vtkLookupTableで頂点に設定したスカラー値を元にサーモグラフィー着色

#include <iostream>

//VTK_MODULE_INITに必要
#include <vtkAutoInit.h>


#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>

//円筒とその表示に必要
#include <vtkPointData.h>
#include <vtkCellData.h>
#include <vtkPolyData.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>

#include <vtkLookupTable.h>
#include <vtkFloatArray.h>


#pragma comment(lib,"opengl32.lib")
#pragma comment(lib,"psapi.lib")
#pragma comment(lib,"dbghelp.lib")
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

#include <vtkCellArray.h>
#include <vtkTriangle.h>

//必須
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);

//! @brief サーモグラフィー風のカラールックアップテーブルを生成する
//! @param [in] scalar_min スカラー値の最小値
//! @param [in] scalar_max スカラー値の最大値
//! @param [in] division スカラー値の範囲を何分割するか
//! @return カラールックアップテーブル
vtkSmartPointer<vtkLookupTable> ThermographyColorTable(const double scalar_min, const double scalar_max, const int division) {

  vtkSmartPointer<vtkLookupTable> lut = vtkSmartPointer<vtkLookupTable>::New();
  lut->SetNumberOfTableValues(division); // テーブルの要素数を設定
  lut->SetTableRange(scalar_min, scalar_max); // スカラー値の範囲を設定
  lut->Build();

  // テーブルの i 番目の要素に対応する色を設定
  for (int i = 0; i < division; i++)
  {
    double t = static_cast<double>(i) / float(division - 1);
    double r, g, b;
    if (t < 0.33)
    {
      // 青から緑への補間
      double factor = t / 0.33;
      r = 0.0;
      g = factor;
      b = 1.0 - factor;
    }
    else if (t < 0.66)
    {
      // 緑から黄への補間
      double factor = (t - 0.33) / 0.33;
      r = factor;
      g = 1.0;
      b = 0.0;
    }
    else
    {
      // 黄から赤への補間
      double factor = (t - 0.66) / 0.34;
      r = 1.0;
      g = 1.0 - factor;
      b = 0.0;
    }

    // テーブルの i 番目の要素に色を設定
    lut->SetTableValue(
      i  // テーブルの要素番号
      ,r,g,b,1.0
    );
  }
  return lut;
}

int main(int, char* [])
{
  /////////////////////////////
  // 三頂点を定義
  vtkSmartPointer<vtkPoints> points = vtkSmartPointer<vtkPoints>::New();
  points->InsertNextPoint(0.0, 0.0, 0.0);
  points->InsertNextPoint(1.0, 0.0, 0.0);
  points->InsertNextPoint(0.0, 1.0, 0.0);

  // 三角形を定義
  vtkSmartPointer<vtkCellArray> triangles = vtkSmartPointer<vtkCellArray>::New();
  vtkIdType pts[3] = { 0, 1, 2 };
  triangles->InsertNextCell(3, pts);

  // ポリゴンデータを作成
  vtkSmartPointer<vtkPolyData> polyData = vtkSmartPointer<vtkPolyData>::New();
  polyData->SetPoints(points);
  polyData->SetPolys(triangles);

  /////////////////////////////
  // 各頂点にスカラー値を設定
  vtkSmartPointer<vtkFloatArray> scalars = vtkSmartPointer<vtkFloatArray>::New();
  scalars->SetName("MyScalarValues");
  scalars->InsertNextValue(0.0);   // 頂点0 に 0.0 を設定
  scalars->InsertNextValue(50.0);  // 頂点1 に 50.0 を設定
  scalars->InsertNextValue(100.0); // 頂点2 に 100.0 を設定
  polyData->GetPointData()->SetScalars(scalars);

  vtkSmartPointer<vtkFloatArray> scalars2 = vtkSmartPointer<vtkFloatArray>::New();
  scalars2->SetName("MyScalarValues2");
  scalars2->InsertNextValue(0.0);   // 頂点0 に 0.0 を設定
  scalars2->InsertNextValue(90.0);  // 頂点1 に 50.0 を設定
  scalars2->InsertNextValue(0.0); // 頂点2 に 100.0 を設定
  polyData->GetPointData()->AddArray(scalars2);

  polyData->GetPointData()->SetActiveScalars("MyScalarValues");

  /////////////////////////////
  // ルックアップテーブルの設定
  // scalar_min から scalar_max までのスカラー値を 100 段階に分け、それぞれの範囲に対応する色を設定
  float scalar_min = 0.0;
  float scalar_max = 100.0; // スカラー値の最小値と最大値
  int division = 200; // スカラー値の範囲を何分割するか
  vtkSmartPointer<vtkLookupTable> thermocolor = ThermographyColorTable(scalar_min, scalar_max,division);

  /////////////////////////////
  // マッパーとアクターの設定
  vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
  mapper->SetInputData(polyData);
  mapper->SetLookupTable(thermocolor);
  mapper->SetScalarRange(scalar_min, scalar_max);
  // スカラー値の補間を先に行い、その後ルックアップテーブルで色を決定
  mapper->SetInterpolateScalarsBeforeMapping(true);

  vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
  actor->SetMapper(mapper);

  /////////////////////////////
  // レンダラー等の設定
  vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
  renderer->AddActor(actor);
  renderer->SetBackground(0.1, 0.1, 0.1);

  vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renderWindow = vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
  renderWindow->AddRenderer(renderer);
  renderWindow->SetSize(800, 600);

  vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> interactor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
  interactor->SetRenderWindow(renderWindow);

  renderWindow->Render();
  interactor->Start();

  return EXIT_SUCCESS;
}