root/OpenSceneGraph/trunk/examples/osgvolume/osgvolume.cpp @ 8953

Revision 8953, 81.5 kB (checked in by robert, 6 years ago)

Improved the isosurface shaders, and mde GLSL usage the default

  • 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
925        if (tf)
926        {
927            osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
928            texture1D->setImage(tf->getImage());   
929            texture1D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
930            texture1D->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
931            texture1D->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
932            texture1D->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
933            stateset->setTextureAttributeAndModes(1,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
934
935            osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",1);
936            stateset->addUniform(tfTextureSampler);
937
938            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume_tf_iso.frag");
939            if (fragmentShader)
940            {
941                program->addShader(fragmentShader);
942            }
943            else
944            {
945                #include "volume_tf_iso_frag.cpp"
946                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_iso_frag));
947            }
948        }
949        else
950        {   
951            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume_iso.frag");
952            if (fragmentShader)
953            {
954                program->addShader(fragmentShader);
955            }
956            else
957            {
958                #include "volume_iso_frag.cpp"
959                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_iso_frag));
960            }
961        }
962    }
963    else if (normalmap_3d)
964    {
965        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Setting up normalmapping shader"<<std::endl;
966
967        osg::Uniform* normalMapSampler = new osg::Uniform("normalMap",1);
968        stateset->addUniform(normalMapSampler);
969
970        osg::Texture3D* normalMap = new osg::Texture3D;
971        normalMap->setImage(normalmap_3d);   
972        normalMap->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
973        normalMap->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
974        normalMap->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
975        normalMap->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
976        normalMap->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
977        normalMap->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
978        normalMap->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
979
980        stateset->setTextureAttributeAndModes(1,normalMap,osg::StateAttribute::ON);
981
982        if (tf)
983        {
984            osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
985            texture1D->setImage(tf->getImage());   
986            texture1D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
987            texture1D->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
988            texture1D->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
989            texture1D->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
990            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
991
992            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume-tf-n.frag");
993            if (fragmentShader)
994            {
995                program->addShader(fragmentShader);
996            }
997            else
998            {
999                #include "volume_tf_n_frag.cpp"
1000                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_n_frag));
1001            }
1002
1003            osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",0);
1004            stateset->addUniform(tfTextureSampler);
1005        }
1006        else
1007        {
1008            osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume-n.frag");
1009            if (fragmentShader)
1010            {
1011                program->addShader(fragmentShader);
1012            }
1013            else
1014            {
1015                #include "volume_n_frag.cpp"
1016                program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_n_frag));
1017            }
1018        }
1019    }
1020    else if (tf)
1021    {
1022        osg::Texture1D* texture1D = new osg::Texture1D;
1023        texture1D->setImage(tf->getImage());   
1024        texture1D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1025        texture1D->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
1026        texture1D->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
1027        texture1D->setWrap(osg::Texture::WRAP_R,osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
1028        stateset->setTextureAttributeAndModes(1,texture1D,osg::StateAttribute::ON);
1029
1030        osg::Uniform* tfTextureSampler = new osg::Uniform("tfTexture",1);
1031        stateset->addUniform(tfTextureSampler);
1032
1033        osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume-tf.frag");
1034        if (fragmentShader)
1035        {
1036            program->addShader(fragmentShader);
1037        }
1038        else
1039        {
1040            #include "volume_tf_frag.cpp"
1041            program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_tf_frag));
1042        }
1043
1044    }
1045    else
1046    {   
1047
1048        osg::Shader* fragmentShader = osgDB::readShaderFile(osg::Shader::FRAGMENT, "volume.frag");
1049        if (fragmentShader)
1050        {
1051            program->addShader(fragmentShader);
1052        }
1053        else
1054        {
1055            #include "volume_frag.cpp"
1056            program->addShader(new osg::Shader(osg::Shader::FRAGMENT, volume_frag));
1057        }
1058    }
1059
1060    osg::Uniform* sampleDensity = new osg::Uniform("sampleDensity", 0.01f);
1061    stateset->addUniform(sampleDensity);
1062
1063    osg::Uniform* transpancy = new osg::Uniform("transparency",0.5f);
1064    stateset->addUniform(transpancy);
1065
1066    osg::Uniform* alphaCutOff = new osg::Uniform("alphaCutOff",alphaFuncValue);
1067    stateset->addUniform(alphaCutOff);
1068
1069    stateset->setMode(GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::ON);
1070
1071    osg::TexGen* texgen = new osg::TexGen;
1072    texgen->setMode(osg::TexGen::OBJECT_LINEAR);
1073    texgen->setPlane(osg::TexGen::S, osg::Plane(1.0f/xSize,0.0f,0.0f,0.0f));
1074    texgen->setPlane(osg::TexGen::T, osg::Plane(0.0f,1.0f/ySize,0.0f,0.0f));
1075    texgen->setPlane(osg::TexGen::R, osg::Plane(0.0f,0.0f,1.0f/zSize,0.0f));
1076    texgen->setPlane(osg::TexGen::Q, osg::Plane(0.0f,0.0f,0.0f,1.0f));
1077   
1078    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, texgen, osg::StateAttribute::ON);
1079
1080    {
1081        osg::Geometry* geom = new osg::Geometry;
1082
1083        osg::Vec3Array* coords = new osg::Vec3Array(8);
1084        (*coords)[0].set(0,0,0);
1085        (*coords)[1].set(xSize,0,0);
1086        (*coords)[2].set(xSize,ySize,0);
1087        (*coords)[3].set(0,ySize,0);
1088        (*coords)[4].set(0,0,zSize);
1089        (*coords)[5].set(xSize,0,zSize);
1090        (*coords)[6].set(ySize,ySize,zSize);
1091        (*coords)[7].set(0,ySize,zSize);
1092        geom->setVertexArray(coords);
1093
1094        osg::Vec4Array* colours = new osg::Vec4Array(1);
1095        (*colours)[0].set(1.0f,1.0f,1.0,1.0f);
1096        geom->setColorArray(colours);
1097        geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
1098
1099        osg::DrawElementsUShort* drawElements = new osg::DrawElementsUShort(GL_QUADS);
1100        // bottom
1101        drawElements->push_back(0);
1102        drawElements->push_back(1);
1103        drawElements->push_back(2);
1104        drawElements->push_back(3);
1105       
1106        // bottom
1107        drawElements->push_back(3);
1108        drawElements->push_back(2);
1109        drawElements->push_back(6);
1110        drawElements->push_back(7);
1111
1112        // left
1113        drawElements->push_back(0);
1114        drawElements->push_back(3);
1115        drawElements->push_back(7);
1116        drawElements->push_back(4);
1117
1118        // right
1119        drawElements->push_back(5);
1120        drawElements->push_back(6);
1121        drawElements->push_back(2);
1122        drawElements->push_back(1);
1123
1124        // front
1125        drawElements->push_back(1);
1126        drawElements->push_back(0);
1127        drawElements->push_back(4);
1128        drawElements->push_back(5);
1129
1130        // top
1131        drawElements->push_back(7);
1132        drawElements->push_back(6);
1133        drawElements->push_back(5);
1134        drawElements->push_back(4);
1135
1136        geom->addPrimitiveSet(drawElements);
1137
1138        geode->addDrawable(geom);
1139
1140    }
1141    return root;
1142}
1143
1144osg::Node* createModel(ShadingModel shadeModel,
1145                       osg::ref_ptr<osg::Image>& image_3d,
1146                       osg::ref_ptr<osg::Image>& normalmap_3d,
1147                       osg::Texture::InternalFormatMode internalFormatMode,
1148                       float xSize, float ySize, float zSize,
1149                       float xMultiplier, float yMultiplier, float zMultiplier,
1150                       unsigned int numSlices=500, float sliceEnd=1.0f, float alphaFuncValue=0.02f, bool maximumIntensityProjection = false)
1151{
1152    bool two_pass = normalmap_3d.valid() && (image_3d->getPixelFormat()==GL_RGB || image_3d->getPixelFormat()==GL_RGBA);
1153
1154    osg::BoundingBox bb(-xSize*0.5f,-ySize*0.5f,-zSize*0.5f,xSize*0.5f,ySize*0.5f,zSize*0.5f);
1155
1156
1157    osg::Texture::FilterMode minFilter = osg::Texture::NEAREST;
1158    osg::Texture::FilterMode magFilter = osg::Texture::NEAREST;
1159
1160    float maxAxis = xSize;
1161    if (ySize > maxAxis) maxAxis = ySize;
1162    if (zSize > maxAxis) maxAxis = zSize;
1163
1164    osg::Group* group = new osg::Group;
1165   
1166    osg::TexGenNode* texgenNode_0 = new osg::TexGenNode;
1167    texgenNode_0->setTextureUnit(0);
1168    texgenNode_0->getTexGen()->setMode(osg::TexGen::EYE_LINEAR);
1169    texgenNode_0->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::S, osg::Plane(xMultiplier/xSize,0.0f,0.0f,0.5f));
1170    texgenNode_0->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::T, osg::Plane(0.0f,yMultiplier/ySize,0.0f,0.5f));
1171    texgenNode_0->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::R, osg::Plane(0.0f,0.0f,zMultiplier/zSize,0.5f));
1172   
1173    if (two_pass)
1174    {
1175        osg::TexGenNode* texgenNode_1 = new osg::TexGenNode;
1176        texgenNode_1->setTextureUnit(1);
1177        texgenNode_1->getTexGen()->setMode(osg::TexGen::EYE_LINEAR);
1178        texgenNode_1->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::S, texgenNode_0->getTexGen()->getPlane(osg::TexGen::S));
1179        texgenNode_1->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::T, texgenNode_0->getTexGen()->getPlane(osg::TexGen::T));
1180        texgenNode_1->getTexGen()->setPlane(osg::TexGen::R, texgenNode_0->getTexGen()->getPlane(osg::TexGen::R));
1181
1182        texgenNode_1->addChild(texgenNode_0);
1183
1184        group->addChild(texgenNode_1);
1185    }
1186    else
1187    { 
1188        group->addChild(texgenNode_0);
1189    }
1190
1191    float cubeSize = sqrtf(xSize*xSize+ySize*ySize+zSize*zSize);
1192
1193    osg::ClipNode* clipnode = new osg::ClipNode;
1194    clipnode->addChild(createCube(cubeSize,1.0f, numSlices,sliceEnd));
1195    clipnode->createClipBox(bb);
1196
1197    {
1198        // set up the Geometry to enclose the clip volume to prevent near/far clipping from affecting billboard
1199        osg::Geometry* geom = new osg::Geometry;
1200
1201        osg::Vec3Array* coords = new osg::Vec3Array();
1202        coords->push_back(bb.corner(0));
1203        coords->push_back(bb.corner(1));
1204        coords->push_back(bb.corner(2));
1205        coords->push_back(bb.corner(3));
1206        coords->push_back(bb.corner(4));
1207        coords->push_back(bb.corner(5));
1208        coords->push_back(bb.corner(6));
1209        coords->push_back(bb.corner(7));
1210
1211        geom->setVertexArray(coords);
1212
1213        osg::Vec4Array* colors = new osg::Vec4Array(1);
1214        (*colors)[0].set(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f);
1215        geom->setColorArray(colors);
1216        geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);
1217
1218        geom->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::POINTS,0,coords->size()));
1219
1220        osg::Geode* geode = new osg::Geode;
1221        geode->addDrawable(geom);
1222       
1223        clipnode->addChild(geode);
1224       
1225    }
1226
1227    texgenNode_0->addChild(clipnode);
1228
1229    osg::StateSet* stateset = texgenNode_0->getOrCreateStateSet();
1230
1231    stateset->setEventCallback(new FollowMouseCallback(false));
1232 
1233    stateset->setMode(GL_LIGHTING,osg::StateAttribute::ON);
1234    stateset->setMode(GL_BLEND,osg::StateAttribute::ON);
1235    stateset->setAttributeAndModes(new osg::AlphaFunc(osg::AlphaFunc::GREATER,alphaFuncValue), osg::StateAttribute::ON);
1236   
1237    osg::Material* material = new osg::Material;
1238    material->setDiffuse(osg::Material::FRONT_AND_BACK,osg::Vec4(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f));
1239    stateset->setAttributeAndModes(material);
1240   
1241    if (shadeModel==MaximumIntensityProjection)
1242    {
1243        stateset->setAttribute(new osg::BlendFunc(osg::BlendFunc::ONE, osg::BlendFunc::ONE));
1244        stateset->setAttribute(new osg::BlendEquation(osg::BlendEquation::RGBA_MAX));
1245    }
1246   
1247    osg::Vec3 lightDirection(1.0f,-1.0f,1.0f);
1248    lightDirection.normalize();
1249
1250    if (normalmap_3d.valid())
1251    {
1252        if (two_pass)
1253        {
1254
1255            // set up normal texture
1256            osg::Texture3D* bump_texture3D = new osg::Texture3D;
1257            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1258            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1259            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1260            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1261            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1262            bump_texture3D->setImage(normalmap_3d.get());
1263
1264            bump_texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1265
1266            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,bump_texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1267
1268            osg::TexEnvCombine* tec = new osg::TexEnvCombine;
1269            tec->setConstantColorAsLightDirection(lightDirection);
1270
1271            tec->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::DOT3_RGB);
1272            tec->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::CONSTANT);
1273            tec->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1274            tec->setSource1_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1275
1276            tec->setOperand1_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1277
1278            tec->setCombine_Alpha(osg::TexEnvCombine::REPLACE);
1279            tec->setSource0_Alpha(osg::TexEnvCombine::PRIMARY_COLOR);
1280            tec->setOperand0_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1281            tec->setSource1_Alpha(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1282            tec->setOperand1_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1283
1284            stateset->setTextureAttributeAndModes(0, tec, osg::StateAttribute::OVERRIDE|osg::StateAttribute::ON);
1285
1286            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1287            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1288            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1289
1290
1291            // set up color texture
1292            osg::Texture3D* texture3D = new osg::Texture3D;
1293            texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1294            texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1295            texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1296            texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1297            texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1298            texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1299            if (image_3d->getPixelFormat()==GL_ALPHA ||
1300                image_3d->getPixelFormat()==GL_LUMINANCE)
1301            {
1302                texture3D->setInternalFormatMode(osg::Texture3D::USE_USER_DEFINED_FORMAT);
1303                texture3D->setInternalFormat(GL_INTENSITY);
1304            }
1305            else
1306            {
1307                texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1308            }
1309            texture3D->setImage(image_3d.get());
1310
1311            stateset->setTextureAttributeAndModes(1,texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1312
1313            stateset->setTextureMode(1,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1314            stateset->setTextureMode(1,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1315            stateset->setTextureMode(1,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1316
1317            stateset->setTextureAttributeAndModes(1,new osg::TexEnv(),osg::StateAttribute::ON);
1318
1319        }
1320        else
1321        {
1322            osg::Texture3D* bump_texture3D = new osg::Texture3D;
1323            bump_texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1324            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1325            bump_texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1326            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1327            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1328            bump_texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1329            bump_texture3D->setImage(normalmap_3d.get());
1330
1331            bump_texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1332
1333            stateset->setTextureAttributeAndModes(0,bump_texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1334
1335            osg::TexEnvCombine* tec = new osg::TexEnvCombine;
1336            tec->setConstantColorAsLightDirection(lightDirection);
1337
1338            tec->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::DOT3_RGB);
1339            tec->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::CONSTANT);
1340            tec->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1341            tec->setSource1_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1342            tec->setOperand1_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
1343
1344            tec->setCombine_Alpha(osg::TexEnvCombine::MODULATE);
1345            tec->setSource0_Alpha(osg::TexEnvCombine::PRIMARY_COLOR);
1346            tec->setOperand0_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1347            tec->setSource1_Alpha(osg::TexEnvCombine::TEXTURE);
1348            tec->setOperand1_Alpha(osg::TexEnvCombine::SRC_ALPHA);
1349
1350            stateset->setTextureAttributeAndModes(0, tec, osg::StateAttribute::OVERRIDE|osg::StateAttribute::ON);
1351
1352            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1353            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1354            stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1355
1356            image_3d = normalmap_3d;
1357        }
1358    }
1359    else
1360    {     
1361        // set up the 3d texture itself,
1362        // note, well set the filtering up so that mip mapping is disabled,
1363        // gluBuild3DMipsmaps doesn't do a very good job of handled the
1364        // imbalanced dimensions of the 256x256x4 texture.
1365        osg::Texture3D* texture3D = new osg::Texture3D;
1366        texture3D->setResizeNonPowerOfTwoHint(false);
1367        texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MIN_FILTER,minFilter);
1368        texture3D->setFilter(osg::Texture3D::MAG_FILTER, magFilter);
1369        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_R,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1370        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_S,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1371        texture3D->setWrap(osg::Texture3D::WRAP_T,osg::Texture3D::CLAMP_TO_EDGE);
1372        if (image_3d->getPixelFormat()==GL_ALPHA ||
1373            image_3d->getPixelFormat()==GL_LUMINANCE)
1374        {
1375            texture3D->setInternalFormatMode(osg::Texture3D::USE_USER_DEFINED_FORMAT);
1376            texture3D->setInternalFormat(GL_INTENSITY);
1377        }
1378        else
1379        {
1380            texture3D->setInternalFormatMode(internalFormatMode);
1381        }
1382
1383        texture3D->setImage(image_3d.get());
1384
1385        stateset->setTextureAttributeAndModes(0,texture3D,osg::StateAttribute::ON);
1386
1387        stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_S,osg::StateAttribute::ON);
1388        stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_T,osg::StateAttribute::ON);
1389        stateset->setTextureMode(0,GL_TEXTURE_GEN_R,osg::StateAttribute::ON);
1390
1391        stateset->setTextureAttributeAndModes(0,new osg::TexEnv(),osg::StateAttribute::ON);
1392    }
1393 
1394    return group;
1395}
1396
1397struct ScaleOperator
1398{
1399    ScaleOperator():_scale(1.0f) {}
1400    ScaleOperator(float scale):_scale(scale) {}
1401    ScaleOperator(const ScaleOperator& so):_scale(so._scale) {}
1402   
1403    ScaleOperator& operator = (const ScaleOperator& so) { _scale = so._scale; return *this; }
1404
1405    float _scale;
1406
1407    inline void luminance(float& l) const { l*= _scale; }
1408    inline void alpha(float& a) const { a*= _scale; }
1409    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { l*= _scale; a*= _scale;  }
1410    inline void rgb(float& r,float& g,float& b) const { r*= _scale; g*=_scale; b*=_scale; }
1411    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { r*= _scale; g*=_scale; b*=_scale; a*=_scale; }
1412};
1413
1414struct RecordRowOperator
1415{
1416    RecordRowOperator(unsigned int num):_colours(num),_pos(0) {}
1417
1418    mutable std::vector<osg::Vec4>  _colours;
1419    mutable unsigned int            _pos;
1420   
1421    inline void luminance(float l) const { rgba(l,l,l,1.0f); }
1422    inline void alpha(float a) const { rgba(1.0f,1.0f,1.0f,a); }
1423    inline void luminance_alpha(float l,float a) const { rgba(l,l,l,a);  }
1424    inline void rgb(float r,float g,float b) const { rgba(r,g,b,1.0f); }
1425    inline void rgba(float r,float g,float b,float a) const { _colours[_pos++].set(r,g,b,a); }
1426};
1427
1428struct WriteRowOperator
1429{
1430    WriteRowOperator():_pos(0) {}
1431    WriteRowOperator(unsigned int num):_colours(num),_pos(0) {}
1432
1433    std::vector<osg::Vec4>  _colours;
1434    mutable unsigned int    _pos;
1435   
1436    inline void luminance(float& l) const { l = _colours[_pos++].r(); }
1437    inline void alpha(float& a) const { a = _colours[_pos++].a(); }
1438    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { l = _colours[_pos].r(); a = _colours[_pos++].a(); }
1439    inline void rgb(float& r,float& g,float& b) const { r = _colours[_pos].r(); g = _colours[_pos].g(); b = _colours[_pos].b(); }
1440    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(); }
1441};
1442
1443osg::Image* readRaw(int sizeX, int sizeY, int sizeZ, int numberBytesPerComponent, int numberOfComponents, const std::string& endian, const std::string& raw_filename)
1444{
1445    std::ifstream fin(raw_filename.c_str(), std::ifstream::binary);
1446    if (!fin) return 0;
1447
1448    GLenum pixelFormat;
1449    switch(numberOfComponents)
1450    {
1451        case 1 : pixelFormat = GL_LUMINANCE; break;
1452        case 2 : pixelFormat = GL_LUMINANCE_ALPHA; break;
1453        case 3 : pixelFormat = GL_RGB; break;
1454        case 4 : pixelFormat = GL_RGBA; break;
1455        default :
1456            osg::notify(osg::NOTICE)<<"Error: numberOfComponents="<<numberOfComponents<<" not supported, only 1,2,3 or 4 are supported."<<std::endl;
1457            return 0;
1458    }
1459
1460   
1461    GLenum dataType;
1462    switch(numberBytesPerComponent)
1463    {
1464        case 1 : dataType = GL_UNSIGNED_BYTE; break;
1465        case 2 : dataType = GL_UNSIGNED_SHORT; break;
1466        case 4 : dataType = GL_UNSIGNED_INT; break;
1467        default :
1468            osg::notify(osg::NOTICE)<<"Error: numberBytesPerComponent="<<numberBytesPerComponent<<" not supported, only 1,2 or 4 are supported."<<std::endl;
1469            return 0;
1470    }
1471   
1472    int s_maximumTextureSize=256, t_maximumTextureSize=256, r_maximumTextureSize=256;
1473   
1474    int sizeS = sizeX;
1475    int sizeT = sizeY;
1476    int sizeR = sizeZ;
1477    clampToNearestValidPowerOfTwo(sizeS, sizeT, sizeR, s_maximumTextureSize, t_maximumTextureSize, r_maximumTextureSize);
1478
1479    osg::ref_ptr<osg::Image> image = new osg::Image;
1480    image->allocateImage(sizeS, sizeT, sizeR, pixelFormat, dataType);
1481   
1482   
1483    bool endianSwap = (osg::getCpuByteOrder()==osg::BigEndian) ? (endian!="big") : (endian=="big");
1484   
1485    unsigned int r_offset = (sizeZ<sizeR) ? sizeR/2 - sizeZ/2 : 0;
1486   
1487    int offset = endianSwap ? numberBytesPerComponent : 0;
1488    int delta = endianSwap ? -1 : 1;
1489    for(int r=0;r<sizeZ;++r)
1490    {
1491        for(int t=0;t<sizeY;++t)
1492        {
1493            char* data = (char*) image->data(0,t,r+r_offset);
1494            for(int s=0;s<sizeX;++s)
1495            {
1496                if (!fin) return 0;
1497               
1498                for(int c=0;c<numberOfComponents;++c)
1499                {
1500                    char* ptr = data+offset;
1501                    for(int b=0;b<numberBytesPerComponent;++b)
1502                    {
1503                        fin.read((char*)ptr, 1);
1504                        ptr += delta;
1505                    }
1506                    data += numberBytesPerComponent;
1507                }
1508            }
1509        }
1510    }
1511
1512
1513    // normalise texture
1514    {
1515        // compute range of values
1516        osg::Vec4 minValue, maxValue;
1517        osgVolume::computeMinMax(image.get(), minValue, maxValue);
1518        osgVolume::modifyImage(image.get(),ScaleOperator(1.0f/maxValue.r()));
1519    }
1520   
1521   
1522    fin.close();
1523
1524    if (dataType!=GL_UNSIGNED_BYTE)
1525    {
1526        // need to convert to ubyte
1527       
1528        osg::ref_ptr<osg::Image> new_image = new osg::Image;
1529        new_image->allocateImage(sizeS, sizeT, sizeR, pixelFormat, GL_UNSIGNED_BYTE);
1530       
1531        RecordRowOperator readOp(sizeS);
1532        WriteRowOperator writeOp;
1533
1534        for(int r=0;r<sizeR;++r)
1535        {
1536            for(int t=0;t<sizeT;++t)
1537            {
1538                // reset the indices to beginning
1539                readOp._pos = 0;
1540                writeOp._pos = 0;
1541           
1542                // read the pixels into readOp's _colour array
1543                osgVolume::readRow(sizeS, pixelFormat, dataType, image->data(0,t,r), readOp);
1544                               
1545                // pass readOp's _colour array contents over to writeOp (note this is just a pointer swap).
1546                writeOp._colours.swap(readOp._colours);
1547               
1548                osgVolume::modifyRow(sizeS, pixelFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, new_image->data(0,t,r), writeOp);
1549
1550                // return readOp's _colour array contents back to its rightful owner.
1551                writeOp._colours.swap(readOp._colours);
1552            }
1553        }
1554       
1555        image = new_image;
1556    }
1557   
1558    return image.release();
1559   
1560   
1561}
1562
1563enum ColourSpaceOperation
1564{
1565    NO_COLOUR_SPACE_OPERATION,
1566    MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE,
1567    MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR,
1568    REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE
1569};
1570
1571struct ModulateAlphaByLuminanceOperator
1572{
1573    ModulateAlphaByLuminanceOperator() {}
1574
1575    inline void luminance(float&) const {}
1576    inline void alpha(float&) const {}
1577    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { a*= l; }
1578    inline void rgb(float&,float&,float&) const {}
1579    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { float l = (r+g+b)*0.3333333; a *= l;}
1580};
1581
1582struct ModulateAlphaByColourOperator
1583{
1584    ModulateAlphaByColourOperator(const osg::Vec4& colour):_colour(colour) { _lum = _colour.length(); }
1585   
1586    osg::Vec4 _colour;
1587    float _lum;
1588
1589    inline void luminance(float&) const {}
1590    inline void alpha(float&) const {}
1591    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { a*= l*_lum; }
1592    inline void rgb(float&,float&,float&) const {}
1593    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()); }
1594};
1595
1596struct ReplaceAlphaWithLuminanceOperator
1597{
1598    ReplaceAlphaWithLuminanceOperator() {}
1599
1600    inline void luminance(float&) const {}
1601    inline void alpha(float&) const {}
1602    inline void luminance_alpha(float& l,float& a) const { a= l; }
1603    inline void rgb(float&,float&,float&) const { }
1604    inline void rgba(float& r,float& g,float& b,float& a) const { float l = (r+g+b)*0.3333333; a = l; }
1605};
1606
1607void doColourSpaceConversion(ColourSpaceOperation op, osg::Image* image, osg::Vec4& colour)
1608{
1609    switch(op)
1610    {
1611        case (MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE):
1612            std::cout<<"doing conversion MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE"<<std::endl;
1613            osgVolume::modifyImage(image,ModulateAlphaByLuminanceOperator());
1614            break;
1615        case (MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR):
1616            std::cout<<"doing conversion MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR"<<std::endl;
1617            osgVolume::modifyImage(image,ModulateAlphaByColourOperator(colour));
1618            break;
1619        case (REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE):
1620            std::cout<<"doing conversion REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE"<<std::endl;
1621            osgVolume::modifyImage(image,ReplaceAlphaWithLuminanceOperator());
1622            break;
1623        default:
1624            break;
1625    }
1626}
1627
1628
1629struct ApplyTransferFunctionOperator
1630{
1631    ApplyTransferFunctionOperator(osg::TransferFunction1D* tf, unsigned char* data):
1632        _tf(tf),
1633        _data(data) {}
1634       
1635    inline void luminance(float l) const
1636    {
1637        osg::Vec4 c = _tf->getInterpolatedValue(l);
1638        //std::cout<<"l = "<<l<<" c="<<c<<std::endl;
1639        *(_data++) = (unsigned char)(c[0]*255.0f + 0.5f);
1640        *(_data++) = (unsigned char)(c[1]*255.0f + 0.5f);
1641        *(_data++) = (unsigned char)(c[2]*255.0f + 0.5f);
1642        *(_data++) = (unsigned char)(c[3]*255.0f + 0.5f);
1643    }
1644     
1645    inline void alpha(float a) const
1646    {
1647        luminance(a);
1648    }
1649   
1650    inline void luminance_alpha(float l,float a) const
1651    {
1652        luminance(l);
1653    }
1654     
1655    inline void rgb(float r,float g,float b) const
1656    {
1657        luminance((r+g+b)*0.3333333);
1658    }
1659   
1660    inline void rgba(float r,float g,float b,float a) const
1661    {
1662        luminance(a);
1663    }
1664   
1665    mutable osg::ref_ptr<osg::TransferFunction1D> _tf;
1666    mutable unsigned char* _data;
1667};
1668
1669osg::Image* applyTransferFunction(osg::Image* image, osg::TransferFunction1D* transferFunction)
1670{
1671    std::cout<<"Applying transfer function"<<std::endl;
1672    osg::Image* output_image = new osg::Image;
1673    output_image->allocateImage(image->s(),image->t(), image->r(), GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE);
1674   
1675    ApplyTransferFunctionOperator op(transferFunction, output_image->data());
1676    osgVolume::readImage(image,op);
1677   
1678    return output_image;
1679}
1680
1681osg::TransferFunction1D* readTransferFunctionFile(const std::string& filename)
1682{
1683    std::string foundFile = osgDB::findDataFile(filename);
1684    if (foundFile.empty())
1685    {
1686        std::cout<<"Error: could not find transfer function file : "<<filename<<std::endl;
1687        return 0;
1688    }
1689   
1690    std::cout<<"Reading transfer function "<<filename<<std::endl;
1691
1692    osg::TransferFunction1D::ValueMap valueMap;
1693    std::ifstream fin(foundFile.c_str());
1694    while(fin)
1695    {
1696        float value, red, green, blue, alpha;
1697        fin >> value >> red >> green >> blue >> alpha;
1698        if (fin)
1699        {
1700            std::cout<<"value = "<<value<<" ("<<red<<", "<<green<<", "<<blue<<", "<<alpha<<")"<<std::endl;
1701            valueMap[value] = osg::Vec4(red,green,blue,alpha);
1702        }
1703    }
1704   
1705    if (valueMap.empty())
1706    {
1707        std::cout<<"Error: No values read from transfer function file: "<<filename<<std::endl;
1708        return 0;
1709    }
1710   
1711    osg::TransferFunction1D* tf = new osg::TransferFunction1D;
1712    tf->assign(valueMap, true);
1713   
1714    return tf;
1715}
1716
1717
1718class TestSupportOperation: public osg::GraphicsOperation
1719{
1720public:
1721
1722    TestSupportOperation():
1723        osg::GraphicsOperation("TestSupportOperation",false),
1724        supported(true),
1725        errorMessage(),
1726        maximumTextureSize(256) {}
1727
1728    virtual void operator () (osg::GraphicsContext* gc)
1729    {
1730        OpenThreads::ScopedLock<OpenThreads::Mutex> lock(mutex);
1731
1732        glGetIntegerv( GL_MAX_3D_TEXTURE_SIZE, &maximumTextureSize );
1733       
1734        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Max texture size="<<maximumTextureSize<<std::endl;
1735    }
1736       
1737    OpenThreads::Mutex  mutex;
1738    bool                supported;
1739    std::string         errorMessage;
1740    GLint               maximumTextureSize;
1741};
1742
1743
1744
1745int main( int argc, char **argv )
1746{
1747    // use an ArgumentParser object to manage the program arguments.
1748    osg::ArgumentParser arguments(&argc,argv);
1749   
1750    // set up the usage document, in case we need to print out how to use this program.
1751    arguments.getApplicationUsage()->setDescription(arguments.getApplicationName()+" is the example which demonstrates use of 3D textures.");
1752    arguments.getApplicationUsage()->setCommandLineUsage(arguments.getApplicationName()+" [options] filename ...");
1753    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-h or --help","Display this information");
1754    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-n","Create normal map for per voxel lighting.");
1755    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-s <numSlices>","Number of slices to create.");
1756    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--images [filenames]","Specify a stack of 2d images to build the 3d volume from.");
1757    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--shader","Use OpenGL Shading Language. (default)");
1758    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--no-shader","Disable use of OpenGL Shading Language.");
1759    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--gpu-tf","Aply the transfer function on the GPU. (default)");
1760    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--cpu-tf","Apply the transfer function on the CPU.");
1761    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--mip","Use Maximum Intensity Projection (MIP) filtering.");
1762    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--xSize <size>","Relative width of rendered brick.");
1763    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--ySize <size>","Relative length of rendered brick.");
1764    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--zSize <size>","Relative height of rendered brick.");
1765    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--xMultiplier <multiplier>","Tex coord x mulitplier.");
1766    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--yMultiplier <multiplier>","Tex coord y mulitplier.");
1767    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--zMultiplier <multiplier>","Tex coord z mulitplier.");
1768    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--clip <ratio>","clip volume as a ratio, 0.0 clip all, 1.0 clip none.");
1769    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the s,t,r (x,y,z) dimensions.");
1770    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--s_maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the s (x) dimension.");
1771    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--t_maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the t (y) dimension.");
1772    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--r_maxTextureSize <size>","Set the texture maximum resolution in the r (z) dimension.");
1773    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed","Enable the usage of compressed textures.");
1774    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-arb","Enable the usage of OpenGL ARB compressed textures.");
1775    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-dxt1","Enable the usage of S3TC DXT1 compressed textures.");
1776    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-dxt3","Enable the usage of S3TC DXT3 compressed textures.");
1777    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--compressed-dxt5","Enable the usage of S3TC DXT5 compressed textures.");
1778    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--modulate-alpha-by-luminance","For each pixel multiple the alpha value by the luminance.");
1779    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--replace-alpha-with-luminance","For each pixel mSet the alpha value to the luminance.");
1780    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--num-components <num>","Set the number of components to in he target image.");
1781//    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("--raw <sizeX> <sizeY> <sizeZ> <numberBytesPerComponent> <numberOfComponents> <endian> <filename>","read a raw image data");
1782
1783    // construct the viewer.
1784    osgViewer::Viewer viewer(arguments);
1785
1786    // add the window size toggle handler
1787    viewer.addEventHandler(new osgViewer::WindowSizeHandler);
1788       
1789    // add the stats handler
1790    viewer.addEventHandler(new osgViewer::StatsHandler);
1791
1792    viewer.getCamera()->setClearColor(osg::Vec4(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f));
1793
1794    // if user request help write it out to cout.
1795    if (arguments.read("-h") || arguments.read("--help"))
1796    {
1797        arguments.getApplicationUsage()->write(std::cout);
1798        return 1;
1799    }
1800
1801    std::string outputFile;
1802    while (arguments.read("-o",outputFile)) {}
1803
1804
1805
1806    osg::ref_ptr<osg::TransferFunction1D> transferFunction;
1807    std::string tranferFunctionFile;
1808    while (arguments.read("--tf",tranferFunctionFile))
1809    {
1810        transferFunction = readTransferFunctionFile(tranferFunctionFile);
1811    }
1812
1813    unsigned int numSlices=500;
1814    while (arguments.read("-s",numSlices)) {}
1815   
1816   
1817    float sliceEnd=1.0f;
1818    while (arguments.read("--clip",sliceEnd)) {}
1819
1820    float alphaFunc=0.02f;
1821    while (arguments.read("--alphaFunc",alphaFunc)) {}
1822
1823
1824   
1825    ShadingModel shadingModel = Standard;
1826   
1827    bool maximumIntensityProjection = false;
1828    while(arguments.read("--mip")) shadingModel =  MaximumIntensityProjection;
1829
1830    bool createNormalMap = false;
1831    while (arguments.read("-n"))
1832    {
1833        shadingModel = Light;
1834        createNormalMap=true;
1835    }
1836
1837    while (arguments.read("--isosurface"))
1838    {
1839        shadingModel = Isosurface;
1840    }
1841
1842    float xSize=1.0f, ySize=1.0f, zSize=1.0f;
1843    while (arguments.read("--xSize",xSize)) {}
1844    while (arguments.read("--ySize",ySize)) {}
1845    while (arguments.read("--zSize",zSize)) {}
1846
1847    float xMultiplier=1.0f, yMultiplier=1.0f, zMultiplier=1.0f;
1848    while (arguments.read("--xMultiplier",xMultiplier)) {}
1849    while (arguments.read("--yMultiplier",yMultiplier)) {}
1850    while (arguments.read("--zMultiplier",zMultiplier)) {}
1851
1852    osg::ref_ptr<TestSupportOperation> testSupportOperation = new TestSupportOperation;
1853    viewer.setRealizeOperation(testSupportOperation.get());
1854   
1855    viewer.realize();
1856
1857    int maximumTextureSize = testSupportOperation->maximumTextureSize;
1858    int s_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1859    int t_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1860    int r_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1861    while(arguments.read("--maxTextureSize",maximumTextureSize))
1862    {
1863        s_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1864        t_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1865        r_maximumTextureSize = maximumTextureSize;
1866    }
1867    while(arguments.read("--s_maxTextureSize",s_maximumTextureSize)) {}
1868    while(arguments.read("--t_maxTextureSize",t_maximumTextureSize)) {}
1869    while(arguments.read("--r_maxTextureSize",r_maximumTextureSize)) {}
1870
1871    osg::Texture::InternalFormatMode internalFormatMode = osg::Texture::USE_IMAGE_DATA_FORMAT;
1872    while(arguments.read("--compressed") || arguments.read("--compressed-arb")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_ARB_COMPRESSION; }
1873
1874    while(arguments.read("--compressed-dxt1")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_S3TC_DXT1_COMPRESSION; }
1875    while(arguments.read("--compressed-dxt3")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_S3TC_DXT3_COMPRESSION; }
1876    while(arguments.read("--compressed-dxt5")) { internalFormatMode = osg::Texture::USE_S3TC_DXT5_COMPRESSION; }
1877   
1878   
1879    // set up colour space operation.
1880    ColourSpaceOperation colourSpaceOperation = NO_COLOUR_SPACE_OPERATION;
1881    osg::Vec4 colourModulate(0.25f,0.25f,0.25f,0.25f);
1882    while(arguments.read("--modulate-alpha-by-luminance")) { colourSpaceOperation = MODULATE_ALPHA_BY_LUMINANCE; }
1883    while(arguments.read("--modulate-alpha-by-colour", colourModulate.x(),colourModulate.y(),colourModulate.z(),colourModulate.w() )) { colourSpaceOperation = MODULATE_ALPHA_BY_COLOUR; }
1884    while(arguments.read("--replace-alpha-with-luminance")) { colourSpaceOperation = REPLACE_ALPHA_WITH_LUMINACE; }
1885       
1886    bool resizeToPowerOfTwo = false;
1887   
1888    unsigned int numComponentsDesired = 0;
1889    while(arguments.read("--num-components", numComponentsDesired)) {}
1890
1891    bool useShader = true;
1892    while(arguments.read("--shader")) { useShader = true; }
1893    while(arguments.read("--no-shader")) { useShader = true; }
1894
1895    bool gpuTransferFunction = true;
1896    while(arguments.read("--gpu-tf")) { gpuTransferFunction = true; }
1897    while(arguments.read("--cpu-tf")) { gpuTransferFunction = false; }
1898
1899    osg::ref_ptr<osg::Image> image_3d;
1900   
1901    std::string vh_filename;
1902    while (arguments.read("--vh", vh_filename))
1903    {
1904        std::string raw_filename, transfer_filename;
1905        int xdim(0), ydim(0), zdim(0);
1906
1907        std::ifstream header(vh_filename.c_str());
1908        if (header)
1909        {
1910            header >> raw_filename >> transfer_filename >> xdim >> ydim >> zdim >> xSize >> ySize >> zSize;
1911        }
1912       
1913        if (xdim*ydim*zdim==0)
1914        {
1915            std::cout<<"Error in reading volume header "<<vh_filename<<std::endl;
1916            return 1;
1917        }
1918       
1919        if (!raw_filename.empty())
1920        {
1921            image_3d = readRaw(xdim, ydim, zdim, 1, 1, "little", raw_filename);
1922        }
1923       
1924        if (!transfer_filename.empty())
1925        {
1926            std::ifstream fin(transfer_filename.c_str());
1927            if (fin)
1928            {
1929                osg::TransferFunction1D::ValueMap valueMap;
1930                float value = 0.0;
1931                while(fin && value<=1.0)
1932                {
1933                    float red, green, blue, alpha;
1934                    fin >> red >> green >> blue >> alpha;
1935                    if (fin)
1936                    {
1937                        valueMap[value] = osg::Vec4(red/255.0f,green/255.0f,blue/255.0f,alpha/255.0f);
1938                        std::cout<<"value = "<<value<<" ("<<red<<", "<<green<<", "<<blue<<", "<<alpha<<")";
1939                        std::cout<<"  ("<<valueMap[value]<<")"<<std::endl;
1940                    }
1941                    value += 1/255.0;
1942                }
1943
1944                if (valueMap.empty())
1945                {
1946                    std::cout<<"Error: No values read from transfer function file: "<<transfer_filename<<std::endl;
1947                    return 0;
1948                }
1949
1950                transferFunction = new osg::TransferFunction1D;
1951                transferFunction->assign(valueMap, true);
1952            }
1953        }
1954
1955    }
1956   
1957
1958    int sizeX, sizeY, sizeZ, numberBytesPerComponent, numberOfComponents;
1959    std::string endian, raw_filename;
1960    while (arguments.read("--raw", sizeX, sizeY, sizeZ, numberBytesPerComponent, numberOfComponents, endian, raw_filename))
1961    {
1962        image_3d = readRaw(sizeX, sizeY, sizeZ, numberBytesPerComponent, numberOfComponents, endian, raw_filename);
1963    }
1964
1965    while (arguments.read("--images"))
1966    {
1967        ImageList imageList;
1968        for(int pos=1;pos<arguments.argc() && !arguments.isOption(pos);++pos)
1969        {
1970            // not an option so assume string is a filename.
1971            osg::Image *image = osgDB::readImageFile( arguments[pos]);
1972
1973            if(image)
1974            {
1975                imageList.push_back(image);
1976            }
1977        }
1978       
1979        // pack the textures into a single texture.
1980        ProcessRow processRow;
1981        image_3d = createTexture3D(imageList, processRow, numComponentsDesired, s_maximumTextureSize, t_maximumTextureSize, r_maximumTextureSize, resizeToPowerOfTwo);
1982    }
1983
1984
1985    // any option left unread are converted into errors to write out later.
1986    arguments.reportRemainingOptionsAsUnrecognized();
1987
1988    // report any errors if they have occurred when parsing the program arguments.
1989    if (arguments.errors())
1990    {
1991        arguments.writeErrorMessages(std::cout);
1992        return 1;
1993    }
1994
1995    // assume remaining arguments are file names of textures.
1996    for(int pos=1;pos<arguments.argc() && !image_3d;++pos)
1997    {
1998        if (!arguments.isOption(pos))
1999        {
2000            std::string filename = arguments[pos];
2001            if (osgDB::getLowerCaseFileExtension(filename)=="dicom")
2002            {
2003                image_3d = osgDB::readImageFile( filename );
2004            }
2005            else
2006            {
2007                osgDB::FileType fileType = osgDB::fileType(filename);
2008                if (fileType == osgDB::FILE_NOT_FOUND)
2009                {
2010                    filename = osgDB::findDataFile(filename);
2011                    fileType = osgDB::fileType(filename);
2012                }
2013
2014                if (fileType == osgDB::DIRECTORY)
2015                {
2016                    osgDB::DirectoryContents contents = osgDB::getDirectoryContents(filename);
2017
2018                    std::sort(contents.begin(), contents.end());
2019
2020                    ImageList imageList;
2021                    for(osgDB::DirectoryContents::iterator itr = contents.begin();
2022                        itr != contents.end();
2023                        ++itr)
2024                    {
2025                        std::string localFile = filename + "/" + *itr;
2026                        std::cout<<"contents = "<<localFile<<std::endl;
2027                        if (osgDB::fileType(localFile) == osgDB::REGULAR_FILE)
2028                        {
2029                            // not an option so assume string is a filename.
2030                            osg::Image *image = osgDB::readImageFile(localFile);
2031                            if(image)
2032                            {
2033                                imageList.push_back(image);
2034                            }
2035                        }
2036                    }
2037
2038                    // pack the textures into a single texture.
2039                    ProcessRow processRow;
2040                    image_3d = createTexture3D(imageList, processRow, numComponentsDesired, s_maximumTextureSize, t_maximumTextureSize, r_maximumTextureSize, resizeToPowerOfTwo);
2041
2042                }
2043                else if (fileType == osgDB::REGULAR_FILE)
2044                {
2045                    // not an option so assume string is a filename.
2046                    image_3d = osgDB::readImageFile( filename );
2047                }
2048                else
2049                {
2050                    osg::notify(osg::NOTICE)<<"Error: could not find file: "<<filename<<std::endl;
2051                    return 1;
2052                }
2053            }           
2054        }
2055    }
2056   
2057    if (!image_3d)
2058    {
2059        std::cout<<"No model loaded, please specify and volumetric image file on the command line."<<std::endl;
2060        return 1;
2061    }
2062
2063#if 0
2064    osg::RefMatrix* matrix = dynamic_cast<osg::RefMatrix*>(image_3d->getUserData());
2065    if (matrix)
2066    {
2067        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Image has Matrix = "<<*matrix<<std::endl;
2068        xSize = image_3d->s() * (*matrix)(0,0);
2069        ySize = image_3d->t() * (*matrix)(1,1);
2070        zSize = image_3d->r() * (*matrix)(2,2);
2071    }
2072#else
2073        xSize = image_3d->s();
2074        ySize = image_3d->t();
2075        zSize = image_3d->r();
2076#endif
2077
2078
2079    osg::Vec4 minValue, maxValue;
2080    if (osgVolume::computeMinMax(image_3d.get(), minValue, maxValue));
2081    {
2082        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Min value "<<minValue<<std::endl;
2083        osg::notify(osg::NOTICE)<<"Max value "<<maxValue<<std::endl;
2084
2085        float minComponent = minValue[0];
2086        minComponent = osg::minimum(minComponent,minValue[1]);
2087        minComponent = osg::minimum(minComponent,minValue[2]);
2088        minComponent = osg::minimum(minComponent,minValue[3]);
2089
2090        float maxComponent = maxValue[0];
2091        maxComponent = osg::maximum(maxComponent,maxValue[1]);
2092        maxComponent = osg::maximum(maxComponent,maxValue[2]);
2093        maxComponent = osg::maximum(maxComponent,maxValue[3]);
2094
2095        float scale = 0.99f/(maxComponent-minComponent);
2096        float offset = -minComponent * scale;
2097
2098        osgVolume::offsetAndScaleImage(image_3d.get(),
2099            osg::Vec4(offset, offset, offset, offset),
2100            osg::Vec4(scale, scale, scale, scale));
2101
2102    }
2103
2104#if 0
2105    osg::Vec4 newMinValue, newMaxValue;
2106    if (osgVolume::computeMinMax(image_3d.get(), newMinValue, newMaxValue));
2107    {
2108        osg::notify(osg::NOTICE)<<"After min value "<<newMinValue<<std::endl;
2109        osg::notify(osg::NOTICE)<<"After max value "<<newMaxValue<<std::endl;
2110
2111    }
2112#endif
2113   
2114    if (colourSpaceOperation!=NO_COLOUR_SPACE_OPERATION)
2115    {
2116        doColourSpaceConversion(colourSpaceOperation, image_3d.get(), colourModulate);
2117    }
2118   
2119    if (!gpuTransferFunction && transferFunction.valid())
2120    {
2121        image_3d = applyTransferFunction(image_3d.get(), transferFunction.get());
2122    }
2123   
2124    osg::ref_ptr<osg::Image> normalmap_3d = createNormalMap ? createNormalMapTexture(image_3d.get()) : 0;
2125
2126
2127   
2128    // create a model from the images.
2129    osg::Node* rootNode = 0;
2130   
2131    if (useShader)
2132    {
2133        rootNode = createShaderModel(shadingModel,
2134                               image_3d, normalmap_3d.get(),
2135                               (gpuTransferFunction ? transferFunction.get() : 0),
2136                               internalFormatMode,
2137                               xSize, ySize, zSize,
2138                               xMultiplier, yMultiplier, zMultiplier,
2139                               numSlices, sliceEnd, alphaFunc);
2140    }
2141    else
2142    {
2143        rootNode = createModel(shadingModel,
2144                               image_3d, normalmap_3d,
2145                               internalFormatMode,
2146                               xSize, ySize, zSize,
2147                               xMultiplier, yMultiplier, zMultiplier,
2148                               numSlices, sliceEnd, alphaFunc);
2149    }
2150   
2151    if (!outputFile.empty())
2152    {   
2153        std::string ext = osgDB::getFileExtension(outputFile);
2154        std::string name_no_ext = osgDB::getNameLessExtension(outputFile);
2155        if (ext=="osg")
2156        {
2157            if (image_3d.valid())
2158            {
2159                image_3d->setFileName(name_no_ext + ".dds");           
2160                osgDB::writeImageFile(*image_3d, image_3d->getFileName());
2161            }
2162            if (normalmap_3d.valid())
2163            {
2164                normalmap_3d->setFileName(name_no_ext + "_normalmap.dds");           
2165                osgDB::writeImageFile(*normalmap_3d, normalmap_3d->getFileName());
2166            }
2167           
2168            osgDB::writeNodeFile(*rootNode, outputFile);
2169        }
2170        else if (ext=="ive")
2171        {
2172            osgDB::writeNodeFile(*rootNode, outputFile);       
2173        }
2174        else if (ext=="dds")
2175        {
2176            osgDB::writeImageFile(*image_3d, outputFile);       
2177        }
2178        else
2179        {
2180            std::cout<<"Extension not support for file output, not file written."<<std::endl;
2181        }
2182       
2183        return 0;
2184    }
2185
2186
2187    if (rootNode)
2188    {
2189
2190        // set the scene to render
2191        viewer.setSceneData(rootNode);
2192       
2193        // the the viewers main frame loop
2194        viewer.run();
2195    }   
2196   
2197    return 0;
2198
2199}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.