VTK與Qt整合的示例

 VTK與Qt整合的示例

VTK附帶的程序示例中大可能是基於控制檯的，做爲可視化開發工具包，VTK也能夠與不少流行的GUI開發工具整合，好比MFC、Qt(題外話：Qt已經被Digia從諾基亞手中收購了，Qt如今的連接是：http://qt-project.org/，也有已經編譯好的版本：http://code.google.com/p/qt-msvc-installer/downloads/list直接下載安裝。可能由於大學課程裏會教授MFC的內容，一些非計算機專業的會偏向於採用MFC，我的以爲，對於非計算機專業而言，若是必定要選擇一種GUI工具作開發的話，建議用Qt，容易上手，學習週期短)、FLTK(http://www.fltk.org/，FLTK也是跨平臺的，是一種比較輕便的GUI工具，VTK官方發佈版本沒有提供對FLTK的接口，但能夠藉助類vtkFlRenderWindowInteractor，來實現VTK與FLTK的整合)等等，VTK的源碼目錄裏(VTK-5.10\Examples\GUI)包含有VTK與Qt、MFC、Tcl等工具的整合。考慮到VTK對Qt的特殊照顧(VTK提供了不少針對Qt的類能夠很是方便地與Qt整合)，以及Qt自身的一些性質(如易用性、跨平臺等)，咱們參考了VTK自帶的一些例子，給出了VTK與Qt整合的詳細步驟。

1.   CMakeLists.txt文件

咱們已經知道了VTK工程的管理是用CMake的，而Qt自身有qmake工具，若是對於一些小工程而言，單純的Qt程序用qmake來構建工程，確實很方便，但若是隨着工程複雜度的增長以及工程依賴其餘的函數庫時，使用CMake來管理工程或許是一個明智的選擇。並且隨着你對CMake語法的瞭解，你會發現用CMake來管理工程是一件很是棒的事情。

咱們先看看對於單純的Qt工程，怎麼來寫CMakeLists.txt腳本文件。

1.1 用CMake來管理Qt工程

官方對於這個話題給出的解釋在這裏。咱們引用一下這篇博文的圖，而後給出每句CMakeLists.txt腳本的註釋，結合這個圖以及腳本的註釋，相信你應該能明白了。

 

 

#---------------------------------------------- # 下面這兩行，沒什麼好解釋的 cmake_minimum_required( VERSION 2.8 ) project( YourProjectName )   #---------------------------------------------- # 下面這兩行，也沒什麼好解釋的 find_package( Qt4 REQUIRED ) include( ${QT_USE_FILE} )   #---------------------------------------------- # 程序全部源文件。<TODO:在此處添加源文件> # 定義變量Project_SRCS，其值爲所列的文件列表 SET( Project_SRCS     main.cpp   )   #---------------------------------------------- # 程序全部UI文件。<TODO:在此處添加UI文件> # 定義變量Project_UIS，其值爲所列的文件列表 SET( Project_UIS     YourQtWindows.ui )   #---------------------------------------------- # 全部包含Q_OBJECT的頭文件。<TODO:在此處添加頭文件> # 定義變量Project_MOC_HDRS，其值爲所列的文件列表 SET( Project_MOC_HDRS     YourQtProjectFiles.h )   #----------------------------------------------- # 經過Qt的uic.exe生成UI文件對應的ui_XXXX.h文件 # 將生成的ui_XXXX.h文件放在變量Project_UIS_H裏， # QT4_WRAP_UI就是幹這個事情。 QT4_WRAP_UI( Project_UIS_H ${Project_UIS} )   #----------------------------------------------- # 經過Qt的moc.exe生成包含Q_OBJECT的頭文件對應的 # moc_XXXX.cxx文件，將生成的moc_XXXX.cxx文件放在 # 變量Project_MOC_SRCS裏。QT4_WRAP_CPP就是幹這個事情。 QT4_WRAP_CPP( Project_MOC_SRCS ${Project_MOC_HDRS} )   #----------------------------------------------- # Qt的MOC和UIC程序生成的moc_XXXX.cxx和ui_XXXX.h # 等文件是存放在CMake的「Where to build the binaries" # 裏指定的目錄裏，因此必須都這些路徑包含進來。 INCLUDE_DIRECTORIES( ${Project_SOURCE_DIR}                      ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}                    )   #-----------------------------------------------                           # Qt程序若是有資源文件(*.qrc)，要包含資源文件， # 而後用Qt的rcc.exe生成相應的qrc_XXXX.cpp文件。 # QT4_ADD_RESOURCES就是幹這個事情。 SET( Project_RCCS YourProject.qrc) QT4_ADD_RESOURCES( Project_RCC_SRCS ${Project_RCCS})   #----------------------------------------------- # 根據程序的cpp文件、頭文件以及中間生成的ui_XXXX.h、 # moc_XXXX.cxx、qrc_XXXX.cxx等生成可執行文件，並連接 # Qt的動態庫(Qt的動態庫都定義在QT_LIBRARIES變量裏了) ADD_EXECUTABLE( YourProjectName                 ${Project_SRCS}                 ${Project_UIS_H}                 ${Project_MOC_SRCS}                 ${Project_RCC_SRCS}                                          ) TARGET_LINK_LIBRARIES ( YourProjectName ${QT_LIBRARIES} )

1.2 用CMake來管理Qt與VTK工程

咱們在上面的基礎上添加VTK相關的CMake腳本文件，以下：

#---------------------------------------------------------------------------------- cmake_minimum_required( VERSION 2.8 ) project( CombineQtAndVTK )   #---------------------------------------------------------------------------------- find_package( VTK REQUIRED ) find_package( Qt4 REQUIRED )   include( ${VTK_USE_FILE} ) include( ${QT_USE_FILE} )   #---------------------------------------------------------------------------------- SET( PROJECT_SRCS     main.cpp     ProjectMainWindow.cpp     )   SET( PROJECT_UIS     ProjectMainWindow.ui )   SET( PROJECT_MOC_HDRS   ProjectMainWindow.h )   #---------------------------------------------------------------------------------- QT4_WRAP_UI( PROJECT_UIS_H              ${PROJECT_UIS}            )   QT4_WRAP_CPP( PROJECT_MOC_SRCS               ${PROJECT_MOC_HDRS}             )   #---------------------------------------------------------------------------------- INCLUDE_DIRECTORIES( ${PROJECT_SOURCE_DIR}                      ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}                      ${VTK_DIR}                    )   ADD_EXECUTABLE( CombineQtAndVTK                 ${PROJECT_SRCS}                 ${PROJECT_UIS_H}                 ${PROJECT_MOC_SRCS}               )   TARGET_LINK_LIBRARIES ( CombineQtAndVTK   ${VTK_LIBRARIES}   QVTK   )

以上的腳本除了紅色字體標註的跟1.1註釋的不太像以外，其餘的都同樣，再也不解釋。

1.3 CMake腳本里增長工程環境變量的加載

不少非計算機專業的用戶在使用VTK進行編程時，常常會碰到相似下圖所示的一些錯誤。

 

碰到這樣的錯誤之後，可能不少用戶就不知道怎麼處理了，其實上面的提示信息已經寫得很是清楚了，就是缺乏「vtkCommon.dll」文件。可是又有人會說：個人電腦裏明明有這個文件存在啊，爲何會找不到呢？

通常的解決方法多是：

方法一：將缺乏的dll文件所有拷貝的工程的Debug或者Release目錄下(拷貝的時候要注意你編譯的VTK是Debug版本的仍是Release版本的，若是拷錯的話，又會出現其餘不可預知的錯誤了)。可是這個方法是你每建一個工程，運行工程以前得把缺乏的動態庫文件又要拷貝過去，若是你不嫌麻煩的話，能夠採用。

方法二：將缺乏的dll文件所有拷貝到Windows系統的目錄下，即C:\Windows\system32或者C:\Windows\system目錄下，這個方法是你拷貝一次，之後再基於你拷貝的VTK動態庫的工程運行的時候問題都解決了。但它一樣有一個問題，假如你電腦裏的VTK升級成別的版本，從新編譯了一份動態庫，或者是同時在你電腦裏編譯了好幾個版本的VTK，這個時候就有點凌亂了。

爲何這兩種方法均可以解決問題？原來動態編譯的程序在啓動的時候，會搜索程序所在的目錄以及系統環境變量PATH所列的目錄，若是這些目錄有該程序須要的動態庫時，就加載它們，若是沒有，就提示沒法加載相應動態庫的錯誤。

能夠在工程的CMakeLists.txt文件裏添加一些腳本，把系統的PATH環境變量做一些更改，在工程啓動以前加載這些環境變量。也就是(在工程的CMakeLists.txt最後添加)：

#----------------------------------------------------------------------------------- # Construct a list of paths containing runtime directories for project applications on Windows set(PROJECT_RUNTIME_PATH  "${VTK_LIBRARY_DIRS}/@VS_BUILD_TYPE@; ${CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY}/@VS_BUILD_TYPE@"     ) if(QT4_FOUND)   set(PROJECT_RUNTIME_PATH "${PROJECT_RUNTIME_PATH};${QT_LIBRARY_DIR}/../bin") endif()   include(CreateWindowsBatchScript.cmake)   # If we are under Windows, create two batch files which correctly # set up the environment for the application and for Visual Studio if(WIN32)   set(VS_SOLUTION_FILE "${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.sln")   foreach(VS_BUILD_TYPE debug release)     CreateWindowsBatchScript("${CMAKE_SOURCE_DIR}/StartVS.bat.in"       ${PROJECT_BINARY_DIR}/StartVS_${VS_BUILD_TYPE}.bat       ${VS_BUILD_TYPE})   endforeach() endif(WIN32)

 

以上的腳本也不是特別複雜，但提到了兩個文件：CreateWindowsBatchScript.cmake以及StartVS.bat.in。這兩個文件的內容分別是：

CreateWindowsBatchScript.cmake：

function(CreateWindowsBatchScript in out build_type)   if(VTK_DIR)     set(VTK_BIN_DIR "${VTK_DIR}/bin/${build_type}")   else()     set(VTK_BIN_DIR)   endif()     set(VS_BUILD_TYPE ${build_type})   configure_file(${in} ${out} @ONLY)   # substitute again   configure_file(${out} ${out} @ONLY) endfunction()

 

StartVS.bat.in：

@set CL=/D_CRT_SECURE_NO_DEPRECATE /D_CRT_NONSTDC_NO_DEPRECATE @set LINK=/LARGEADDRESSAWARE   PATH=@PROJECT_RUNTIME_PATH@;%PATH% "@VS_SOLUTION_FILE@"

 

將工程經過CMake的configure->generate之後，便可生成StartVS_debug.bat和StartVS_release.bat兩個腳本文件。若是你要編譯、運行Debug版本的工程，即雙擊StartVS_debug.bat文件打開對應的工程，同理，Release版本的也同樣。一旦按這種方式打開相應的工程，就不用再擔憂相似「沒法加載***.dll文件」的錯誤了。若是你的程序還增長了ITK等函數庫，也能夠照着上面的腳本做相應的修改。

注意：使用時將CreateWindowsBatchScript.cmake和StartVS.bat.in兩個文件與工程的CMakeLists.txt放在同一級目錄裏。即相似下圖的目錄結構：

 

2.   用QVTKWidget整合Qt&VTK

Qt與VTK的整合可使用VTK提供的類QVTKWidget，看這個類名就知道這個類其實就是一個Qt裏的Widget (QVTKWidget派生自QWidget)，因此能夠把它看成普通的Qt裏的Widget來使用，甚至能夠在Qt Designer裏像Qt的其餘標準控件同樣拖來拖去。

2.1 在Qt Designer裏集成

要實現QVTKWidget在Qt Designer裏像Qt的其餘標準控件同樣拖來拖去，須要把編譯生成的QVTKWidgetPlugin.dll/QVTKWidgetPlugin.lib(Release版本)複製到Qt的安裝目錄裏的plugins\designer目錄下。完了之後，你會在Qt Designer裏面看到以下的控件：

 

2.2 讀入一幅圖像，並在Qt界面上顯示

接下來，咱們來完成一個小功能，就是讀入一幅JPG圖像，而後在Qt界面上，用VTK來顯示。功能很是簡單，程序也很是簡單。上代碼：

ProjectMainWindow.h:

#ifndef Project_MainWindow_H #define Project_MainWindow_H   #include <QMainWindow> #include "ui_ProjectMainWindow.h"   #include <vtkSmartPointer.h>   class vtkImageViewer2; class vtkRenderer;     class ProjectMainWindow : public QMainWindow, public Ui::ProjectMainWindow {        Q_OBJECT   public:        ProjectMainWindow();        ~ProjectMainWindow();   private slots:        //響應打開圖像文件的槽函數        void onOpenSlot();   private:        vtkSmartPointer< vtkImageViewer2 > m_pImageViewer;        vtkSmartPointer< vtkRenderer > m_pRenderder; };   #endif

 

ProjectMainWindow.cpp:

#include "ProjectMainWindow.h"   #include <QFileDialog> #include <QDir>   #include <vtkRenderWindow.h> #include <vtkRenderer.h> #include <vtkImageViewer2.h> #include <QVTKWidget.h> #include <vtkJPEGReader.h> #include <vtkImageActor.h>   ProjectMainWindow::ProjectMainWindow() {        setupUi(this);          m_pImageViewer  = vtkSmartPointer< vtkImageViewer2 >::New();        m_pRenderder      = vtkSmartPointer< vtkRenderer >::New();          // 設置m_QVTKWidget的渲染器        m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->AddRenderer(m_pRenderder);          //鏈接打開的信號與相應的槽        connect( m_OpenAction, SIGNAL( triggered() ), this, SLOT( onOpenSlot() ) ); }   ProjectMainWindow::~ProjectMainWindow() { }   void ProjectMainWindow::onOpenSlot() {        QString filter;        filter = "JPEG p_w_picpath file (*.jpg *.jpeg)";          QDir dir;        QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName( this,                                   QString(tr("打開圖像")), dir.absolutePath() , filter );        if ( fileName.isEmpty() == true ) return;          // 支持帶中文路徑的讀取        QByteArray ba = fileName.toLocal8Bit();        const char *fileName_str = ba.data();          // 用vtkJPEGReader讀取JPG圖像        vtkSmartPointer<vtkJPEGReader> reader = vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>::New();        reader->SetFileName(fileName_str);          // 將reader的輸出做爲m_pImageViewer的輸入，並設置m_pImageViewer與渲染器m_pRenderer的關聯        m_pImageViewer->SetInput(reader->GetOutput());        m_pImageViewer->UpdateDisplayExtent();        m_pImageViewer->SetRenderWindow(m_QVTKWidget->GetRenderWindow());        m_pImageViewer->SetRenderer(m_pRenderder);        m_pImageViewer->SetupInteractor(m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->GetInteractor());        m_pImageViewer->SetSliceOrientationToXY(); //默認就是這個方向的        m_pImageViewer->GetImageActor()->InterpolateOff();        m_pRenderder->ResetCamera();        m_pRenderder->DrawOn();        m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->Render(); }

 

程序運行結果：

 

2.3 用vtkEventQtSlotConnect實現VTK事件與Qt槽的鏈接

類vtkEventQtSlotConnect能夠實現VTK的事件與Qt的槽函數的鏈接，VTK的事件主要在vtkCommand.h文件裏定義，包括鼠標單擊、鼠標雙擊、鼠標移動等等，如：

vtkCommand::ProgressEvent

vtkCommand::ErrorEvent

vtkCommand::WarningEvent

vtkCommand::PickEvent

vtkCommand::StartPickEvent

vtkCommand::EndPickEvent

vtkCommand::CharEvent

vtkCommand::KeyPressEvent

vtkCommand::KeyReleaseEvent

vtkCommand::LeftButtonPressEvent

vtkCommand::LeftButtonReleaseEvent

vtkCommand::MouseMoveEvent

……

具體的代碼實現：

private slots:        //響應鼠標移動的消息，實時輸出鼠標的當前位置        void updateCoords(vtkObject* obj);   private:        vtkEventQtSlotConnect* m_Connections;

源文件：

//構造函數裏：        m_Connections = vtkEventQtSlotConnect::New();        m_Connections->Connect(m_QVTKWidget->GetRenderWindow()->GetInteractor(),               vtkCommand::MouseMoveEvent,               this,               SLOT(updateCoords(vtkObject*)));   //槽函數的實現 void ProjectMainWindow::updateCoords(vtkObject* obj) {        // 獲取交互器        vtkRenderWindowInteractor* iren = vtkRenderWindowInteractor::SafeDownCast(obj);          // 獲取鼠標的當前位置        int event_pos[2];        iren->GetEventPosition(event_pos);          QString str;        str.sprintf("x=%d : y=%d", event_pos[0], event_pos[1]);        m_StatusBar->showMessage(str); }

程序運行結果：

 

示例代碼及該博文文檔下載地址：http://download.csdn.net/detail/www_doling_net/5137375

本文來源： http://blog.csdn.net/www_doling_net/article/details/8668870