用户界面,如图所示1具有一个主窗口,用于显示3D视图和顶级菜单选项,以及多个截面视图,用于可视化穿过数据的虚拟截面。查看器的基本功能是允许交互式数字切割3D灰度或体素图像。此查看器的特殊功能是可以显示任意数量的剖视图,每个剖视图都具有独立和任意的方向和位置。为了帮助在卷中导航,提供了3D反馈窗口。这将显示3D体积的边界框和透明表面,例如胚胎模型。此外,在许多可选选项中提供了当前截面位置的反馈:平面与边界框的相交多边形、用纯色填充的平面的显示以及在3D视图中映射到平面上的截面图像的显示。
使用适当的数据,JAtlasViewer将导入映射的“解剖”。这分为两部分,一个术语层次结构和一组链接到层次结构中特定术语的“域”。域是识别与该术语相关联的灰度级图像内的空间区域或体素集合的3D二进制图像。然后,解剖将用于在剖面视图中提供反馈。下面讨论这些解剖选项、剖面视图控件和主窗口选项。
主对话框
当调用应用程序时,将向用户显示一个顶级对话框。在显示任何内容之前,用户必须选择灰度级3D图像。目前,这必须格式化为Woolz图像,但EMAP网站上提供了许多3D格式的转换器。读入后,3D体素图像的边界框将与数据的曲面表示一起显示在主窗口中(如果可用)。可以使用光标以交互方式操纵此三维视图,以从任意方向和位置提供视图。
主窗口的菜单选项包括:
文件
用于打开图像数据、保存视图、保存和恢复设置、最近文件列表和退出的命令。
查看节
通过体素模型选择剖面视图。如果图像模型正确对齐,一个新窗口将显示一个预设的截面,即横向、正面和矢状面。可以将每个视图设置为在三维体图像中以任意方向和位置显示视图。
解剖
如果体素模型数据配置了一组解剖区域,则可以从菜单中选择这些区域并在剖面视图中显示。对于EADHB和EMAP地图集,菜单层次结构对应于HUMAT和EMAP解剖本体。
三维视图
在主窗口中控制3D可视化的选项,切换3D表面、边界框和相交线的可见性,显示焦点部分和选定的解剖。
方向
预设3D方向以提供标准查看方向。
帮助
在线帮助菜单。
三维视图窗口显示打开体积的边界框和胚胎曲面的透明视图。此曲面是预先确定的,并存储在可视化工具包(VTK)中[19])格式。3D渲染是在Java 3D中编程的,3D视图窗口中的对象(曲面和边界框)可以通过旋转、平移和缩放控件(使用按钮拖动)自由交互操作(向查看器平移)。
如果提供了解剖层次结构和相关数据文件,则可以通过一个附加窗口浏览本体,并选择要在剖视图和3D视图窗口中显示的组件。对于胚胎表面,表面模型预先计算并以VTK格式存储。JAtlasViewer识别的数据布局在EMAP网站上有详细描述。
横断面图
每个剖面视图都显示在其自己的剖面查看器中,可以显示在主窗口(Microsoft Windows样式)内,也可以显示在独立的外部窗口中。Section Viewer是可以轻松导入到其他应用程序中的Java组件。主要的观察控制是将视图平面平行移动通过图像体积,作为“数字切片机”的一种形式,其截面厚度由3D图像的基本分辨率决定,即,将切片机移动一步将移动到堆栈中的下一个体素。假设一旦确定了截面方向,典型的用途将是以这种方式探索体积。截面位置由“distance”参数确定,该参数是距固定点的体素距离(默认情况下位于边界框的中心)。通过设置多个视图角度来选择截面方向。这些控件控制垂直于视图平面的视图方向。我们使用以下定义的标准视角[20]与欧拉旋转角有关[21]. 其中两个角度决定了视图的方向,第三个角度是围绕该方向旋转。这些角度可以用航海/航空术语理解为俯仰,偏航和卷分别是。默认情况下,这些查看控件是隐藏的。
除了主视图方向控件之外,还有一些选项可以帮助导航。这些是查看模式:根据俯仰和偏航值自动确定横滚的选项。
固定点:选择用作旋转中心的固定点。设置此选项的效果是,在“距离”为零的情况下,使该体素在所有视图方向上都保持可见。
固定直线:设置第二个固定点并约束视图,使两个固定点都保留在剖面中。这样做的效果是将自由度减少为围绕两点之间的线旋转的单个参数。
每个剖视图的其余控件用于设置反馈选项,包括剖视图之间、剖视图和三维视图之间,并允许保存视图及其设置(视图参数)。视图内和视图间反馈选项由“Show”(显示)菜单提供。这提供了切换控件以启用:
三维视图可以根据三维体积提供所查看截面的反馈。对于大多数用户来说,这些是理解所查看部分的位置和方向的重要帮助。大多数出版物都遵循显示截面图像的惯例,使用此界面可以在任何方向和方向查看截面数据,即根据视图方向,截面可能显示为“反向”,因此位置和方向反馈至关重要。位置反馈以多种形式提供,但都指示所观察的平面与参考图像的边界框的相交。信息量最大的选择是使用纹理映射将截面的灰度图像渲染到3D视图中。这在计算上很昂贵,因此提供了另外两个选项。它们使用截面平面和边界框之间的相交多边形(as-is或用纯色填充)。方向反馈是可选的,由3D视图中显示的箭头提供。
解剖经理
JAtlasViewer的主要目的是为3D提供集成查看器地图集这些包括灰度(或潜在颜色)参考图像和一组与文本层次结构中的术语相关联的域或区域。对于地理地图集,这些将对应于自然地理和与各个国家相关的区域。然后,等级制度将列出国家名称,可能是在各大洲之下,并划分为各县。对于EADHB和EMAP,参考图像是胚胎的体素重建,域是描绘的解剖组件。术语的层次结构是相应的解剖学本体[22,23]. 用户可以从本体中选择解剖术语,以便在剖面图和3D视图中显示。选择后,组件由解剖经理(参见图2)它控制显示属性可见性和颜色。解剖管理器显示完整的组件名称、可见性控制开关、颜色选择器和删除按钮。之所以采用这种风格,是因为可能的组件选择数量很大(15–500取决于阶段),因此用户需要详细控制。此外,尽管只有解剖层次结构中的选定术语定义了相应的域,但域的组合是“动态”生成的,因此也可以可视化更大的结构。
这个颜色选择器按钮允许用户使用标准颜色选择器对话框更改解剖组件的颜色。更改将立即反映在所有打开的横断面图和三维反馈窗口中。。
这个文本字段显示解剖组件的全名。解剖组件分为两大层次,从胚胎或胚外成分。中间的高层结构用“/”(斜杠)隔开,名称的最后部分大写。名称后面的星号表示这是一个原子组件,在解剖菜单中称为(领域). 使用鼠标左键单击从解剖菜单中选择解剖组件。还可以使用鼠标右键单击或组合转移键和(左)鼠标单击。通过在文本框内左右拖动鼠标,可以滚动解剖名称。
可见性切换用于选择零部件是否显示在剖视图和三维反馈窗口中。这种精细的控制有助于分析过程,并允许用户建立显示全部或部分解剖结构的可视化。这个删除是一个切换控件,用于从表中删除解剖组件。