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ITK-VTK Viewer：基于ITK.js和VTK.js的2D/3D网页图像、网格及点集合显示工具

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简介：
ITK-VTK Viewer是一个利用ITK.js与VTK.js技术开发的在线可视化工具，专为展示二维和三维医学影像数据、网格模型及点云集合而设计。 ITK/VTK Viewer是一款开源软件系统，用于医学及科学图像、网格与点集的可视化处理。若发现错误或有改进意见，请按照要求提交报告。 如果您拥有补丁程序，请查阅相关文档后再提出请求。通常情况下，ITK/VTK Viewer力求实现跨平台兼容性，并且已经在以下配置中进行了测试并确认可以正常运行： - 节点8+与NPM 5+ - 浏览器：Firefox 45+, Chrome 50+, Safari 9.1+ 有关入门指南、高级文档和API描述，请参考相应资料。 对于有意贡献的用户，相关说明请参阅相应的指引文件。ITK/VTK Viewer依据OSI认可的BSD 3条款许可进行分发。

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  • ITK-VTK Viewer：基于ITK.js和VTK.js的2D/3D网页图像、网格及点集合显示工具
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    ITK-VTK Viewer是一个利用ITK.js与VTK.js技术开发的在线可视化工具，专为展示二维和三维医学影像数据、网格模型及点云集合而设计。 ITK/VTK Viewer是一款开源软件系统，用于医学及科学图像、网格与点集的可视化处理。若发现错误或有改进意见，请按照要求提交报告。 如果您拥有补丁程序，请查阅相关文档后再提出请求。通常情况下，ITK/VTK Viewer力求实现跨平台兼容性，并且已经在以下配置中进行了测试并确认可以正常运行： - 节点8+与NPM 5+ - 浏览器：Firefox 45+, Chrome 50+, Safari 9.1+ 有关入门指南、高级文档和API描述，请参考相应资料。 对于有意贡献的用户，相关说明请参阅相应的指引文件。ITK/VTK Viewer依据OSI认可的BSD 3条款许可进行分发。
     
  • 基于ITK-VTK的DICOM图像显示与信息提取
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    本研究基于ITK和VTK开发了DICOM医学影像处理系统，实现了图像的高效显示及关键信息自动提取功能，为临床诊断提供有力支持。 ### 基于ITK_VTK的DICOM图像显示及信息提取 #### 一、引言 随着医学成像技术的发展，数字影像与通信系统（PACS）以及医院信息系统（HIS）在医疗机构中的应用日益广泛。为了确保不同医疗设备间的数据传输和兼容性，DICOM标准应运而生。该标准不仅定义了图像数据的存储格式，还包括了大量的患者信息和其他元数据。本段落探讨如何利用ITK (Insight Segmentation and Registration Toolkit) 和 VTK (Visualization Toolkit) 这两个开源库来实现DICOM图像显示及其包含的信息提取。 #### 二、DICOM文件格式简介 DICOM是一种专用于医学影像的标准存储格式，除了图像本身的数据外，还包含了患者的个人信息、检查日期和设备型号等元数据。这些信息对于临床诊断至关重要，因为它们提供了必要的上下文。一个典型的DICOM文件由两部分组成：文件头（包含所有元数据）以及实际的图像像素值。 #### 三、ITK与VTK简介 - **ITK** (Insight Segmentation and Registration Toolkit) 是一款开源软件库，专注于医学影像处理和分析中的分割及配准任务。它提供了一系列高级算法。 - **VTK** (Visualization Toolkit) 则是一个开放源代码的图形库，支持3D计算机图形学、图像处理以及可视化功能。 #### 四、基于VTK与ITK实现DICOM图像显示 1. **使用VTK进行DICOM图像显示** - `vtkDICOMImageReader`类可以直接读取并解析DICOM文件。它自动加载元数据和像素值。 - 可以利用`vtkImageViewer`或`vtkImageSlice`来展示已加载的影像，并通过调整窗口级别（window level）优化对比度与亮度。 2. **使用ITK进行DICOM图像显示** - ITK中，借助GDCM库读取DICOM文件。然后用`itk::ImageFileReader`类读取文件，再利用`itk::RescaleIntensityImageFilter`调整强度，并最终通过VTK展示。 #### 五、基于VTK与ITK实现DICOM信息提取 1. **使用VTK进行元数据获取** - `vtkDICOMImageReader`不仅能读取图像像素值，还能访问文件头中的元数据。例如调用`GetPatientName()`或`GetStudyDate()`等函数来获取所需的信息。 2. **使用ITK进行元数据提取** - 虽然ITK主要关注于图像处理，但通过利用`itk::MetaDataObject`可以读取DICOM文件中的各种元信息。例如可以通过特定键值对如`0010|0010`来获取患者姓名。 #### 六、结论 借助ITK和VTK这两个强大的开源库，开发人员可以在不深入理解DICOM标准的情况下实现图像的显示及信息提取功能。这不仅简化了程序设计流程，并且提高了软件质量。对于希望在应用程序中集成DICOM影像处理的研究者与开发者而言，这是一个理想的解决方案。未来可以进一步研究如何利用这些工具提高图像处理速度和效率以及更好地使用元数据进行高级分析。
     
  • 基于VTK的点云显示与构网（包括2D、3D Delaunay三角网和TIN），含详细代码注释及示例数据
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    本项目提供使用VTK库实现点云二维及三维Delaunay三角剖分与不规则三角网(TIN)的展示，附带详尽注释代码及配套数据集。 基于VTk的点云显示及构网（包括二维、三维以及TEN的Delaunay Tin）。文档包含详细的代码注释和实例数据。
     
  • 在线3D Viewer示例：网页中展示3D模型
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    本在线3D Viewer示例展示了如何在网页中嵌入并显示三维模型。用户无需额外插件即可交互式地旋转、缩放和查看各种格式的3D文件，实现沉浸式的视觉体验。 Online3DViewer是一个免费的开源3D web解决方案，支持多种3D文件格式（截至2023年已支持18种）。这是安装和使用的入门文档。
     
  • Mesh Viewer：一个小型的3D显示工具
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    Mesh Viewer是一款小巧实用的三维模型查看软件，用户可以轻松浏览和分析各种3D模型数据，适用于设计、工程等领域。 Mesh Viewer 是一款小巧且功能强大的3D图形显示软件，专为查看和处理各种3D模型而设计。它拥有直观的用户界面以及高效的功能，使用户能够轻松地打开并浏览多种格式的3D文件，如PLY 和 OBJ 文件。 本段落将深入探讨 Mesh Viewer 的核心特性、适用场景及有关 3D 文件格式的知识。这款软件具备加载和显示三维网格（mesh）数据的能力，这些数据通常由多边形面片组成，并用于构建复杂的3D模型。用户可以通过旋转、平移以及缩放视角来全方位地观察模型。此外，Mesh Viewer 还支持调整光照、材质及纹理等设置，以便更好地理解并分析模型的细节。 PLY（Polygon File Format）和 OBJ（Wavefront Object）是常见的 3D 文件格式，在多个领域如 3D 建模、游戏开发以及科学研究中广泛应用。PLY 格式最初由斯坦福大学研发，可以以 ASCII 或二进制形式存储几何数据，包括顶点、面片及颜色信息等。而 OBJ 则是由 Autodesk 开发的文本段落件格式，包含模型的所有必要元素如顶点坐标和纹理贴图，并支持在一个文件中定义多个物体。 使用 Mesh Viewer 查看这些 3D 模型可以为设计师提供便利，在完成建模后快速预览并检查细节；科研人员也可借助它来可视化实验数据。此外，Mesh Viewer 基于 Qt4 库开发，这是一款跨平台的 C++ 开发框架，提供了丰富的用户界面组件和网络、数据库等功能支持。 作为开源软件，Mesh Viewer 享有活跃社区的支持与持续更新维护的机会。这意味着用户可以根据自身需求对其进行定制修改或贡献代码以增强其功能及性能表现。 总之，Mesh Viewer 是一款实用且高效的3D模型查看工具，能够处理多种格式的3D文件（如PLY和OBJ）。它基于Qt4框架开发，提供跨平台支持，在不同操作系统上运行稳定。对于从事 3D 建模、科学研究以及软件工程的人来说，Mesh Viewer 成为了不可或缺的重要辅助工具，帮助他们更有效地理解和展示复杂的三维模型数据结构。随着不断的改进与社区的支持，Mesh Viewer 在3D可视化领域将发挥更大的作用。
     
  • 基于VTK的三维点云显示.py
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    本Python脚本利用VTK库实现三维点云数据的可视化，适用于科研和工程中的3D模型展示与分析。 在网上很少能找到关于使用python-vtk进行三维可视化的资源，因此我分享一下自己编写的内容，仅供参考！这段代码利用了python-vtk的三维可视化模块来读取txt格式的点云数据，并显示出来，可以使用鼠标进行交互。
     
  • VTK-JS：网页可视化工具包
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    VTK-js是基于JavaScript的库，用于在Web平台上实现高性能的3D科学和医学数据可视化，支持广泛的文件格式和交互操作。 VTK（Visualization Toolkit）是一个开源软件系统，用于图像处理、三维图形绘制及可视化工作。它包含了许多高级算法如表面重建、隐式建模和抽取技术以及渲染技巧例如硬件加速的体积渲染与LOD控制等。 JavaScript版本虽然只是C++库的一个子集，但正在努力将本地VTK代码移植或编译为WebAssembly以实现更好的融合。vtk.js则是完全用纯JavaScript（ES6）重写的VTK系统，并非所有功能都已经完成重构工作。 最初由Prentice Hall出版的教科书《Visualization Toolkit：面向对象方法的三维图形》是VTK的起源，目前该书籍已由Kitware公司发行至第三版。自1994年首次发布以来，VTK已经发展成为一个拥有全球用户的系统，在商业、学术和研究领域均有广泛应用。 vtk.js的目标就是成为VTK的一个子集，并通过WebGL提供三维渲染服务。
     
  • 3D模型在网页上的显示示例
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    本页面展示了如何在网页中嵌入和展示3D模型，涵盖了几种主流的3D格式及其实现技术，帮助开发者轻松集成沉浸式视觉内容。 网页3D模型显示实例主要基于WebGL技术和Three.js库实现。Three.js是一个用于在浏览器中渲染3D图形的JavaScript库，它极大地简化了WebGL的使用，使得开发者无需深入理解底层图形编程就能创建复杂的3D场景。在这个实例中，我们看到了如何通过Three.js加载和展示3D模型。 WebGL是一种允许在任何兼容的Web浏览器中进行硬件加速的3D图形渲染的技术，并且不需要插件支持。它是基于OpenGL标准设计的一种JavaScript API，为Web环境进行了优化，确保跨平台和设备的一致性表现。而Three.js作为WebGL的一个高级封装库，则提供了丰富的功能及易用的API接口，包括几何体创建、纹理映射、光照处理以及相机控制等。 在这个实例中，开发者可能已经构建了一个场景（Scene）、一个相机（Camera）以及一个渲染器（Renderer），以负责显示3D内容。其中，相机作为观察3D世界的窗口，而渲染器则将场景中的对象绘制到画布上。为了加载不同格式的3D模型文件——例如OBJ、GLTF等——Three.js提供了一系列专门的加载器（Loader）。这些加载器会异步读取文件，并解析和转换为Three.js可以理解和显示的对象。 关于“不能加载大型模型”的问题，可能是因为内存或计算资源限制，或者相关加载器尚未进行足够的优化。对于大规模模型来说，通常需要采用LOD (Level of Detail) 技术来动态调整细节级别，降低内存占用及渲染开销。 在实际应用中为了提升用户体验，开发者可以考虑以下几点： 1. **性能优化**：使用高效的模型格式（如GLTF），对模型进行压缩或简化以减少多边形数量，并且优化纹理贴图。 2. **交互性**：添加鼠标或触摸事件使用户能够旋转、缩放和移动3D模型。 3. **光照与阴影效果**：设置合适的光源，模拟真实世界中的光效增强视觉真实性。 4. **动画支持**：如果模型包含动作序列，则可以利用Three.js的动画系统来播放这些动态变化。 5. **纹理及材质应用**：通过添加不同类型的材料（如金属、塑料或玻璃）和使用纹理映射技术，增加3D对象的真实感。 此外，在开发过程中还需要注意处理浏览器兼容性和错误情况，确保程序能够在各种环境下正常运行。对于那些不熟悉Three.js的用户而言，则可以通过评论区进行交流以共同提高技术水平。这个实例是学习WebGL及Three.js的良好起点，并能帮助初学者快速掌握如何在网页中显示3D模型的方法。
     
  • 基于SVG的网页绘图工具
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    基于SVG的网页绘图工具是一款利用可缩放矢量图形技术开发的应用程序，用户可以通过它轻松地在网页上绘制高质量、高效率且易于编辑和分享的图像。 SVG（Scalable Vector Graphics）是一种用于Web上创建高质量图形的标准格式。它采用XML语言来允许开发者在网页环境中绘制、编辑和操作复杂的线条、形状、文本等元素，因为是矢量图像，所以可以无限制地放大而不失真。这对于需要适应不同分辨率与屏幕尺寸的现代网站设计来说至关重要。 基于SVG的WEB绘图工具通常提供一系列功能，使非技术人员也能通过拖放或绘制等方式创建图形，并具备以下特点： 1. **编辑能力**：用户可以通过直观界面添加、删除和修改如线条、曲线等元素。 2. **样式设置**：能够设定颜色填充、边框宽度与透明度等属性，甚至可以使用渐变色或图案进行装饰。 3. **图层管理**：支持多层级操作以帮助整理复杂的图形结构。 4. **文本处理**：允许在SVG中插入并调整字体大小和对齐方式的文本内容。 5. **动画效果**：通过关键帧技术为元素添加动态展示，增强交互体验。 6. **导出与分享功能**：支持将SVG文件转换成其他格式（如PNG、JPEG）以便于发布到网站或应用中使用。 7. **用户互动性**：结合JavaScript可以实现点击事件和悬停效果等行为。 8. **响应式设计适应能力**：确保图形在各种设备上都能正常显示，非常适合当前流行的自适应网页布局趋势。 9. **源代码编辑功能**：具备编程知识的使用者可以直接修改SVG文件来获得更精确的效果。 开发这类工具时需要掌握的技术包括HTML、CSS和JavaScript（可利用D3.js或Snap.svg等库），以及如何使用这些技术与SVG结合实现图形渲染。通过研究示例项目，开发者能够学习到生成图形逻辑的设计思路及用户交互的实现场景，并且了解到将SVG集成进网页其他部分的方法。 基于SVG的WEB绘图工具在Web开发中扮演着重要角色，它们为设计师和程序员提供了一种创建美观、互动性强并且适应多设备环境图像的有效途径。随着技术的发展趋势来看，掌握好SVG及其相关绘制工具将成为提高网站设计与编程技能的关键因素之一。
     
  • 3D-BAT：用于点云和图像的3D边界框标注工具
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    3D-BAT是一款专为点云与图像设计的高效三维边界框标注工具，旨在提升物体检测与识别任务中的精确度与效率。 3D边界框注释工具（3D BAT）的安装步骤如下： 1. 克隆存储库： ``` git clone https://github.com/walzimmer/bat-3d.git ``` 2. 安装npm (Linux): ``` sudo apt-get install npm ``` 3. Windows用户请自行搜索并下载npm安装程序。 4. 下载PHP Storm或WebStorm（具有集成Web服务器的IDE）。 5. [可选] 可以考虑使用WhatPulse来测量贴标签时的点击次数和击键次数，但此步骤非必需。 6. 在PHP Storm中打开文件夹bat-3d 。 7. 移动到目录`cd bat-3d`. 8. 下载并从NuScenes数据集中提取示例场景，并将其内容解压至 `bat-3d/input/` 文件夹内。 9. 安装必要的软件包： ``` npm install ``` 10. 在IDE中使用Chrome浏览器（Linux）或直接在Windows系统上打开index.html文件，方法如下：右键点击index.html -> 在浏览器中打开-> Chrome / Chrom。