栈的形式预先生成的，因此可以跳过数据生成细节。有关实际数据生成过程的更多信息，请参阅示例代码。

由于使用的是八位索引颜色，因此需要一个颜色表来将八位颜色索引映射到实际颜色。在典型的使用案例中，你会从源图像中获取颜色表，而不是使用手动定义的颜色表：

m_volumeItem->setColorTable(m_colorTable1);

要选择在体积周围显示切片框架，请初始化它们的属性。最初，框架将被隐藏：

m_volumeItem->setSliceFrameGaps(QVector3D(0.01f, 0.02f, 0.01f));
m_volumeItem->setSliceFrameThicknesses(QVector3D(0.0025f, 0.005f, 0.0025f));
m_volumeItem->setSliceFrameWidths(QVector3D(0.0025f, 0.005f, 0.0025f));
m_volumeItem->setDrawSliceFrames(false);

最后，将体积作为自定义项添加到图表中以显示它：

m_graph->addCustomItem(m_volumeItem);

切入体积

除非体积在很大程度上是透明的，否则您只能看到它的表面，这通常不会有太大帮助。QCustom3DVolume 提供了两种显示切片的方法。第一种是显示所选的切片来代替卷。例如，要指定一个垂直于 X 轴的切片，请使用以下方法：

m_volumeItem->setSliceIndexX(m_sliceIndexX);

要显示上述指定的切片，还必须设置QCustom3DVolume::drawSlices 属性：

m_volumeItem->setDrawSlices(true);

查看切片的第二种方法是使用QCustom3DVolume::renderSlice() 方法，该方法可从指定切片生成QImage 。然后，该图像可以显示在另一个 widget 上，如QLabel ：

m_sliceLabelX->setPixmap(
            QPixmap::fromImage(m_volumeItem->renderSlice(Qt::XAxis, m_sliceIndexX)));

调整体积透明度

有时，只查看切片并不能很好地了解卷的内部结构。QCustom3DVolume 提供了两个属性，可用于调整卷的透明度：

m_volumeItem->setAlphaMultiplier(mult);
    ...
m_volumeItem->setPreserveOpacity(enabled);

QCustom3DVolume::alphaMultiplier 是一个通用乘数，应用于体积每个体素的 alpha 值。它可以为体积中已经有些透明的部分增加均匀的透明度，以显示内部不透明的细节。除非QCustom3DVolume::preserveOpacity 属性设置为false ，否则该乘数不会影响完全不透明的颜色。

调整体积透明度的另一种方法是直接调整体素的 alpha 值。对于八位索引纹理，只需修改和重置色彩表即可实现：

int newAlpha = enabled ? terrainTransparency : 255;
for (int i = aboveWaterGroundColorsMin; i < underWaterGroundColorsMax; i++) {
    QRgb oldColor1 = m_colorTable1.at(i);
    QRgb oldColor2 = m_colorTable2.at(i);
    m_colorTable1[i] = qRgba(qRed(oldColor1), qGreen(oldColor1), qBlue(oldColor1), newAlpha);
    m_colorTable2[i] = qRgba(qRed(oldColor2), qGreen(oldColor2), qBlue(oldColor2), newAlpha);
}
if (m_usingPrimaryTable)
    m_volumeItem->setColorTable(m_colorTable1);
else
    m_volumeItem->setColorTable(m_colorTable2);

高清与低俗着色器

默认情况下，体积渲染使用高清着色器。在对体积内容进行光线追踪时，它会以正确的权重计算体积的每个体素，从而精确呈现体积的更多细节。然而，这样做的计算成本非常高，因此帧频会受到影响。如果渲染速度比体积内容的像素精确度更重要，可通过设置QCustom3DVolume::useHighDefShader 属性false ，使用速度更快的低清晰度着色器。低清晰度着色器通过牺牲精度来提高速度，因此它不能保证对体积的每个体素都进行采样。这可能会导致在较精细的体绘制细节上出现闪烁或其他渲染伪像。

m_volumeItem->setUseHighDefShader(enabled);

示例内容

示例项目 @ code.qt.io

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