root/OpenSceneGraph/trunk/examples/osgvolume/osgvolume.cpp @ 8952

Revision 8952, 81.9 kB (checked in by robert, 6 years ago)

Improved GLSL isosurface support when using a transfer function

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
Line 
1/* OpenSceneGraph example, osgvolume.
2*
3*  Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
4*  of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
5*  in the Software without restriction, including without limitation the rights
6*  to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
7*  copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
8*  furnished to do so, subject to the following conditions:
9*
10*  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
11*  IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
12*  FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
13*  AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
14*  LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
15*  OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
16*  THE SOFTWARE.
17*/
18
19#include <osg/Node>
20#include <osg/Geometry>
21#include <osg/Notify>
22#include <osg/Texture3D>
23#include <osg/Texture1D>
24#include <osg/TexGen>
25#include <osg/Geode>
26#include <osg/Billboard>
27#include <osg/PositionAttitudeTransform>
28#include <osg/ClipNode>
29#include <osg/AlphaFunc>
30#include <osg/TexGenNode>
31#include <osg/TexEnv>
32#include <osg/TexEnvCombine>
33#include <osg/Material>
34#include <osg/PrimitiveSet>
35#include <osg/Endian>
36#include <osg/BlendFunc>
37#include <osg/BlendEquation>
38#include <osg/TransferFunction>
39
40#include <osgDB/Registry>
41#include <osgDB/ReadFile>
42#include <osgDB/WriteFile>
43#include <osgDB/FileUtils>
44#include <osgDB/FileNameUtils>
45
46#include <osgGA/EventVisitor>
47
48#include <osgUtil/CullVisitor>
49
50#include <osgViewer/Viewer>
51#include <osgViewer/ViewerEventHandlers>
52
53#include <osg/io_utils>
54
55#include <algorithm>
56#include <iostream>
57
58#include <osgVolume/ImageUtils>
59
60typedef std::vector< osg::ref_ptr<osg::Image> > ImageList;
61
62enum ShadingModel
63{
64    Standard,
65    Light,
66    Isosurface,
67    MaximumIntensityProjection
68};
69
70//  example ReadOperator
71// struct ReadOperator
72// {
73//     inline void luminance(float l) const { rgba(l,l,l,1.0f); }
74//     inline void alpha(float a) const { rgba(1.0f,1.0f,1.0f,a); }
75//     inline void luminance_alpha(float l,float a) const { rgba(l,l,l,a); }
76//     inline void rgb(float r,float g,float b) const { rgba(r,g,b,1.0f); }
77//     inline void rgba(float r,float g,float b,float a) const { std::cout<<"pixel("<<r<<", "<<g<<", "<<b<<", "<<a<<")"<<std::endl; }
78// };
79
80
81
82struct PassThroughTransformFunction
83{
84    unsigned char operator() (unsigned char c) const { return c; }
85};
86
87
88struct ProcessRow
89{
90    virtual ~ProcessRow() {}
91
92    virtual void operator() (unsigned int num,
93                    GLenum source_pixelFormat, unsigned char* source,
94                    GLenum dest_pixelFormat, unsigned char* dest) const 
95    {
96        switch(source_pixelFormat)
97        {
98        case(GL_LUMINANCE):
99        case(GL_ALPHA):
100            switch(dest_pixelFormat)
101            {
102            case(GL_LUMINANCE):
103            case(GL_ALPHA): A_to_A(num, source, dest); break;
104            case(GL_LUMINANCE_ALPHA): A_to_LA(num, source, dest); break;
105            case(GL_RGB): A_to_RGB(num, source, dest); break;
106            case(GL_RGBA): A_to_RGBA(num, source, dest); break;
107            }
108            break;
109        case(GL_LUMINANCE_ALPHA):
110            switch(dest_pixelFormat)
111            {
112            case(GL_LUMINANCE):
113            case(GL_ALPHA): LA_to_A(num, source, dest); break;
114            case(GL_LUMINANCE_ALPHA): LA_to_LA(num, source, dest); break;
115            case(GL_RGB): LA_to_RGB(num, source, dest); break;
116            case(GL_RGBA): LA_to_RGBA(num, source, dest); break;
117            }
118            break;
119        case(GL_RGB):
120            switch(dest_pixelFormat)
121            {
122            case(GL_LUMINANCE):
123            case(GL_ALPHA): RGB_to_A(num, source, dest); break;
124            case(GL_LUMINANCE_ALPHA): RGB_to_LA(num, source, dest); break;
125            case(GL_RGB): RGB_to_RGB(num, source, dest); break;
126            case(GL_RGBA): RGB_to_RGBA(num, source, dest); break;
127            }
128            break;
129        case(GL_RGBA):
130            switch(dest_pixelFormat)
131            {
132            case(GL_LUMINANCE):
133            case(GL_ALPHA): RGBA_to_A(num, source, dest); break;
134            case(GL_LUMINANCE_ALPHA): RGBA_to_LA(num, source, dest); break;
135            case(GL_RGB): RGBA_to_RGB(num, source, dest); break;
136            case(GL_RGBA): RGBA_to_RGBA(num, source, dest); break;
137            }
138            break;
139        }
140    }
141
142    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
143    // alpha sources..   
144    virtual void A_to_A(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
145    {
146        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
147        {
148            *dest++ = *source++;
149        }
150    }
151
152    virtual void A_to_LA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
153    {
154        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
155        {
156            *dest++ = *source;
157            *dest++ = *source++;
158        }
159    }
160                   
161    virtual void A_to_RGB(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
162    {
163        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
164        {
165            *dest++ = *source;
166            *dest++ = *source;
167            *dest++ = *source++;
168        }
169    }
170
171    virtual void A_to_RGBA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
172    {
173        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
174        {
175            *dest++ = *source;
176            *dest++ = *source;
177            *dest++ = *source;
178            *dest++ = *source++;
179        }
180    }
181
182    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
183    // alpha luminance sources..   
184    virtual void LA_to_A(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
185    {
186        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
187        {
188            ++source;
189            *dest++ = *source++;
190        }
191    }
192
193    virtual void LA_to_LA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
194    {
195        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
196        {
197            *dest++ = *source++;
198            *dest++ = *source++;
199        }
200    }
201                   
202    virtual void LA_to_RGB(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
203    {
204        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
205        {
206            *dest++ = *source;
207            *dest++ = *source;
208            *dest++ = *source;
209            source+=2;
210        }
211    }
212
213    virtual void LA_to_RGBA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
214    {
215        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
216        {
217            *dest++ = *source;
218            *dest++ = *source;
219            *dest++ = *source++;
220            *dest++ = *source++;
221        }
222    }
223
224    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
225    // RGB sources..   
226    virtual void RGB_to_A(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
227    {
228        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
229        {
230            unsigned char val = *source;
231            *dest++ = val;
232            source += 3;
233        }
234    }
235
236    virtual void RGB_to_LA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
237    {
238        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
239        {
240            unsigned char val = *source;
241            *dest++ = val;
242            *dest++ = val;
243            source += 3;
244        }
245    }
246                   
247    virtual void RGB_to_RGB(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
248    {
249        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
250        {
251            *dest++ = *source++;
252            *dest++ = *source++;
253            *dest++ = *source++;
254        }
255    }
256
257    virtual void RGB_to_RGBA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
258    {
259        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
260        {
261            unsigned char val = *source;
262            *dest++ = *source++;
263            *dest++ = *source++;
264            *dest++ = *source++;
265            *dest++ = val;
266        }
267    }
268
269    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
270    // RGBA sources..   
271    virtual void RGBA_to_A(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
272    {
273        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
274        {
275            source += 3;
276            *dest++ = *source++;
277        }
278    }
279
280    virtual void RGBA_to_LA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
281    {
282        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
283        {
284            unsigned char val = *source;
285            source += 3;
286            *dest++ = val;
287            *dest++ = *source++;
288        }
289    }
290                   
291    virtual void RGBA_to_RGB(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
292    {
293        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
294        {
295            *dest++ = *source++;
296            *dest++ = *source++;
297            *dest++ = *source++;
298            ++source;
299        }
300    }
301
302    virtual void RGBA_to_RGBA(unsigned int num, unsigned char* source, unsigned char* dest) const
303    {
304        for(unsigned int i=0;i<num;++i)
305        {
306            *dest++ = *source++;
307            *dest++ = *source++;
308            *dest++ = *source++;
309            *dest++ = *source++;
310        }
311    }
312};
313
314
315void clampToNearestValidPowerOfTwo(int& sizeX, int& sizeY, int& sizeZ, int s_maximumTextureSize, int t_maximumTextureSize, int r_maximumTextureSize)
316{
317    // compute nearest powers of two for each axis.
318    int s_nearestPowerOfTwo = 1;
319    while(s_nearestPowerOfTwo<sizeX && s_nearestPowerOfTwo<s_maximumTextureSize) s_nearestPowerOfTwo*=2;
320
321    int t_nearestPowerOfTwo = 1;
322    while(t_nearestPowerOfTwo<sizeY && t_nearestPowerOfTwo<t_maximumTextureSize) t_nearestPowerOfTwo*=2;
323
324    int r_nearestPowerOfTwo = 1;
325    while(r_nearestPowerOfTwo<sizeZ && r_nearestPowerOfTwo<r_maximumTextureSize) r_nearestPowerOfTwo*=2;
326
327    sizeX = s_nearestPowerOfTwo;
328    sizeY = t_nearestPowerOfTwo;
329    sizeZ = r_nearestPowerOfTwo;
330}
331
332osg::Image* createTexture3D(ImageList& imageList, ProcessRow& processRow,
333            unsigned int numComponentsDesired,
334            int s_maximumTextureSize,
335            int t_maximumTextureSize,
336            int r_maximumTextureSize,
337            bool resizeToPowerOfTwo)
338{
339    int max_s = 0;
340    int max_t = 0;
341    unsigned int max_components = 0;
342    int total_r = 0;
343    ImageList::iterator itr;
344    for(itr=imageList.begin();
345        itr!=imageList.end();
346        ++itr)
347    {
348        osg::Image* image = itr->get();
349        GLenum pixelFormat = image->getPixelFormat();
350        if (pixelFormat==GL_ALPHA ||
351            pixelFormat==GL_INTENSITY ||
352            pixelFormat==GL_LUMINANCE ||
353            pixelFormat==GL_LUMINANCE_ALPHA ||
354            pixelFormat==GL_RGB ||
355            pixelFormat==GL_RGBA)
356        {
357            max_s = osg::maximum(image->s(), max_s);
358            max_t = osg::maximum(image->t(), max_t);
359            max_components = osg::maximum(osg::Image::computeNumComponents(pixelFormat), max_components);
360            total_r += image->r();
361        }
362        else
363        {
364            osg::notify(osg::NOTICE)<<"Image "<<image->getFileName()<<" has unsuitable pixel format"<< std::hex<< pixelFormat << std::dec << std::endl;
365        }
366    }
367   
368    if (numComponentsDesired!=0) max_components = numComponentsDesired;
369   
370    GLenum desiredPixelFormat = 0;
371    switch(max_components)
372    {
373    case(1):
374        osg::notify(osg::NOTICE)<<"desiredPixelFormat = GL_LUMINANCE" << std::endl;
375        desiredPixelFormat = GL_LUMINANCE;
376        break;
377    case(2):
378        osg::notify(osg::NOTICE)<<"desiredPixelFormat = GL_LUMINANCE_ALPHA" << std::endl;
379        desiredPixelFormat = GL_LUMINANCE_ALPHA;
380        break;
381    case(3):
382        osg::notify(osg::NOTICE)<<"desiredPixelFormat = GL_RGB" << std::endl;
383        desiredPixelFormat = GL_RGB;
384        break;
385    case(4):
386        osg::notify(osg::NOTICE)<<"desiredPixelFormat = GL_RGBA" << std::endl;
387        desiredPixelFormat = GL_RGBA;
388        break;
389    }   
390    if (desiredPixelFormat==0) return 0;
391   
392    // compute nearest powers of two for each axis.
393   
394    int s_nearestPowerOfTwo = 1;
395    int t_nearestPowerOfTwo = 1;
396    int r_nearestPowerOfTwo = 1;
397
398    if (resizeToPowerOfTwo)
399    {
400        while(s_nearestPowerOfTwo<max_s && s_nearestPowerOfTwo<s_maximumTextureSize) s_nearestPowerOfTwo*=2;
401        while(t_nearestPowerOfTwo<max_t && t_nearestPowerOfTwo<t_maximumTextureSize) t_nearestPowerOfTwo*=2;
402        while(r_nearestPowerOfTwo<total_r && r_nearestPowerOfTwo<r_maximumTextureSize) r_nearestPowerOfTwo*=2;
403
404        osg::notify(osg::NOTICE)<<"max image width = "<<max_s<<"  nearest power of two = "<<s_nearestPowerOfTwo<<std::endl;
405        osg::notify(osg::NOTICE)<<"max image height = "<<max_t<<"  nearest power of two = "<<t_nearestPowerOfTwo<<std::endl;
406        osg::notify(osg::NOTICE)<<"max image depth = "<<total_r<<"  nearest power of two = "<<r_nearestPowerOfTwo<<std::endl;
407    }
408    else
409    {
410        s_nearestPowerOfTwo = max_s;
411        t_nearestPowerOfTwo = max_t;
412        r_nearestPowerOfTwo = total_r;
413    }
414   
415    // now allocate the 3d texture;
416    osg::ref_ptr<osg::Image> image_3d = new osg::Image;
417    image_3d->allocateImage(s_nearestPowerOfTwo,t_nearestPowerOfTwo,r_nearestPowerOfTwo,
418                            desiredPixelFormat,GL_UNSIGNED_BYTE);
419       
420
421    unsigned int r_offset = (total_r<r_nearestPowerOfTwo) ? r_nearestPowerOfTwo/2 - total_r/2 : 0;
422
423    int curr_dest_r = r_offset;
424
425    // copy across the values from the source images into the image_3d.
426    for(itr=imageList.begin();
427        itr!=imageList.end();
428        ++itr)
429    {
430        osg::Image* image = itr->get();
431        GLenum pixelFormat = image->getPixelFormat();
432        if (pixelFormat==GL_ALPHA ||
433            pixelFormat==GL_LUMINANCE ||
434            pixelFormat==GL_INTENSITY ||
435            pixelFormat==GL_LUMINANCE_ALPHA ||
436            pixelFormat==GL_RGB ||
437            pixelFormat==GL_RGBA)
438        {
439       
440            int num_r = osg::minimum(image->r(), (image_3d->r() - curr_dest_r));
441            int num_t = osg::minimum(image->t(), image_3d->t());
442            int num_s = osg::minimum(image->s(), image_3d->s());
443       
444            unsigned int s_offset_dest = (image->s()<s_nearestPowerOfTwo) ? s_nearestPowerOfTwo/2 - image->s()/2 : 0;
445            unsigned int t_offset_dest = (image->t()<t_nearestPowerOfTwo) ? t_nearestPowerOfTwo/2 - image->t()/2 : 0;
446
447            for(int r=0;r<num_r;++r, ++curr_dest_r)
448            {
449                for(int t=0;t<num_t;++t)
450                {
451                    unsigned char* dest = image_3d->data(s_offset_dest,t+t_offset_dest,curr_dest_r);
452                    unsigned char* source = image->data(0,t,r);
453
454                    processRow(num_s, image->getPixelFormat(), source, image_3d->getPixelFormat(), dest);
455                }
456            }
457        }
458    }
459    return image_3d.release();
460}
461
462
463osg::Image* createNormalMapTexture(osg::Image* image_3d)
464{
465    osg::notify(osg::NOTICE)<<"Computing NormalMapTexture"<<std::endl;
466
467    GLenum dataType = image_3d->getDataType();
468
469    unsigned int sourcePixelIncrement = 1;
470    unsigned int alphaOffset = 0;
471    switch(image_3d->getPixelFormat())
472    {
473    case(GL_ALPHA):
474    case(GL_LUMINANCE):
475        sourcePixelIncrement = 1;
476        alphaOffset = 0;
477        break;
478    case(GL_LUMINANCE_ALPHA):
479        sourcePixelIncrement = 2;
480        alphaOffset = 1;
481        break;
482    case(GL_RGB):
483        sourcePixelIncrement = 3;
484        alphaOffset = 0;
485        break;
486    case(GL_RGBA):
487        sourcePixelIncrement = 4;
488        alphaOffset = 3;
489        break;
490    default:
491        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Source pixel format not support for normal map generation."<<std::endl;
492        return 0;
493    }
494
495
496    osg::ref_ptr<osg::Image> normalmap_3d = new osg::Image;
497    normalmap_3d->allocateImage(image_3d->s(),image_3d->t(),image_3d->r(),
498                            GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE);
499
500    if (osg::getCpuByteOrder()==osg::LittleEndian) alphaOffset = sourcePixelIncrement-alphaOffset-1;
501
502    for(int r=1;r<image_3d->r()-1;++r)
503    {
504        for(int t=1;t<image_3d->t()-1;++t)
505        {
506
507            if (dataType==GL_UNSIGNED_BYTE)
508            {       
509                unsigned char* ptr = image_3d->data(1,t,r)+alphaOffset;
510                unsigned char* left = image_3d->data(0,t,r)+alphaOffset;
511                unsigned char* right = image_3d->data(2,t,r)+alphaOffset;
512                unsigned char* above = image_3d->data(1,t+1,r)+alphaOffset;
513                unsigned char* below = image_3d->data(1,t-1,r)+alphaOffset;
514                unsigned char* in = image_3d->data(1,t,r+1)+alphaOffset;
515                unsigned char* out = image_3d->data(1,t,r-1)+alphaOffset;
516
517                unsigned char* destination = (unsigned char*) normalmap_3d->data(1,t,r);
518
519                for(int s=1;s<image_3d->s()-1;++s)
520                {
521
522                    osg::Vec3 grad((float)(*left)-(float)(*right),
523                                   (float)(*below)-(float)(*above),
524                                   (float)(*out) -(float)(*in));
525
526                    grad.normalize();
527
528                    if (grad.x()==0.0f && grad.y()==0.0f && grad.z()==0.0f)
529                    {
530                        grad.set(128.0f,128.0f,128.0f);
531                    }
532                    else
533                    {
534                        grad.x() = osg::clampBetween((grad.x()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
535                        grad.y() = osg::clampBetween((grad.y()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
536                        grad.z() = osg::clampBetween((grad.z()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
537                    }
538
539                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.x()); // scale and bias X.
540                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.y()); // scale and bias Y.
541                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.z()); // scale and bias Z.
542
543                    *destination++ = *ptr;
544
545                    ptr += sourcePixelIncrement;
546                    left += sourcePixelIncrement;
547                    right += sourcePixelIncrement;
548                    above += sourcePixelIncrement;
549                    below += sourcePixelIncrement;
550                    in += sourcePixelIncrement;
551                    out += sourcePixelIncrement;
552                }
553            }
554            else if (dataType==GL_SHORT)
555            {
556                short* ptr = (short*)(image_3d->data(1,t,r)+alphaOffset);
557                short* left = (short*)(image_3d->data(0,t,r)+alphaOffset);
558                short* right = (short*)(image_3d->data(2,t,r)+alphaOffset);
559                short* above = (short*)(image_3d->data(1,t+1,r)+alphaOffset);
560                short* below = (short*)(image_3d->data(1,t-1,r)+alphaOffset);
561                short* in = (short*)(image_3d->data(1,t,r+1)+alphaOffset);
562                short* out = (short*)(image_3d->data(1,t,r-1)+alphaOffset);
563
564                unsigned char* destination = (unsigned char*) normalmap_3d->data(1,t,r);
565
566                for(int s=1;s<image_3d->s()-1;++s)
567                {
568
569                    osg::Vec3 grad((float)(*left)-(float)(*right),
570                                   (float)(*below)-(float)(*above),
571                                   (float)(*out) -(float)(*in));
572
573                    grad.normalize();
574
575                    //osg::notify(osg::NOTICE)<<"normal "<<grad<<std::endl;
576
577                    if (grad.x()==0.0f && grad.y()==0.0f && grad.z()==0.0f)
578                    {
579                        grad.set(128.0f,128.0f,128.0f);
580                    }
581                    else
582                    {
583                        grad.x() = osg::clampBetween((grad.x()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
584                        grad.y() = osg::clampBetween((grad.y()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
585                        grad.z() = osg::clampBetween((grad.z()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
586                    }
587                   
588
589                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.x()); // scale and bias X.
590                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.y()); // scale and bias Y.
591                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.z()); // scale and bias Z.
592
593                    *destination++ = *ptr/128;
594
595                    ptr += sourcePixelIncrement;
596                    left += sourcePixelIncrement;
597                    right += sourcePixelIncrement;
598                    above += sourcePixelIncrement;
599                    below += sourcePixelIncrement;
600                    in += sourcePixelIncrement;
601                    out += sourcePixelIncrement;
602                }
603            }
604            else if (dataType==GL_UNSIGNED_SHORT)
605            {
606                unsigned short* ptr = (unsigned short*)(image_3d->data(1,t,r)+alphaOffset);
607                unsigned short* left = (unsigned short*)(image_3d->data(0,t,r)+alphaOffset);
608                unsigned short* right = (unsigned short*)(image_3d->data(2,t,r)+alphaOffset);
609                unsigned short* above = (unsigned short*)(image_3d->data(1,t+1,r)+alphaOffset);
610                unsigned short* below = (unsigned short*)(image_3d->data(1,t-1,r)+alphaOffset);
611                unsigned short* in = (unsigned short*)(image_3d->data(1,t,r+1)+alphaOffset);
612                unsigned short* out = (unsigned short*)(image_3d->data(1,t,r-1)+alphaOffset);
613
614                unsigned char* destination = (unsigned char*) normalmap_3d->data(1,t,r);
615
616                for(int s=1;s<image_3d->s()-1;++s)
617                {
618
619                    osg::Vec3 grad((float)(*left)-(float)(*right),
620                                   (float)(*below)-(float)(*above),
621                                   (float)(*out) -(float)(*in));
622
623                    grad.normalize();
624
625                    if (grad.x()==0.0f && grad.y()==0.0f && grad.z()==0.0f)
626                    {
627                        grad.set(128.0f,128.0f,128.0f);
628                    }
629                    else
630                    {
631                        grad.x() = osg::clampBetween((grad.x()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
632                        grad.y() = osg::clampBetween((grad.y()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
633                        grad.z() = osg::clampBetween((grad.z()+1.0f)*128.0f,0.0f,255.0f);
634                    }
635
636                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.x()); // scale and bias X.
637                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.y()); // scale and bias Y.
638                    *(destination++) = (unsigned char)(grad.z()); // scale and bias Z.
639
640                    *destination++ = *ptr/256;
641
642                    ptr += sourcePixelIncrement;
643                    left += sourcePixelIncrement;
644                    right += sourcePixelIncrement;
645                    above += sourcePixelIncrement;
646                    below += sourcePixelIncrement;
647                    in += sourcePixelIncrement;
648                    out += sourcePixelIncrement;
649                }
650            }
651        }
652    }
653   
654   
655    osg::notify(osg::NOTICE)<<"Created NormalMapTexture"<<std::endl;
656   
657    return normalmap_3d.release();
658}
659
660
661
662osg::Node* createCube(float size,float alpha, unsigned int numSlices, float sliceEnd=1.0f)
663{
664
665    // set up the Geometry.
666    osg::Geometry* geom = new osg::Geometry;
667
668    float halfSize = size*0.5f;
669    float y = halfSize;
670    float dy =-size/(float)(numSlices-1)*sliceEnd;
671
672    //y = -halfSize;
673    //dy *= 0.5;
674
675    osg::Vec3Array* coords = new osg::Vec3Array(4*numSlices);
676    geom->setVertexArray(coords);
677    for(unsigned int i=0;i<numSlices;++i, y+=dy)
678    {
679        (*coords)[i*4+0].set(-halfSize,y,halfSize);
680        (*coords)[i*4+1].set(-halfSize,y,-halfSize);
681        (*coords)[i*4+2].set(halfSize,y,-halfSize);
682        (*coords)[i*4+3].set(halfSize,y,halfSize);
683    }
684   
685    osg::Vec3Array* normals = new osg::Vec3Array(1);
686    (*normals)[0].set(0.0f,-1.0f,0.0f);
687    geom->setNormalArray(normals);
688    geom->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
689
690    osg::Vec4Array* colors = new osg::Vec4Array(1);
691    (*colors)[0].set(1.0f,1.0f,1.0f,alpha);
692    geom->setColorArray(colors);
693    geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
694
695    geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS,0,coords->size()));
696
697    osg::Billboard* billboard = new osg::Billboard;
698    billboard->setMode(osg::Billboard::POINT_ROT_WORLD);
699    billboard->addDrawable(geom);
700    billboard->setPosition(0,osg::Vec3(0.0f,0.0f,0.0f));
701   
702    return billboard;
703}
704
705class FollowMouseCallback : public osgGA::GUIEventHandler, public osg::StateSet::Callback
706{
707    public:
708   
709        FollowMouseCallback(bool shader = false):
710            _shader(shader)
711        {
712            _updateTransparency = false;
713            _updateAlphaCutOff = false;
714            _updateSampleDensity = false;
715        }
716
717        FollowMouseCallback(const FollowMouseCallback&,const osg::CopyOp&) {}
718
719        META_Object(osg,FollowMouseCallback);
720
721        virtual void operator() (osg::StateSet* stateset, osg::NodeVisitor* nv)
722        {
723            if (nv->getVisitorType()==osg::NodeVisitor::EVENT_VISITOR)
724            {
725                osgGA::EventVisitor* ev = dynamic_cast<osgGA::EventVisitor*>(nv);
726                if (ev)
727                {
728                    osgGA::GUIActionAdapter* aa = ev->getActionAdapter();
729                    osgGA::EventQueue::Events& events = ev->getEvents();
730                    for(osgGA::EventQueue::Events::iterator itr=events.begin();
731                        itr!=events.end();
732                        ++itr)
733                    {
734                        handle(*(*itr), *aa, stateset, ev);
735                    }
736                }
737            }
738        }
739       
740        virtual bool handle(const osgGA::GUIEventAdapter& ea,osgGA::GUIActionAdapter&, osg::Object* object, osg::NodeVisitor*)
741        {
742            osg::StateSet* stateset = dynamic_cast<osg::StateSet*>(object);
743            if (!stateset) return false;
744           
745            switch(ea.getEventType())
746            {
747                case(osgGA::GUIEventAdapter::MOVE):
748                case(osgGA::GUIEventAdapter::DRAG):
749                {
750                    float v = (ea.getY()-ea.getYmin())/(ea.getYmax()-ea.getYmin());
751                    if (_shader)
752                    {
753                        osg::Uniform* uniform = 0;
754                        if (_updateTransparency && (uniform = stateset->getUniform("transparency"))) uniform->set(v);
755                        if (_updateAlphaCutOff && (uniform = stateset->getUniform("alphaCutOff"))) uniform->set(v);
756                        if (_updateSampleDensity && (uniform = stateset->getUniform("sampleDensity")))
757                        {
758                            float value = powf(v,5);
759                            osg::notify(osg::NOTICE)<<"sampleDensity = "<<value<<std::endl;
760                            uniform->set(value);
761                        }
762                    }
763                    else
764                    {                   
765                        if (_updateAlphaCutOff)
766                        {
767                            osg::AlphaFunc* alphaFunc = dynamic_cast<osg::AlphaFunc*>(stateset->getAttribute(osg::StateAttribute::ALPHAFUNC));
768                            if (alphaFunc)
769                            {
770                                alphaFunc->setReferenceValue(v);
771                            }
772                        }
773                       
774                        if (_updateTransparency)
775                        {
776                            osg::Material* material = dynamic_cast<osg::Material*>(stateset->getAttribute(osg::StateAttribute::MATERIAL));
777                            if (material)
778                            {
779                                material->setAlpha(osg::Material::FRONT_AND_BACK,v);
780                            }
781                        }
782                    }
783
784                    break;
785                }
786                case(osgGA::GUIEventAdapter::KEYDOWN):
787                {
788                    if (ea.getKey()=='t') _updateTransparency = true;
789                    if (ea.getKey()=='a') _updateAlphaCutOff = true;
790                    if (ea.getKey()=='d') _updateSampleDensity = true;
791                    break;
792                }
793                case(osgGA::GUIEventAdapter::KEYUP):
794                {
795                    if (ea.getKey()=='t') _updateTransparency = false;
796                    if (ea.getKey()=='a') _updateAlphaCutOff = false;
797                    if (ea.getKey()=='d') _updateSampleDensity = false;
798                    break;
799                }
800                default:
801                    break;
802            }
803            return false;
804        }
805       
806        bool _shader;
807        bool _updateTransparency;
808        bool _updateAlphaCutOff;
809        bool _updateSampleDensity;
810
811};
812
813osg::Node* createShaderModel(ShadingModel shadingModel,
814                       osg::ref_ptr<osg::Image>& image_3d,
815                       osg::Image* normalmap_3d,
816                       osg::TransferFunction1D* tf,
817                       osg::Texture::InternalFormatMode internalFormatMode,
818                       float xSize, float ySize, float zSize,
819                       float /*xMultiplier*/, float /*yMultiplier*/, float /*zMultiplier*/,
820                       unsigned int /*numSlices*/=500, float /*sliceEnd*/=1.0f, float alphaFuncValue=0.02f)
821{
822    osg::Texture::FilterMode minFilter = osg::Texture::LINEAR;
823    osg::Texture::FilterMode magFilter = osg::Texture::LINEAR;
824
825    osg::Group* root = new osg::Group;
826   
827    osg::Geode* geode = new osg::Geode;
828    root->addChild(geode);
829   
830    osg::StateSet* stateset = geode->getOrCreateStateSet();
831   
832    stateset->setEventCallback(new FollowMouseCallback(true));
833   
834    stateset->setMode(GL_ALPHA_TEST,osg::StateAttribute::ON);
835
836   
837    osg::Program* program = new osg::Program;
838    stateset->setAttribute(program);
839
840    // get shaders from source
841   
842    osg::Shader* vertexShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::VERTEX, "volume.vert");
843    if (vertexShader)
844    {
845        program->addShader(vertexShader);
846    }
847    else
848    {
849        #include "volume_vert.cpp"
850        program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::VERTEX, volume_vert));
851    }
852
853    if (!(normalmap_3d && tf))
854    {
855        // set up the 3d texture itself,
856        // note, well set the filtering up so that mip mapping is disabled,
857        // gluBuild3DMipsmaps doesn't do a very good job of handled the
858        // imbalanced dimensions of the 256x256x4 texture.
859        osg::Texture3D* texture3D = new osg::Texture3D;
860        texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
861        texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
862        texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
863        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
864        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
865        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
866        if (image_3d->getPixelFormat()==GL_ALPHA ||
867            image_3d->getPixelFormat()==GL_LUMINANCE)
868        {
869            texture3D->setInternalFormatMode(osg::Texture3D::USE_USER_DEFINED_FORMAT);
870            texture3D->setInternalFormat(GL_INTENSITY);
871        }
872        else
873        {
874            texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
875        }
876        texture3D->setImage(image_3d.get());
877
878        stateset->setTextureAttributeAndModes(0,texture3D,osg::StateAttribute::ON);
879
880        osg::Uniform* baseTextureSampler = new osg::Uniform("baseTexture",0);
881        stateset->addUniform(baseTextureSampler);
882    }
883   
884
885    if (shadingModel==MaximumIntensityProjection)
886    {
887        if (tf)
888        {
889            osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
890            texture1D->setImage(tf->getImage());   
891            stateset->setTextureAttributeAndModes(1,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
892
893            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume_tf_mip.frag");
894            if (fragmentShader)
895            {
896                program->addShader(fragmentShader);
897            }
898            else
899            {
900                #include "volume_tf_mip_frag.cpp"
901                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_mip_frag));
902            }
903
904            osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",1);
905            stateset->addUniform(tfTextureSampler);
906
907        }
908        else
909        {   
910            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume_mip.frag");
911            if (fragmentShader)
912            {
913                program->addShader(fragmentShader);
914            }
915            else
916            {
917                #include "volume_mip_frag.cpp"
918                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_mip_frag));
919            }
920        }
921    }
922    else if (shadingModel==Isosurface)
923    {
924        osg::Uniform* normalMapSampler = new osg::Uniform("normalMap",1);
925        stateset->addUniform(normalMapSampler);
926
927        osg::Texture3D* normalMap = new osg::Texture3D;
928        normalMap->setImage(normalmap_3d);   
929        normalMap->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
930        normalMap->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
931        normalMap->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
932        normalMap->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
933        normalMap->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
934        normalMap->setWrap(osg::Texture::WRAP_S,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
935        normalMap->setWrap(osg::Texture::WRAP_T,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
936
937        stateset->setTextureAttributeAndModes(1,normalMap,osg::StateAttribute::ON);
938
939        if (tf)
940        {
941            osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
942            texture1D->setImage(tf->getImage());   
943            texture1D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
944            texture1D->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
945            texture1D->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
946            texture1D->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
947            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
948
949            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume_tf_iso.frag");
950            if (fragmentShader)
951            {
952                program->addShader(fragmentShader);
953            }
954            else
955            {
956                #include "volume_tf_iso_frag.cpp"
957                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_iso_frag));
958            }
959
960            osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",0);
961            stateset->addUniform(tfTextureSampler);
962
963        }
964        else
965        {   
966            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume_iso.frag");
967            if (fragmentShader)
968            {
969                program->addShader(fragmentShader);
970            }
971            else
972            {
973                #include "volume_iso_frag.cpp"
974                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_iso_frag));
975            }
976        }
977    }
978    else if (normalmap_3d)
979    {
980        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Setting up normalmapping shader"<<std::endl;
981
982        osg::Uniform* normalMapSampler = new osg::Uniform("normalMap",1);
983        stateset->addUniform(normalMapSampler);
984
985        osg::Texture3D* normalMap = new osg::Texture3D;
986        normalMap->setImage(normalmap_3d);   
987        normalMap->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
988        normalMap->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
989        normalMap->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
990        normalMap->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
991        normalMap->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
992        normalMap->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
993        normalMap->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
994
995        stateset->setTextureAttributeAndModes(1,normalMap,osg::StateAttribute::ON);
996
997        if (tf)
998        {
999            osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
1000            texture1D->setImage(tf->getImage());   
1001            texture1D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1002            texture1D->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
1003            texture1D->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
1004            texture1D->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
1005            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
1006
1007            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume-tf-n.frag");
1008            if (fragmentShader)
1009            {
1010                program->addShader(fragmentShader);
1011            }
1012            else
1013            {
1014                #include "volume_tf_n_frag.cpp"
1015                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_n_frag));
1016            }
1017
1018            osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",0);
1019            stateset->addUniform(tfTextureSampler);
1020        }
1021        else
1022        {
1023            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume-n.frag");
1024            if (fragmentShader)
1025            {
1026                program->addShader(fragmentShader);
1027            }
1028            else
1029            {
1030                #include "volume_n_frag.cpp"
1031                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_n_frag));
1032            }
1033        }
1034    }
1035    else if (tf)
1036    {
1037        osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
1038        texture1D->setImage(tf->getImage());   
1039        texture1D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1040        texture1D->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
1041        texture1D->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
1042        texture1D->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
1043        stateset->setTextureAttributeAndModes(1,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
1044
1045        osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",1);
1046        stateset->addUniform(tfTextureSampler);
1047
1048        osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume-tf.frag");
1049        if (fragmentShader)
1050        {
1051            program->addShader(fragmentShader);
1052        }
1053        else
1054        {
1055            #include "volume_tf_frag.cpp"
1056            program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_frag));
1057        }
1058
1059    }
1060    else
1061    {   
1062
1063        osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume.frag");
1064        if (fragmentShader)
1065        {
1066            program->addShader(fragmentShader);
1067        }
1068        else
1069        {
1070            #include "volume_frag.cpp"
1071            program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_frag));
1072        }
1073    }
1074
1075    osg::Uniform* sampleDensity = new osg::Uniform("sampleDensity", 0.01f);
1076    stateset->addUniform(sampleDensity);
1077
1078    osg::Uniform* transpancy = new osg::Uniform("transparency",0.5f);
1079    stateset->addUniform(transpancy);
1080
1081    osg::Uniform* alphaCutOff = new osg::Uniform("alphaCutOff",alphaFuncValue);
1082    stateset->addUniform(alphaCutOff);
1083
1084    stateset->setMode(GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::ON);
1085
1086    osg::TexGen* texgen = new osg::TexGen;
1087    texgen->setMode(osg::TexGen::OBJECT_LINEAR);
1088    texgen->setPlane(osg::TexGen::S, osg::Plane(1.0f/xSize,0.0f,0.0f,0.0f));
1089    texgen->setPlane(osg::TexGen::T, osg::Plane(0.0f,1.0f/ySize,0.0f,0.0f));
1090    texgen->setPlane(osg::TexGen::R, osg::Plane(0.0f,0.0f,1.0f/zSize,0.0f));
1091    texgen->setPlane(osg::TexGen::Q, osg::Plane(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f));
1092   
1093    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, texgen, osg::StateAttribute::ON);
1094
1095    {
1096        osg::Geometry* geom = new osg::Geometry;
1097
1098        osg::Vec3Array* coords = new osg::Vec3Array(8);
1099        (*coords)[0].set(0,0,0);
1100        (*coords)[1].set(xSize,0,0);
1101        (*coords)[2].set(xSize,ySize,0);
1102        (*coords)[3].set(0,ySize,0);
1103        (*coords)[4].set(0,0,zSize);
1104        (*coords)[5].set(xSize,0,zSize);
1105        (*coords)[6].set(ySize,ySize,zSize);
1106        (*coords)[7].set(0,ySize,zSize);
1107        geom->setVertexArray(coords);
1108
1109        osg::Vec4Array* colours = new osg::Vec4Array(1);
1110        (*colours)[0].set(1.0f,1.0f,1.0,1.0f);
1111        geom->setColorArray(colours);
1112        geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
1113
1114        osg::DrawElementsUShort* drawElements = new osg::DrawElementsUShort(GL_QUADS);
1115        // bottom
1116        drawElements->push_back(0);
1117        drawElements->push_back(1);
1118        drawElements->push_back(2);
1119        drawElements->push_back(3);
1120       
1121        // bottom
1122        drawElements->push_back(3);
1123        drawElements->push_back(2);
1124        drawElements->push_back(6);
1125        drawElements->push_back(7);
1126
1127        // left
1128        drawElements->push_back(0);
1129        drawElements->push_back(3);
1130        drawElements->push_back(7);
1131        drawElements->push_back(4);
1132
1133        // right
1134        drawElements->push_back(5);
1135        drawElements->push_back(6);
1136        drawElements->push_back(2);
1137        drawElements->push_back(1);
1138
1139        // front
1140        drawElements->push_back(1);
1141        drawElements->push_back(0);
1142        drawElements->push_back(4);
1143        drawElements->push_back(5);
1144
1145        // top
1146        drawElements->push_back(7);
1147        drawElements->push_back(6);
1148        drawElements->push_back(5);
1149        drawElements->push_back(4);
1150
1151        geom->addPrimitiveSet(drawElements);
1152
1153        geode->addDrawable(geom);
1154
1155    }
1156    return root;
1157}
1158
1159osg::Node* createModel(ShadingModel shadeModel,
1160                       osg::ref_ptr<osg::Image>& image_3d,
1161                       osg::ref_ptr<osg::Image>& normalmap_3d,
1162                       osg::Texture::InternalFormatMode internalFormatMode,
1163                       float xSize, float ySize, float zSize,
1164                       float xMultiplier, float yMultiplier, float zMultiplier,
1165                       unsigned int numSlices=500, float sliceEnd=1.0f, float alphaFuncValue=0.02f, bool maximumIntensityProjection = false)
1166{
1167    bool two_pass = normalmap_3d.valid() && (image_3d->getPixelFormat()==GL_RGB || image_3d->getPixelFormat()==GL_RGBA);
1168
1169    osg::BoundingBox bb(-xSize*0.5f,-ySize*0.5f,-zSize*0.5f,xSize*0.5f,ySize*0.5f,zSize*0.5f);
1170
1171
1172    osg::Texture::FilterMode minFilter = osg::Texture::NEAREST;
1173    osg::Texture::FilterMode magFilter = osg::Texture::NEAREST;
1174
1175    float maxAxis = xSize;
1176    if (ySize > maxAxis) maxAxis = ySize;
1177    if (zSize > maxAxis) maxAxis = zSize;
1178
1179    osg::Group* group = new osg::Group;
1180   
1181    osg::TexGenNode* texgenNode_0 = new osg::TexGenNode;
1182    texgenNode_0->setTextureUnit(0);
1183    texgenNode_0->getTexGen()->setMode(osg::TexGen::EYE_LINEAR);
1184    texgenNode_0->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::S, osg::Plane(xMultiplier/xSize,0.0f,0.0f,0.5f));
1185    texgenNode_0->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::T, osg::Plane(0.0f,yMultiplier/ySize,0.0f,0.5f));
1186    texgenNode_0->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::R, osg::Plane(0.0f,0.0f,zMultiplier/zSize,0.5f));
1187   
1188    if (two_pass)
1189    {
1190        osg::TexGenNode* texgenNode_1 = new osg::TexGenNode;
1191        texgenNode_1->setTextureUnit(1);
1192        texgenNode_1->getTexGen()->setMode(osg::TexGen::EYE_LINEAR);
1193        texgenNode_1->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::S, texgenNode_0->getTexGen()->getPlane(osg::TexGen::S));
1194        texgenNode_1->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::T, texgenNode_0->getTexGen()->getPlane(osg::TexGen::T));
1195        texgenNode_1->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::R, texgenNode_0->getTexGen()->getPlane(osg::TexGen::R));
1196
1197        texgenNode_1->addChild(texgenNode_0);
1198
1199        group->addChild(texgenNode_1);
1200    }
1201    else
1202    { 
1203        group->addChild(texgenNode_0);
1204    }
1205
1206    float cubeSize = sqrtf(xSize*xSize+ySize*ySize+zSize*zSize);
1207
1208    osg::ClipNode* clipnode = new osg::ClipNode;
1209    clipnode->addChild(createCube(cubeSize,1.0f, numSlices,sliceEnd));
1210    clipnode->createClipBox(bb);
1211
1212    {
1213        // set up the Geometry to enclose the clip volume to prevent near/far clipping from affecting billboard
1214        osg::Geometry* geom = new osg::Geometry;
1215
1216        osg::Vec3Array* coords = new osg::Vec3Array();
1217        coords->push_back(bb.corner(0));
1218        coords->push_back(bb.corner(1));
1219        coords->push_back(bb.corner(2));
1220        coords->push_back(bb.corner(3));
1221        coords->push_back(bb.corner(4));
1222        coords->push_back(bb.corner(5));
1223        coords->push_back(bb.corner(6));
1224        coords->push_back(bb.corner(7));
1225
1226        geom->setVertexArray(coords);
1227
1228        osg::Vec4Array* colors = new osg::Vec4Array(1);
1229        (*colors)[0].set(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f);
1230        geom->setColorArray(colors);
1231        geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
1232
1233        geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::POINTS,0,coords->size()));
1234
1235        osg::Geode* geode = new osg::Geode;
1236        geode->addDrawable(geom);
1237       
1238        clipnode->addChild(geode);
1239       
1240    }
1241
1242    texgenNode_0->addChild(clipnode);
1243
1244    osg::StateSet* stateset = texgenNode_0->getOrCreateStateSet();
1245
1246    stateset->setEventCallback(new FollowMouseCallback(false));
1247 
1248    stateset->setMode(GL_LIGHTING,osg::StateAttribute::ON);
1249    stateset->setMode(GL_BLEND,osg::StateAttribute::ON);
1250    stateset->setAttributeAndModes(new osg::AlphaFunc(osg::AlphaFunc::GREATER,alphaFuncValue), osg::StateAttribute::ON);
1251   
1252    osg::Material* material = new osg::Material;
1253    material->setDiffuse(osg::Material::FRONT_AND_BACK,osg::Vec4(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f));
1254    stateset->setAttributeAndModes(material);
1255   
1256    if (shadeModel==MaximumIntensityProjection)
1257    {
1258        stateset->setAttribute(new osg::BlendFunc(osg::BlendFunc::ONE, osg::BlendFunc::ONE));
1259        stateset->setAttribute(new osg::BlendEquation(osg::BlendEquation::RGBA_MAX));
1260    }
1261   
1262    osg::Vec3 lightDirection(1.0f,-1.0f,1.0f);
1263    lightDirection.normalize();
1264
1265    if (normalmap_3d.valid())
1266    {
1267        if (two_pass)
1268        {
1269
1270            // set up normal texture
1271            osg::Texture3D* bump_texture3D = new osg::Texture3D;
1272            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1273            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1274            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1275            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1276            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1277            bump_texture3D->setImage(normalmap_3d.get());
1278
1279            bump_texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1280
1281            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,bump_texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1282
1283            osg::TexEnvCombine* tec = new osg::TexEnvCombine;
1284            tec->setConstantColorAsLightDirection(lightDirection);
1285
1286            tec->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::DOT3_RGB);
1287            tec->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::CONSTANT);
1288            tec->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1289            tec->setSource1_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1290
1291            tec->setOperand1_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1292
1293            tec->setCombine_Alpha(osg::TexEnvCombine::REPLACE);
1294            tec->setSource0_Alpha(osg::TexEnvCombine::PRIMARY_COLOR);
1295            tec->setOperand0_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1296            tec->setSource1_Alpha(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1297            tec->setOperand1_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1298
1299            stateset->setTextureAttributeAndModes(0, tec, osg::StateAttribute::OVERRIDE|osg::StateAttribute::ON);
1300
1301            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1302            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1303            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1304
1305
1306            // set up color texture
1307            osg::Texture3D* texture3D = new osg::Texture3D;
1308            texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1309            texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1310            texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1311            texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1312            texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1313            texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1314            if (image_3d->getPixelFormat()==GL_ALPHA ||
1315                image_3d->getPixelFormat()==GL_LUMINANCE)
1316            {
1317                texture3D->setInternalFormatMode(osg::Texture3D::USE_USER_DEFINED_FORMAT);
1318                texture3D->setInternalFormat(GL_INTENSITY);
1319            }
1320            else
1321            {
1322                texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1323            }
1324            texture3D->setImage(image_3d.get());
1325
1326            stateset->setTextureAttributeAndModes(1,texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1327
1328            stateset->setTextureMode(1,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1329            stateset->setTextureMode(1,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1330            stateset->setTextureMode(1,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1331
1332            stateset->setTextureAttributeAndModes(1,new osg::TexEnv(),osg::StateAttribute::ON);
1333
1334        }
1335        else
1336        {
1337            osg::Texture3D* bump_texture3D = new osg::Texture3D;
1338            bump_texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1339            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1340            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1341            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1342            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1343            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1344            bump_texture3D->setImage(normalmap_3d.get());
1345
1346            bump_texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1347
1348            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,bump_texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1349
1350            osg::TexEnvCombine* tec = new osg::TexEnvCombine;
1351            tec->setConstantColorAsLightDirection(lightDirection);
1352
1353            tec->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::DOT3_RGB);
1354            tec->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::CONSTANT);
1355            tec->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1356            tec->setSource1_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1357            tec->setOperand1_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1358
1359            tec->setCombine_Alpha(osg::TexEnvCombine::MODULATE);
1360            tec->setSource0_Alpha(osg::TexEnvCombine::PRIMARY_COLOR);
1361            tec->setOperand0_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1362            tec->setSource1_Alpha(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1363            tec->setOperand1_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1364
1365            stateset->setTextureAttributeAndModes(0, tec, osg::StateAttribute::OVERRIDE|osg::StateAttribute::ON);
1366
1367            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1368            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1369            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1370
1371            image_3d = normalmap_3d;
1372        }
1373    }
1374    else
1375    {     
1376        // set up the 3d texture itself,
1377        // note, well set the filtering up so that mip mapping is disabled,
1378        // gluBuild3DMipsmaps doesn't do a very good job of handled the
1379        // imbalanced dimensions of the 256x256x4 texture.
1380        osg::Texture3D* texture3D = new osg::Texture3D;
1381        texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1382        texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1383        texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1384        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1385        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1386        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1387        if (image_3d->getPixelFormat()==GL_ALPHA ||
1388            image_3d->getPixelFormat()==GL_LUMINANCE)
1389        {
1390            texture3D->setInternalFormatMode(osg::Texture3D::USE_USER_DEFINED_FORMAT);
1391            texture3D->setInternalFormat(GL_INTENSITY);
1392        }
1393        else
1394        {
1395            texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1396        }
1397
1398        texture3D->setImage(image_3d.get());
1399
1400        stateset->setTextureAttributeAndModes(0,texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1401
1402        stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1403        stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1404        stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1405
1406        stateset->setTextureAttributeAndModes(0,new osg::TexEnv(),osg::StateAttribute::ON);
1407    }
1408 
1409    return group;
1410}
1411
1412struct ScaleOperator
1413{
1414    ScaleOperator():_scale(1.0f) {}
1415    ScaleOperator(float scale):_scale(scale) {}
1416    ScaleOperator(const ScaleOperator& so):_scale(so._scale) {}
1417   
1418    ScaleOperator& operator = (const ScaleOperator& so) { _scale = so._scale; return *this; }
1419
1420    float _scale;
1421
1422    inline void luminance(float& l) const { l*= _scale; }
1423    inline void alpha(float& a) const { a*= _scale; }
1424    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { l*= _scale; a*= _scale;  }
1425    inline void rgb(float& r,float& g,float& b) const { r*= _scale; g*=_scale; b*=_scale; }
1426    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { r*= _scale; g*=_scale; b*=_scale; a*=_scale; }
1427};
1428
1429struct RecordRowOperator
1430{
1431    RecordRowOperator(unsigned int num):_colours(num),_pos(0) {}
1432
1433    mutable std::vector<osg::Vec4>  _colours;
1434    mutable unsigned int            _pos;
1435   
1436    inline void luminance(float l) const { rgba(l,l,l,1.0f); }
1437    inline void alpha(float a) const { rgba(1.0f,1.0f,1.0f,a); }
1438    inline void luminance_alpha(float l,float a) const { rgba(l,l,l,a);  }
1439    inline void rgb(float r,float g,float b) const { rgba(r,g,b,1.0f); }
1440    inline void rgba(float r,float g,float b,float a) const { _colours[_pos++].set(r,g,b,a); }
1441};
1442
1443struct WriteRowOperator
1444{
1445    WriteRowOperator():_pos(0) {}
1446    WriteRowOperator(unsigned int num):_colours(num),_pos(0) {}
1447
1448    std::vector<osg::Vec4>  _colours;
1449    mutable unsigned int    _pos;
1450   
1451    inline void luminance(float& l) const { l = _colours[_pos++].r(); }
1452    inline void alpha(float& a) const { a = _colours[_pos++].a(); }
1453    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { l = _colours[_pos].r(); a = _colours[_pos++].a(); }
1454    inline void rgb(float& r,float& g,float& b) const { r = _colours[_pos].r(); g = _colours[_pos].g(); b = _colours[_pos].b(); }
1455    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const {  r = _colours[_pos].r(); g = _colours[_pos].g(); b = _colours[_pos].b(); a = _colours[_pos++].a(); }
1456};
1457
1458osg::Image* readRaw(int sizeX, int sizeY, int sizeZ, int numberBytesPerComponent, int numberOfComponents, const std::string& endian, const std::string& raw_filename)
1459{
1460    std::ifstream fin(raw_filename.c_str(), std::ifstream::binary);
1461    if (!fin) return 0;
1462
1463    GLenum pixelFormat;
1464    switch(numberOfComponents)
1465    {
1466        case 1 : pixelFormat = GL_LUMINANCE; break;
1467        case 2 : pixelFormat = GL_LUMINANCE_ALPHA; break;
1468        case 3 : pixelFormat = GL_RGB; break;
1469        case 4 : pixelFormat = GL_RGBA; break;
1470        default :
1471            osg::notify(osg::NOTICE)<<"Error: numberOfComponents="<<numberOfComponents<<" not supported, only 1,2,3 or 4 are supported."<<std::endl;
1472            return 0;
1473    }
1474
1475   
1476    GLenum dataType;
1477    switch(numberBytesPerComponent)
1478    {
1479        case 1 : dataType = GL_UNSIGNED_BYTE; break;
1480        case 2 : dataType = GL_UNSIGNED_SHORT; break;
1481        case 4 : dataType = GL_UNSIGNED_INT; break;
1482        default :
1483            osg::notify(osg::NOTICE)<<"Error: numberBytesPerComponent="<<numberBytesPerComponent<<" not supported, only 1,2 or 4 are supported."<<std::endl;
1484            return 0;
1485    }
1486   
1487    int s_maximumTextureSize=256, t_maximumTextureSize=256, r_maximumTextureSize=256;
1488   
1489    int sizeS = sizeX;
1490    int sizeT = sizeY;
1491    int sizeR = sizeZ;
1492    clampToNearestValidPowerOfTwo(sizeS, sizeT, sizeR, s_maximumTextureSize, t_maximumTextureSize, r_maximumTextureSize);
1493
1494    osg::ref_ptr<osg::Image> image = new osg::Image;
1495    image->allocateImage(sizeS, sizeT, sizeR, pixelFormat, dataType);
1496   
1497   
1498    bool endianSwap = (osg::getCpuByteOrder()==osg::BigEndian) ? (endian!="big") : (endian=="big");
1499   
1500    unsigned int r_offset = (sizeZ<sizeR) ? sizeR/2 - sizeZ/2 : 0;
1501   
1502    int offset = endianSwap ? numberBytesPerComponent : 0;
1503    int delta = endianSwap ? -1 : 1;
1504    for(int r=0;r<sizeZ;++r)
1505    {
1506        for(int t=0;t<sizeY;++t)
1507        {
1508            char* data = (char*) image->data(0,t,r+r_offset);
1509            for(int s=0;s<sizeX;++s)
1510            {
1511                if (!fin) return 0;
1512               
1513                for(int c=0;c<numberOfComponents;++c)
1514                {
1515                    char* ptr = data+offset;
1516                    for(int b=0;b<numberBytesPerComponent;++b)
1517                    {
1518                        fin.read((char*)ptr, 1);
1519                        ptr += delta;
1520                    }
1521                    data += numberBytesPerComponent;
1522                }
1523            }
1524        }
1525    }
1526
1527
1528    // normalise texture
1529    {
1530        // compute range of values
1531        osg::Vec4 minValue, maxValue;
1532        osgVolume::computeMinMax(image.get(), minValue, maxValue);
1533        osgVolume::modifyImage(image.get(),ScaleOperator(1.0f/maxValue.r()));
1534    }
1535   
1536   
1537    fin.close();
1538
1539    if (dataType!=GL_UNSIGNED_BYTE)
1540    {
1541        // need to convert to ubyte
1542       
1543        osg::ref_ptr<osg::Image> new_image = new osg::Image;
1544        new_image->allocateImage(sizeS, sizeT, sizeR, pixelFormat, GL_UNSIGNED_BYTE);
1545       
1546        RecordRowOperator readOp(sizeS);
1547        WriteRowOperator writeOp;
1548
1549        for(int r=0;r<sizeR;++r)
1550        {
1551            for(int t=0;t<sizeT;++t)
1552            {
1553                // reset the indices to beginning
1554                readOp._pos = 0;
1555                writeOp._pos = 0;
1556           
1557                // read the pixels into readOp's _colour array
1558                osgVolume::readRow(sizeS, pixelFormat, dataType, image->data(0,t,r), readOp);
1559                               
1560                // pass readOp's _colour array contents over to writeOp (note this is just a pointer swap).
1561                writeOp._colours.swap(readOp._colours);
1562               
1563                osgVolume::modifyRow(sizeS, pixelFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, new_image->data(0,t,r), writeOp);
1564
1565                // return readOp's _colour array contents back to its rightful owner.
1566                writeOp._colours.swap(readOp._colours);
1567            }
1568        }
1569       
1570        image = new_image;
1571    }
1572   
1573    return image.release();
1574   
1575   
1576}
1577
1578enum ColourSpaceOperation
1579{
1580    NO_COLOUR_SPACE_OPERATION,
1581    MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE,
1582    MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR,
1583    REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE
1584};
1585
1586struct ModulateAlphaByLuminanceOperator
1587{
1588    ModulateAlphaByLuminanceOperator() {}
1589
1590    inline void luminance(float&) const {}
1591    inline void alpha(float&) const {}
1592    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { a*= l; }
1593    inline void rgb(float&,float&,float&) const {}
1594    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { float l = (r+g+b)*0.3333333; a *= l;}
1595};
1596
1597struct ModulateAlphaByColourOperator
1598{
1599    ModulateAlphaByColourOperator(const osg::Vec4& colour):_colour(colour) { _lum = _colour.length(); }
1600   
1601    osg::Vec4 _colour;
1602    float _lum;
1603
1604    inline void luminance(float&) const {}
1605    inline void alpha(float&) const {}
1606    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { a*= l*_lum; }
1607    inline void rgb(float&,float&,float&) const {}
1608    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { a = (r*_colour.r()+g*_colour.g()+b*_colour.b()+a*_colour.a()); }
1609};
1610
1611struct ReplaceAlphaWithLuminanceOperator
1612{
1613    ReplaceAlphaWithLuminanceOperator() {}
1614
1615    inline void luminance(float&) const {}
1616    inline void alpha(float&) const {}
1617    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { a= l; }
1618    inline void rgb(float&,float&,float&) const { }
1619    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { float l = (r+g+b)*0.3333333; a = l; }
1620};
1621
1622void doColourSpaceConversion(ColourSpaceOperation op, osg::Image* image, osg::Vec4& colour)
1623{
1624    switch(op)
1625    {
1626        case (MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE):
1627            std::cout<<"doing conversion MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE"<<std::endl;
1628            osgVolume::modifyImage(image,ModulateAlphaByLuminanceOperator());
1629            break;
1630        case (MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR):
1631            std::cout<<"doing conversion MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR"<<std::endl;
1632            osgVolume::modifyImage(image,ModulateAlphaByColourOperator(colour));
1633            break;
1634        case (REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE):
1635            std::cout<<"doing conversion REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE"<<std::endl;
1636            osgVolume::modifyImage(image,ReplaceAlphaWithLuminanceOperator());
1637            break;
1638        default:
1639            break;
1640    }
1641}
1642
1643
1644struct ApplyTransferFunctionOperator
1645{
1646    ApplyTransferFunctionOperator(osg::TransferFunction1D* tf, unsigned char* data):
1647        _tf(tf),
1648        _data(data) {}
1649       
1650    inline void luminance(float l) const
1651    {
1652        osg::Vec4 c = _tf->getInterpolatedValue(l);
1653        //std::cout<<"l = "<<l<<" c="<<c<<std::endl;
1654        *(_data++) = (unsigned char)(c[0]*255.0f + 0.5f);
1655        *(_data++) = (unsigned char)(c[1]*255.0f + 0.5f);
1656        *(_data++) = (unsigned char)(c[2]*255.0f + 0.5f);
1657        *(_data++) = (unsigned char)(c[3]*255.0f + 0.5f);
1658    }
1659     
1660    inline void alpha(float a) const
1661    {
1662        luminance(a);
1663    }
1664   
1665    inline void luminance_alpha(float l,float a) const
1666    {
1667        luminance(l);
1668    }
1669     
1670    inline void rgb(float r,float g,float b) const
1671    {
1672        luminance((r+g+b)*0.3333333);
1673    }
1674   
1675    inline void rgba(float r,float g,float b,float a) const
1676    {
1677        luminance(a);
1678    }
1679   
1680    mutable osg::ref_ptr<osg::TransferFunction1D> _tf;
1681    mutable unsigned char* _data;
1682};
1683
1684osg::Image* applyTransferFunction(osg::Image* image, osg::TransferFunction1D* transferFunction)
1685{
1686    std::cout<<"Applying transfer function"<<std::endl;
1687    osg::Image* output_image = new osg::Image;
1688    output_image->allocateImage(image->s(),image->t(), image->r(), GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE);
1689   
1690    ApplyTransferFunctionOperator op(transferFunction, output_image->data());
1691    osgVolume::readImage(image,op);
1692   
1693    return output_image;
1694}
1695
1696osg::TransferFunction1D* readTransferFunctionFile(const std::string& filename)
1697{
1698    std::string foundFile = osgDB::findDataFile(filename);
1699    if (foundFile.empty())
1700    {
1701        std::cout<<"Error: could not find transfer function file : "<<filename<<std::endl;
1702        return 0;
1703    }
1704   
1705    std::cout<<"Reading transfer function "<<filename<<std::endl;
1706
1707    osg::TransferFunction1D::ValueMap valueMap;
1708    std::ifstream fin(foundFile.c_str());
1709    while(fin)
1710    {
1711        float value, red, green, blue, alpha;
1712        fin >> value >> red >> green >> blue >> alpha;
1713        if (fin)
1714        {
1715            std::cout<<"value = "<<value<<" ("<<red<<", "<<green<<", "<<blue<<", "<<alpha<<")"<<std::endl;
1716            valueMap[value] = osg::Vec4(red,green,blue,alpha);
1717        }
1718    }
1719   
1720    if (valueMap.empty())
1721    {
1722        std::cout<<"Error: No values read from transfer function file: "<<filename<<std::endl;
1723        return 0;
1724    }
1725   
1726    osg::TransferFunction1D* tf = new osg::TransferFunction1D;
1727    tf->assign(valueMap, true);
1728   
1729    return tf;
1730}
1731
1732
1733class TestSupportOperation: public osg::GraphicsOperation
1734{
1735public:
1736
1737    TestSupportOperation():
1738        osg::GraphicsOperation("TestSupportOperation",false),
1739        supported(true),
1740        errorMessage(),
1741        maximumTextureSize(256) {}
1742
1743    virtual void operator () (osg::GraphicsContext* gc)
1744    {
1745        OpenThreads::ScopedLock<OpenThreads::Mutex> lock(mutex);
1746
1747        glGetIntegerv( GL_MAX_3D_TEXTURE_SIZE, &maximumTextureSize );
1748       
1749        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Max texture size="<<maximumTextureSize<<std::endl;
1750    }
1751       
1752    OpenThreads::Mutex  mutex;
1753    bool                supported;
1754    std::string         errorMessage;
1755    GLint               maximumTextureSize;
1756};
1757
1758
1759
1760int main( int argc, char **argv )
1761{
1762    // use an ArgumentParser object to manage the program arguments.
1763    osg::ArgumentParser arguments(&argc,argv);
1764   
1765    // set up the usage document, in case we need to print out how to use this program.
1766    arguments.getApplicationUsage()->setDescription(arguments.getApplicationName()+" is the example which demonstrates use of 3D textures.");
1767    arguments.getApplicationUsage()->setCommandLineUsage(arguments.getApplicationName()+" [options] filename ...");
1768    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-h or --help","Display this information");
1769    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-n","Create normal map for per voxel lighting.");
1770    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-s <numSlices>","Number of slices to create.");
1771    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--images [filenames]","Specify a stack of 2d images to build the 3d volume from.");
1772    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--shader","Use OpenGL Shading Language.");
1773    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--mip","Use Maximum Intensity Projection (MIP) filtering.");
1774    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--xSize <size>","Relative width of rendered brick.");
1775    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--ySize <size>","Relative length of rendered brick.");
1776    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--zSize <size>","Relative height of rendered brick.");
1777    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--xMultiplier <multiplier>","Tex coord x mulitplier.");
1778    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--yMultiplier <multiplier>","Tex coord y mulitplier.");
1779    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--zMultiplier <multiplier>","Tex coord z mulitplier.");
1780    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--clip <ratio>","clip volume as a ratio, 0.0 clip all, 1.0 clip none.");
1781    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the s,t,r (x,y,z) dimensions.");
1782    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--s_maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the s (x) dimension.");
1783    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--t_maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the t (y) dimension.");
1784    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--r_maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the r (z) dimension.");
1785    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed","Enable the usage of compressed textures.");
1786    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-arb","Enable the usage of OpenGL ARB compressed textures.");
1787    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-dxt1","Enable the usage of S3TC DXT1 compressed textures.");
1788    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-dxt3","Enable the usage of S3TC DXT3 compressed textures.");
1789    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-dxt5","Enable the usage of S3TC DXT5 compressed textures.");
1790    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--modulate-alpha-by-luminance","For each pixel multiple the alpha value by the luminance.");
1791    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--replace-alpha-with-luminance","For each pixel mSet the alpha value to the luminance.");
1792    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--num-components <num>","Set the number of components to in he target image.");
1793//    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--raw <sizeX> <sizeY> <sizeZ> <numberBytesPerComponent> <numberOfComponents> <endian> <filename>","read a raw image data");
1794
1795    // construct the viewer.
1796    osgViewer::Viewer viewer(arguments);
1797
1798    // add the window size toggle handler
1799    viewer.addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler);
1800       
1801    // add the stats handler
1802    viewer.addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler);
1803
1804    viewer.getCamera()->setClearColor(osg::Vec4(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f));
1805
1806    // if user request help write it out to cout.
1807    if (arguments.read("-h") || arguments.read("--help"))
1808    {
1809        arguments.getApplicationUsage()->write(std::cout);
1810        return 1;
1811    }
1812
1813    std::string outputFile;
1814    while (arguments.read("-o",outputFile)) {}
1815
1816
1817
1818    osg::ref_ptr<osg::TransferFunction1D> transferFunction;
1819    std::string tranferFunctionFile;
1820    while (arguments.read("--tf",tranferFunctionFile))
1821    {
1822        transferFunction = readTransferFunctionFile(tranferFunctionFile);
1823    }
1824
1825    unsigned int numSlices=500;
1826    while (arguments.read("-s",numSlices)) {}
1827   
1828   
1829    float sliceEnd=1.0f;
1830    while (arguments.read("--clip",sliceEnd)) {}
1831
1832    float alphaFunc=0.02f;
1833    while (arguments.read("--alphaFunc",alphaFunc)) {}
1834
1835
1836   
1837    ShadingModel shadingModel = Standard;
1838   
1839    bool maximumIntensityProjection = false;
1840    while(arguments.read("--mip")) shadingModel =  MaximumIntensityProjection;
1841
1842    bool createNormalMap = false;
1843    while (arguments.read("-n"))
1844    {
1845        shadingModel = Light;
1846        createNormalMap=true;
1847    }
1848
1849    while (arguments.read("--isosurface"))
1850    {
1851        shadingModel = Isosurface;
1852        createNormalMap=true;
1853    }
1854
1855    float xSize=1.0f, ySize=1.0f, zSize=1.0f;
1856    while (arguments.read("--xSize",xSize)) {}
1857    while (arguments.read("--ySize",ySize)) {}
1858    while (arguments.read("--zSize",zSize)) {}
1859
1860    float xMultiplier=1.0f, yMultiplier=1.0f, zMultiplier=1.0f;
1861    while (arguments.read("--xMultiplier",xMultiplier)) {}
1862    while (arguments.read("--yMultiplier",yMultiplier)) {}
1863    while (arguments.read("--zMultiplier",zMultiplier)) {}
1864
1865    osg::ref_ptr<TestSupportOperation> testSupportOperation = new TestSupportOperation;
1866    viewer.setRealizeOperation(testSupportOperation.get());
1867   
1868    viewer.realize();
1869
1870    int maximumTextureSize = testSupportOperation->maximumTextureSize;
1871    int s_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1872    int t_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1873    int r_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1874    while(arguments.read("--maxTextureSize",maximumTextureSize))
1875    {
1876        s_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1877        t_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1878        r_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1879    }
1880    while(arguments.read("--s_maxTextureSize",s_maximumTextureSize)) {}
1881    while(arguments.read("--t_maxTextureSize",t_maximumTextureSize)) {}
1882    while(arguments.read("--r_maxTextureSize",r_maximumTextureSize)) {}
1883
1884    osg::Texture::InternalFormatMode internalFormatMode = osg::Texture::USE_IMAGE_DATA_FORMAT;
1885    while(arguments.read("--compressed") || arguments.read("--compressed-arb")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_ARB_COMPRESSION; }
1886
1887    while(arguments.read("--compressed-dxt1")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_S3TC_DXT1_COMPRESSION; }
1888    while(arguments.read("--compressed-dxt3")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_S3TC_DXT3_COMPRESSION; }
1889    while(arguments.read("--compressed-dxt5")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_S3TC_DXT5_COMPRESSION; }
1890   
1891   
1892    // set up colour space operation.
1893    ColourSpaceOperation colourSpaceOperation = NO_COLOUR_SPACE_OPERATION;
1894    osg::Vec4 colourModulate(0.25f,0.25f,0.25f,0.25f);
1895    while(arguments.read("--modulate-alpha-by-luminance")) { colourSpaceOperation = MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE; }
1896    while(arguments.read("--modulate-alpha-by-colour", colourModulate.x(),colourModulate.y(),colourModulate.z(),colourModulate.w() )) { colourSpaceOperation = MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR; }
1897    while(arguments.read("--replace-alpha-with-luminance")) { colourSpaceOperation = REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE; }
1898       
1899    bool resizeToPowerOfTwo = false;
1900   
1901    unsigned int numComponentsDesired = 0;
1902    while(arguments.read("--num-components", numComponentsDesired)) {}
1903
1904    bool useShader = false;
1905    while(arguments.read("--shader")) { useShader = true; }
1906
1907    bool gpuTransferFunction = false;
1908    while(arguments.read("--gpu-tf")) { gpuTransferFunction = true; }
1909
1910    osg::ref_ptr<osg::Image> image_3d;
1911   
1912    std::string vh_filename;
1913    while (arguments.read("--vh", vh_filename))
1914    {
1915        std::string raw_filename, transfer_filename;
1916        int xdim(0), ydim(0), zdim(0);
1917
1918        std::ifstream header(vh_filename.c_str());
1919        if (header)
1920        {
1921            header >> raw_filename >> transfer_filename >> xdim >> ydim >> zdim >> xSize >> ySize >> zSize;
1922        }
1923       
1924        if (xdim*ydim*zdim==0)
1925        {
1926            std::cout<<"Error in reading volume header "<<vh_filename<<std::endl;
1927            return 1;
1928        }
1929       
1930        if (!raw_filename.empty())
1931        {
1932            image_3d = readRaw(xdim, ydim, zdim, 1, 1, "little", raw_filename);
1933        }
1934       
1935        if (!transfer_filename.empty())
1936        {
1937            std::ifstream fin(transfer_filename.c_str());
1938            if (fin)
1939            {
1940                osg::TransferFunction1D::ValueMap valueMap;
1941                float value = 0.0;
1942                while(fin && value<=1.0)
1943                {
1944                    float red, green, blue, alpha;
1945                    fin >> red >> green >> blue >> alpha;
1946                    if (fin)
1947                    {
1948                        valueMap[value] = osg::Vec4(red/255.0f,green/255.0f,blue/255.0f,alpha/255.0f);
1949                        std::cout<<"value = "<<value<<" ("<<red<<", "<<green<<", "<<blue<<", "<<alpha<<")";
1950                        std::cout<<"  ("<<valueMap[value]<<")"<<std::endl;
1951                    }
1952                    value += 1/255.0;
1953                }
1954
1955                if (valueMap.empty())
1956                {
1957                    std::cout<<"Error: No values read from transfer function file: "<<transfer_filename<<std::endl;
1958                    return 0;
1959                }
1960
1961                transferFunction = new osg::TransferFunction1D;
1962                transferFunction->assign(valueMap, true);
1963            }
1964        }
1965
1966    }
1967   
1968
1969    int sizeX, sizeY, sizeZ, numberBytesPerComponent, numberOfComponents;
1970    std::string endian, raw_filename;
1971    while (arguments.read("--raw", sizeX, sizeY, sizeZ, numberBytesPerComponent, numberOfComponents, endian, raw_filename))
1972    {
1973        image_3d = readRaw(sizeX, sizeY, sizeZ, numberBytesPerComponent, numberOfComponents, endian, raw_filename);
1974    }
1975
1976    while (arguments.read("--images"))
1977    {
1978        ImageList imageList;
1979        for(int pos=1;pos<arguments.argc() && !arguments.isOption(pos);++pos)
1980        {
1981            // not an option so assume string is a filename.
1982            osg::Image *image = osgDB::readImageFile( arguments[pos]);
1983
1984            if(image)
1985            {
1986                imageList.push_back(image);
1987            }
1988        }
1989       
1990        // pack the textures into a single texture.
1991        ProcessRow processRow;
1992        image_3d = createTexture3D(imageList, processRow, numComponentsDesired, s_maximumTextureSize, t_maximumTextureSize, r_maximumTextureSize, resizeToPowerOfTwo);
1993    }
1994
1995
1996    // any option left unread are converted into errors to write out later.
1997    arguments.reportRemainingOptionsAsUnrecognized();
1998
1999    // report any errors if they have occurred when parsing the program arguments.
2000    if (arguments.errors())
2001    {
2002        arguments.writeErrorMessages(std::cout);
2003        return 1;
2004    }
2005
2006    // assume remaining arguments are file names of textures.
2007    for(int pos=1;pos<arguments.argc() && !image_3d;++pos)
2008    {
2009        if (!arguments.isOption(pos))
2010        {
2011            std::string filename = arguments[pos];
2012            if (osgDB::getLowerCaseFileExtension(filename)=="dicom")
2013            {
2014                image_3d = osgDB::readImageFile( filename );
2015            }
2016            else
2017            {
2018                osgDB::FileType fileType = osgDB::fileType(filename);
2019                if (fileType == osgDB::FILE_NOT_FOUND)
2020                {
2021                    filename = osgDB::findDataFile(filename);
2022                    fileType = osgDB::fileType(filename);
2023                }
2024
2025                if (fileType == osgDB::DIRECTORY)
2026                {
2027                    osgDB::DirectoryContents contents = osgDB::getDirectoryContents(filename);
2028
2029                    std::sort(contents.begin(), contents.end());
2030
2031                    ImageList imageList;
2032                    for(osgDB::DirectoryContents::iterator itr = contents.begin();
2033                        itr != contents.end();
2034                        ++itr)
2035                    {
2036                        std::string localFile = filename + "/" + *itr;
2037                        std::cout<<"contents = "<<localFile<<std::endl;
2038                        if (osgDB::fileType(localFile) == osgDB::REGULAR_FILE)
2039                        {
2040                            // not an option so assume string is a filename.
2041                            osg::Image *image = osgDB::readImageFile(localFile);
2042                            if(image)
2043                            {
2044                                imageList.push_back(image);
2045                            }
2046                        }
2047                    }
2048
2049                    // pack the textures into a single texture.
2050                    ProcessRow processRow;
2051                    image_3d = createTexture3D(imageList, processRow, numComponentsDesired, s_maximumTextureSize, t_maximumTextureSize, r_maximumTextureSize, resizeToPowerOfTwo);
2052
2053                }
2054                else if (fileType == osgDB::REGULAR_FILE)
2055                {
2056                    // not an option so assume string is a filename.
2057                    image_3d = osgDB::readImageFile( filename );
2058                }
2059                else
2060                {
2061                    osg::notify(osg::NOTICE)<<"Error: could not find file: "<<filename<<std::endl;
2062                    return 1;
2063                }
2064            }           
2065        }
2066    }
2067   
2068    if (!image_3d)
2069    {
2070        std::cout<<"No model loaded, please specify and volumetric image file on the command line."<<std::endl;
2071        return 1;
2072    }
2073
2074#if 0
2075    osg::RefMatrix* matrix = dynamic_cast<osg::RefMatrix*>(image_3d->getUserData());
2076    if (matrix)
2077    {
2078        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Image has Matrix = "<<*matrix<<std::endl;
2079        xSize = image_3d->s() * (*matrix)(0,0);
2080        ySize = image_3d->t() * (*matrix)(1,1);
2081        zSize = image_3d->r() * (*matrix)(2,2);
2082    }
2083#else
2084        xSize = image_3d->s();
2085        ySize = image_3d->t();
2086        zSize = image_3d->r();
2087#endif
2088
2089
2090    osg::Vec4 minValue, maxValue;
2091    if (osgVolume::computeMinMax(image_3d.get(), minValue, maxValue));
2092    {
2093        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Min value "<<minValue<<std::endl;
2094        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Max value "<<maxValue<<std::endl;
2095
2096        float minComponent = minValue[0];
2097        minComponent = osg::minimum(minComponent,minValue[1]);
2098        minComponent = osg::minimum(minComponent,minValue[2]);
2099        minComponent = osg::minimum(minComponent,minValue[3]);
2100
2101        float maxComponent = maxValue[0];
2102        maxComponent = osg::maximum(maxComponent,maxValue[1]);
2103        maxComponent = osg::maximum(maxComponent,maxValue[2]);
2104        maxComponent = osg::maximum(maxComponent,maxValue[3]);
2105
2106        float scale = 0.99f/(maxComponent-minComponent);
2107        float offset = -minComponent * scale;
2108
2109        osgVolume::offsetAndScaleImage(image_3d.get(),
2110            osg::Vec4(offset, offset, offset, offset),
2111            osg::Vec4(scale, scale, scale, scale));
2112
2113    }
2114
2115#if 0
2116    osg::Vec4 newMinValue, newMaxValue;
2117    if (osgVolume::computeMinMax(image_3d.get(), newMinValue, newMaxValue));
2118    {
2119        osg::notify(osg::NOTICE)<<"After min value "<<newMinValue<<std::endl;
2120        osg::notify(osg::NOTICE)<<"After max value "<<newMaxValue<<std::endl;
2121
2122    }
2123#endif
2124   
2125    if (colourSpaceOperation!=NO_COLOUR_SPACE_OPERATION)
2126    {
2127        doColourSpaceConversion(colourSpaceOperation, image_3d.get(), colourModulate);
2128    }
2129   
2130    if (!gpuTransferFunction && transferFunction.valid())
2131    {
2132        image_3d = applyTransferFunction(image_3d.get(), transferFunction.get());
2133    }
2134   
2135    osg::ref_ptr<osg::Image> normalmap_3d = createNormalMap ? createNormalMapTexture(image_3d.get()) : 0;
2136
2137
2138   
2139    // create a model from the images.
2140    osg::Node* rootNode = 0;
2141   
2142    if (useShader)
2143    {
2144        rootNode = createShaderModel(shadingModel,
2145                               image_3d, normalmap_3d.get(),
2146                               (gpuTransferFunction ? transferFunction.get() : 0),
2147                               internalFormatMode,
2148                               xSize, ySize, zSize,
2149                               xMultiplier, yMultiplier, zMultiplier,
2150                               numSlices, sliceEnd, alphaFunc);
2151    }
2152    else
2153    {
2154        rootNode = createModel(shadingModel,
2155                               image_3d, normalmap_3d,
2156                               internalFormatMode,
2157                               xSize, ySize, zSize,
2158                               xMultiplier, yMultiplier, zMultiplier,
2159                               numSlices, sliceEnd, alphaFunc);
2160    }
2161   
2162    if (!outputFile.empty())
2163    {   
2164        std::string ext = osgDB::getFileExtension(outputFile);
2165        std::string name_no_ext = osgDB::getNameLessExtension(outputFile);
2166        if (ext=="osg")
2167        {
2168            if (image_3d.valid())
2169            {
2170                image_3d->setFileName(name_no_ext + ".dds");           
2171                osgDB::writeImageFile(*image_3d, image_3d->getFileName());
2172            }
2173            if (normalmap_3d.valid())
2174            {
2175                normalmap_3d->setFileName(name_no_ext + "_normalmap.dds");           
2176                osgDB::writeImageFile(*normalmap_3d, normalmap_3d->getFileName());
2177            }
2178           
2179            osgDB::writeNodeFile(*rootNode, outputFile);
2180        }
2181        else if (ext=="ive")
2182        {
2183            osgDB::writeNodeFile(*rootNode, outputFile);       
2184        }
2185        else if (ext=="dds")
2186        {
2187            osgDB::writeImageFile(*image_3d, outputFile);       
2188        }
2189        else
2190        {
2191            std::cout<<"Extension not support for file output, not file written."<<std::endl;
2192        }
2193       
2194        return 0;
2195    }
2196
2197
2198    if (rootNode)
2199    {
2200
2201        // set the scene to render
2202        viewer.setSceneData(rootNode);
2203       
2204        // the the viewers main frame loop
2205        viewer.run();
2206    }   
2207   
2208    return 0;
2209
2210}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.