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
  32 creaVtkHeartAngles::creaVtkHeartAngles()
  33 {
  34 }
  35
  36 creaVtkHeartAngles::~creaVtkHeartAngles()
  37 {
  38 }
  39
  40 vtkImageData* creaVtkHeartAngles::getAlphaImage ()
  41 {
  42         return alphaImage;
  43 }
  44
  45 vtkImageData* creaVtkHeartAngles::getBetaImage ()
  46 {
  47         return betaImage;
  48 };
  49
  50 double creaVtkHeartAngles::alpha (double P0a, double P0b,double P0c, double vx, double vy, double vz, double vxp, double vyp, double vzp)
  51 {
  52         double a=P0a,b=P0b,c=P0c;
  53         double x=vx,y=vy,z=vz;
  54         double xp=vxp,yp=vyp,zp=vzp;
  55         double alpha;
  56
  57         //Calcular el ángulo que forman las rectas, sabiendo sus vectores directores.
  58         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)) ) ));
  59
  60         alpha = (180 * acos(fabs(cosAlpha)))/M_PI;
  61         //std::cout << "Angulo Alpha: " << alpha << std::endl;
  62         double ent = floor(alpha);
  63         double al = alpha - ent;
  64         double min = al * 60;
  65         //std::cout << "minutos: " << min << std::endl;
  66         std::cout << "Grados: "<< ent <<" minutos: " << floor(min) << std::endl;
  67         return alpha;
  68 }
  69
  70 double creaVtkHeartAngles::beta (double P0a, double P0b,double P0c, double P3x, double P3y, double P3z, double P4x, double P4y, double P4z)
  71 {
  72         double a=P0a,b=P0b,c=P0c;
  73         double x=P3x,y=P3y,z=P3z;
  74         double xp=P4x,yp=P4y,zp=P4z;
  75         double beta;
  76
  77         //Calcular el ángulo que forman las rectas, sabiendo sus vectores directores.
  78         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)) ) ));
  79
  80         beta = (180 * acos(fabs(cosBeta)))/M_PI;
  81         //std::cout << "Angulo Beta: " << beta << std::endl;
  82         double ent = floor(beta);
  83         double al = beta - ent;
  84         double min = al * 60;
  85         //std::cout << "minutos: " << min << std::endl;
  86         std::cout << "Grados: "<< ent <<" minutos: " << floor(min) << std::endl;
  87         return beta;
  88 }
  89
  90 double * creaVtkHeartAngles::vectorProjection (double plX, double plY, double plZ, double nX, double nY, double nZ, double vX, double vY, double vZ)
  91 {
  92         //punto del plano
  93         double plx=plX, ply=plY, plz=plZ;
  94         //normalPlano
  95         double nx=nX, ny=nY, nz=nZ;
  96         //vector V
  97         double vx=vX, vy=vY, vz=vZ;
  98
  99         //distancia del punto al plano
 100         double dist;
 101         //vector proyectado
 102         double vpx, vpy, vpz;
 103         double proj [3];
 104
 105         dist = ply - vy;
 106         //std::cout << dist << std
 107         vpx = vx - (dist * nx);
 108         vpy = vy - (dist * ny);
 109         vpz = vz - (dist * nz);
 110
 111         proj[0]=vpx;
 112         proj[1]=vpy;
 113         proj[2]=vpz;
 114
 115         return proj;
 116 }
 117
 118 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)
 119 {
 120         double puntoCorte[3];
 121
 122         double Plx1 = plx1, Ply1 = ply1, Plz1 = plz1, Plx2 = plx2, Ply2 = ply2, Plz2 = plz2, Plx3 = plx3, Ply3 = ply3, Plz3 = plz3;
 123         double Px1 = px1, Py1 = py1, Pz1 = pz1, Px2 = px2, Py2 = py2, Pz2 = pz2;
 124
 125         //Calculo del plano
 126
 127         double aX = ((Ply2-Ply1)*(Plz3-Plz1)-(Ply3-Ply1)*(Plz2-Plz1));
 128         double a = (Plx1)*((Ply2-Ply1)*(Plz3-Plz1)-(Ply3-Ply1)*(Plz2-Plz1));
 129
 130         double bX = ((Plx2-Plx1)*(Plz3-Plz1)-(Plx3-Plx1)*(Plz2-Plz1));
 131         double b = (Ply1)*((Plx2-Plx1)*(Plz3-Plz1)-(Plx3-Plx1)*(Plz2-Plz1));
 132
 133         double cX = ((Plx2-Plx1)*(Ply3-Ply1)-(Plx3-Plx1)*(Ply2-Ply1));
 134         double c = (Plz1)*((Plx2-Plx1)*(Ply3-Ply1)-(Plx3-Plx1)*(Ply2-Ply1));
 135
 136         double r = a + b + c;
 137         std::cout << "ecuacion: " << aX << "," << a << "," << bX << "," << b << "," << cX << "," << c << std::endl;
 138         std::cout << "r: " << r << std::endl;
 139
 140         //Calculo del vector director
 141
 142         double vdirx = Px2 - Px1;
 143         double vdiry = Py2 - Py1;
 144         double vdirz = Pz2 - Pz1;
 145
 146         std::cout << "vdirx: " << vdirx << " vdiry: " << vdiry << " vdirz: " << vdirz << std::endl;
 147
 148         //Se igualan las formulas del plano y la recta
 149         //x=Px1+vdirx, y=Py1+vdiry, z=Pz1+vdirz
 150
 151         double eRes = aX*Px1 + bX*Py1 + cX*Pz1;
 152         double eResT = aX*vdirx + bX*vdiry + cX*vdirz;
 153         std::cout << "eRes: " << eRes << " eResT: " << eResT << std::endl;
 154         //Calculo del punto solucion
 155         if(eResT == 0){
 156                 std::cout << "Soluciones infinitas... " << std::endl;
 157         }
 158         else {
 159                 double t = (((-1)*eRes)-r)/eResT;
 160
 161                 double Px = Px1 + (t * vdirx);
 162                 double Py = Py1 + (t * vdiry);
 163                 double Pz = Pz1 + (t * vdirz);
 164
 165                 std::cout << "px: " << Px << " py: " << Py << " pz: " << Pz << std::endl;
 166
 167                 puntoCorte[0] = Px;
 168                 puntoCorte[1] = Py;
 169                 puntoCorte[2] = Pz;
 170         }
 171         return puntoCorte;
 172 }
 173
 174 void creaVtkHeartAngles::calculateImages (vtkImageData* image, double Px, double Py, double Pz, double Vx, double Vy, double Vz, double Nx, double Ny, double Nz, double p2x, double p2y, double p2z)
 175 {
 176         alphaImage = image;
 177   alphaImage->SetExtent( image->GetExtent() );
 178   alphaImage->SetOrigin( image->GetOrigin() );
 179   alphaImage->SetSpacing( image->GetSpacing() );
 180   alphaImage->SetScalarTypeToUnsignedChar();
 181   alphaImage->SetNumberOfScalarComponents( image->GetNumberOfScalarComponents() );
 182   alphaImage->AllocateScalars();
 183
 184         betaImage = image;
 185   betaImage->SetExtent( image->GetExtent() );
 186   betaImage->SetOrigin( image->GetOrigin() );
 187   betaImage->SetSpacing( image->GetSpacing() );
 188   betaImage->SetScalarTypeToUnsignedChar();
 189   betaImage->SetNumberOfScalarComponents( image->GetNumberOfScalarComponents() );
 190   betaImage->AllocateScalars();
 191
 192         unsigned char* pPix;
 193         pPix = (unsigned char*)image->GetScalarPointer();
 194         double a;
 195         double b;
 196
 197         for( int i = 0 ; i < image->GetExtent()[1] ; i++ )
 198   {
 199     for( int j = 0 ; j < image->GetExtent()[3] ; j++ )
 200         {
 201                         for( int k = 0 ; k < image->GetExtent()[5] ; k++ )
 202                 {
 203                         unsigned char* pPix = (unsigned char *)image->GetScalarPointer( i , j , k );
 204                         int p1 = pPix[0];
 205                         int p2 = pPix[1];
 206                         int p3 = pPix[2];
 207
 208                         double* vecProj;
 209                         vecProj = vectorProjection (Px, Py, Pz,
 210                                                                                                                                         Nx, Ny, Nz,
 211                                                                                                                                         p1, p2, p3);
 212                         a = alpha (Px, Py, Pz,
 213                                                            p1, p2, p3,
 214                                                            vecProj[0], vecProj[1], vecProj[2]);
 215
 216                         b = beta  (Px, Py, Pz,
 217                                                            p2x, p2y, p2z,
 218                                                            vecProj[0], vecProj[1], vecProj[2]);
 219
 220                         unsigned char *zPtr1 = (unsigned char *) alphaImage->GetScalarPointer( i , j , k );
 221                         *zPtr1 = a;
 222                         unsigned char *zPtr2 = (unsigned char *) betaImage->GetScalarPointer( i , j , k );
 223                         *zPtr2 = b;
 224                         }
 225         }
 226   }
 227 }
 228
 229
 230