lib/creaVtk/creaVtkHeartAngles.cpp

   1 /*
   2 # ---------------------------------------------------------------------
   3 #
   4 # Copyright (c) CREATIS (Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image
   5 #                        pour la Sante)
   6 # Authors : Eduardo Davila, Frederic Cervenansky, Claire Mouton
   7 # Previous Authors : Laurent Guigues, Jean-Pierre Roux
   8 # CreaTools website : www.creatis.insa-lyon.fr/site/fr/creatools_accueil
   9 #
  10 #  This software is governed by the CeCILL-B license under French law and
  11 #  abiding by the rules of distribution of free software. You can  use,
  12 #  modify and/ or redistribute the software under the terms of the CeCILL-B
  13 #  license as circulated by CEA, CNRS and INRIA at the following URL
  14 #  http://www.cecill.info/licences/Licence_CeCILL-B_V1-en.html
  15 #  or in the file LICENSE.txt.
  16 #
  17 #  As a counterpart to the access to the source code and  rights to copy,
  18 #  modify and redistribute granted by the license, users are provided only
  19 #  with a limited warranty  and the software's author,  the holder of the
  20 #  economic rights,  and the successive licensors  have only  limited
  21 #  liability.
  22 #
  23 #  The fact that you are presently reading this means that you have had
  24 #  knowledge of the CeCILL-B license and that you accept its terms.
  25 # ------------------------------------------------------------------------
  26 */
  27
  28 #include "creaVtkHeartAngles.h"
  29 #include <math.h>
  30 #include <iostream>
  31 #include "vtkDoubleArray.h"
  32 #include "vtkStructuredPoints.h"
  33 #include "vtkPointData.h"
  34 #include "vtkDataArray.h"
  35
  36 creaVtkHeartAngles::creaVtkHeartAngles()
  37 {
  38 }
  39
  40 creaVtkHeartAngles::~creaVtkHeartAngles()
  41 {
  42 }
  43
  44 vtkImageData* creaVtkHeartAngles::getAlphaImage ()
  45 {
  46         return alphaImage;
  47 }
  48
  49 vtkImageData* creaVtkHeartAngles::getBetaImage ()
  50 {
  51         return betaImage;
  52 };
  53
  54 double creaVtkHeartAngles::alpha (double P0a, double P0b,double P0c, double vx, double vy, double vz, double vxp, double vyp, double vzp)
  55 {
  56         double a=P0a,b=P0b,c=P0c;
  57         double x=vx,y=vy,z=vz;
  58         double xp=vxp,yp=vyp,zp=vzp;
  59         double alpha;
  60
  61         //Calcular el ángulo que forman las rectas, sabiendo sus vectores directores.
  62         double cosAlpha = ( ( (x-a)*(xp-a) )+( (y-b)*(yp-b) )+( (z-c)*(zp-c) ) )/sqrt((( (pow(x,2.0)-pow(a,2.0)) + (pow(y,2.0)-pow(b,2.0)) + (pow(z,2.0)-pow(c,2.0)) )*( (pow(xp,2.0)-pow(a,2.0)) + (pow(yp,2.0)-pow(b,2.0)) + (pow(zp,2.0)-pow(c,2.0)) ) ));
  63
  64         alpha = (180 * acos(fabs(cosAlpha)))/M_PI;
  65         //std::cout << "Angulo Alpha: " << alpha << std::endl;
  66         double ent = floor(alpha);
  67         double al = alpha - ent;
  68         double min = al * 60;
  69         //std::cout << "minutos: " << min << std::endl;
  70         //std::cout << "Alpha grados: "<< ent <<" minutos: " << floor(min) << " cos: " << cosAlpha << std::endl;
  71         return alpha;
  72 }
  73
  74 double creaVtkHeartAngles::beta (double P0a, double P0b,double P0c, double P3x, double P3y, double P3z, double P4x, double P4y, double P4z)
  75 {
  76         double a=P0a,b=P0b,c=P0c;
  77         double x=P3x,y=P3y,z=P3z;
  78         double xp=P4x,yp=P4y,zp=P4z;
  79         double beta;
  80
  81         //Calcular el ángulo que forman las rectas, sabiendo sus vectores directores.
  82         double cosBeta = ( ( (x-a)*(xp-a) )+( (y-b)*(yp-b) )+( (z-c)*(zp-c) ) )/sqrt((( (pow(x,2.0)-pow(a,2.0)) + (pow(y,2.0)-pow(b,2.0)) + (pow(z,2.0)-pow(c,2.0)) )*( (pow(xp,2.0)-pow(a,2.0)) + (pow(yp,2.0)-pow(b,2.0)) + (pow(zp,2.0)-pow(c,2.0)) ) ));
  83
  84         beta = (180 * acos(fabs(cosBeta)))/M_PI;
  85         //std::cout << "Angulo Beta: " << beta << std::endl;
  86         double ent = floor(beta);
  87         double al = beta - ent;
  88         double min = al * 60;
  89         //std::cout << "minutos: " << min << std::endl;
  90         //std::cout << "Beta grados: "<< ent <<" minutos: " << floor(min) << " cos: " << cosBeta << std::endl;
  91         return beta;
  92 }
  93
  94 double * creaVtkHeartAngles::vectorProjection (double nX, double nY, double nZ, double vX, double vY, double vZ)
  95 {
  96
  97         //normalPlano
  98         double nx=nX, ny=nY, nz=nZ;
  99         //vector V
 100         double vx=vX, vy=vY, vz=vZ;
 101
 102         //vector proyectado
 103         double proj [3];
 104
 105         proj[0]= vX - (nX*vX);
 106         proj[1]= vY - (nY*vY);
 107         proj[2]= vZ - (nZ*vZ);
 108
 109         return proj;
 110 }
 111
 112 double *creaVtkHeartAngles::intersectionPlaneLine(double plx1, double ply1, double plz1, double plx2, double ply2, double plz2, double plx3, double ply3, double plz3, double px1, double py1, double pz1,double px2, double py2, double pz2)
 113 {
 114         double puntoCorte[3];
 115
 116         double Plx1 = plx1, Ply1 = ply1, Plz1 = plz1, Plx2 = plx2, Ply2 = ply2, Plz2 = plz2, Plx3 = plx3, Ply3 = ply3, Plz3 = plz3;
 117         double Px1 = px1, Py1 = py1, Pz1 = pz1, Px2 = px2, Py2 = py2, Pz2 = pz2;
 118
 119         //Calculo del plano
 120
 121         double aX = ((Ply2-Ply1)*(Plz3-Plz1)-(Ply3-Ply1)*(Plz2-Plz1));
 122         double a = (Plx1)*((Ply2-Ply1)*(Plz3-Plz1)-(Ply3-Ply1)*(Plz2-Plz1));
 123
 124         double bX = ((Plx2-Plx1)*(Plz3-Plz1)-(Plx3-Plx1)*(Plz2-Plz1));
 125         double b = (Ply1)*((Plx2-Plx1)*(Plz3-Plz1)-(Plx3-Plx1)*(Plz2-Plz1));
 126
 127         double cX = ((Plx2-Plx1)*(Ply3-Ply1)-(Plx3-Plx1)*(Ply2-Ply1));
 128         double c = (Plz1)*((Plx2-Plx1)*(Ply3-Ply1)-(Plx3-Plx1)*(Ply2-Ply1));
 129
 130         double r = a + b + c;
 131         std::cout << "ecuacion: " << aX << "," << a << "," << bX << "," << b << "," << cX << "," << c << std::endl;
 132         std::cout << "r: " << r << std::endl;
 133
 134         //Calculo del vector director
 135
 136         double vdirx = Px2 - Px1;
 137         double vdiry = Py2 - Py1;
 138         double vdirz = Pz2 - Pz1;
 139
 140         std::cout << "vdirx: " << vdirx << " vdiry: " << vdiry << " vdirz: " << vdirz << std::endl;
 141
 142         //Se igualan las formulas del plano y la recta
 143         //x=Px1+vdirx, y=Py1+vdiry, z=Pz1+vdirz
 144
 145         double eRes = aX*Px1 + bX*Py1 + cX*Pz1;
 146         double eResT = aX*vdirx + bX*vdiry + cX*vdirz;
 147         std::cout << "eRes: " << eRes << " eResT: " << eResT << std::endl;
 148         //Calculo del punto solucion
 149         if(eResT == 0){
 150                 std::cout << "Soluciones infinitas... " << std::endl;
 151         }
 152         else {
 153                 double t = (((-1)*eRes)-r)/eResT;
 154
 155                 double Px = Px1 + (t * vdirx);
 156                 double Py = Py1 + (t * vdiry);
 157                 double Pz = Pz1 + (t * vdirz);
 158
 159                 std::cout << "px: " << Px << " py: " << Py << " pz: " << Pz << std::endl;
 160
 161                 puntoCorte[0] = Px;
 162                 puntoCorte[1] = Py;
 163                 puntoCorte[2] = Pz;
 164         }
 165         return puntoCorte;
 166 }
 167
 168 void creaVtkHeartAngles::calculateImages (vtkImageData* image, double Px, double Py, double Pz, double Nx, double Ny, double Nz, double p2x, double p2y, double p2z)
 169 {
 170 std::cout << "CFT creaVtkHeartAngles::calculateImages Start"<<std::endl;
 171
 172         alphaImage = vtkImageData::New();
 173   alphaImage->SetExtent( image->GetExtent() );
 174   alphaImage->SetOrigin( image->GetOrigin() );
 175   alphaImage->SetSpacing( image->GetSpacing() );
 176   alphaImage->SetScalarTypeToUnsignedChar();
 177   alphaImage->SetNumberOfScalarComponents( image->GetNumberOfScalarComponents() );
 178   alphaImage->AllocateScalars();
 179
 180         int ext[6];
 181         image->GetWholeExtent(ext);
 182         int dim[3];
 183   dim[0]=ext[1]-ext[0]+1;
 184   dim[1]=ext[3]-ext[2]+1;
 185   dim[2]=ext[5]-ext[4]+1;
 186
 187         std::cout<<"dim0 "<<dim[0]<<" dim1 "<<dim[1]<<" dim2 "<<dim[2]<<std::endl;
 188
 189         betaImage = vtkImageData::New();
 190   betaImage->SetExtent( image->GetExtent() );
 191   betaImage->SetWholeExtent( image->GetWholeExtent() );
 192   betaImage->SetOrigin( image->GetOrigin() );
 193   betaImage->SetSpacing( image->GetSpacing() );
 194   betaImage->SetScalarTypeToUnsignedChar();
 195   betaImage->SetNumberOfScalarComponents( image->GetNumberOfScalarComponents() );
 196   betaImage->AllocateScalars();
 197
 198         unsigned char* pPix;
 199         pPix = (unsigned char*)image->GetScalarPointer();
 200         double a;
 201         double b;
 202
 203         int numberOfPoints = dim[0]*dim[1]*dim[2];
 204
 205         vtkDoubleArray *array;
 206   array = (vtkDoubleArray*) image->GetPointData()->GetVectors();
 207         //for(int i = 0 ; i < 8600 ; i++) {
 208         //              std::cout<<" arreglo #"<< i << " "<< array->GetValue(i)<<" tuple3 "<< array->GetTuple3(i)[0]<<"  "<< array->GetTuple3(i)[1]<<"  "<<array->GetTuple3(i)[2]<< std::endl;
 209         //}
 210
 211         int i, j, k;
 212         int numTuple=0;
 213
 214
 215         for( i = 0 ; i < dim[0] ; i++ )
 216   {
 217     for( j = 0 ; j < dim[1] ; j++ )
 218         {
 219                         for( k = 0 ; k < dim[2] ; k++ )
 220                 {
 221                         //unsigned char* pPix = (unsigned char *)image->GetScalarPointer( i , j , k );
 222
 223                         double p1 = array->GetTuple3(numTuple)[0];
 224                         double p2 = array->GetTuple3(numTuple)[1];
 225                         double p3 = array->GetTuple3(numTuple)[2];
 226                         numTuple++;
 227
 228                         //std::cout << " p1: " << p1 << " p2: " << p2 <<" p3: " << p3 << std::endl;
 229                         //std::cout << " Px: " << Px << " Py: " << Py <<" Pz: " << Pz << std::endl;
 230                         //std::cout << " p2x: " << p2x << " p2y: " << p2y <<" p2z: " << p2z << std::endl;
 231
 232                         double* vecProj;
 233                         vecProj = vectorProjection (Nx, Ny, Nz,
 234                                                                                                                                         p1, p2, p3);
 235                         //std::cout << " vecProj[0]: " << vecProj[0] << " vecProj[1]: " << vecProj[1] <<" vecProj[2]: " << vecProj[2] << std::endl;
 236                         a = alpha (Px, Py, Pz,
 237                                                            p1, p2, p3,
 238                                                            vecProj[0], vecProj[1], vecProj[2]);
 239
 240                         b = beta  (Px, Py, Pz,
 241                                                            p2x, p2y, p2z,
 242                                                            vecProj[0], vecProj[1], vecProj[2]);
 243                         //std::cout << " a: " << a << " b: " << b << std::endl;
 244                         unsigned char *zPtr1 = (unsigned char *) alphaImage->GetScalarPointer( i , j , k );
 245                         *zPtr1 = (unsigned char)a;
 246                         unsigned char *zPtr2 = (unsigned char *) betaImage->GetScalarPointer( i , j , k );
 247                         *zPtr2 = (unsigned char)b;
 248                         } //for k
 249         } // for j
 250   } // for i
 251
 252
 253 std::cout << "CFT creaVtkHeartAngles::calculateImages End"<<std::endl;
 254 }
 255
 256
 257