r1018: *** empty log message ***
[ctsim.git] / include / scanner.h
1 /*****************************************************************************
2 ** FILE IDENTIFICATION
3 **
4 **   Name:          scanner.h
5 **   Purpose:       Scanner header file
6 **   Programmer:    Kevin Rosenberg
7 **   Date Started:  July 1, 1984
8 **
9 **  This is part of the CTSim program
10 **  Copyright (C) 1983-2000 Kevin Rosenberg
11 **
12 **  $Id: scanner.h,v 1.22 2001/09/24 09:40:42 kevin Exp $
13 **
14 **
15 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
16 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
17 **  published by the Free Software Foundation.
18 **
19 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
20 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
21 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
22 **  GNU General Public License for more details.
23 **
24 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
25 **  along with this program; if not, write to the Free Software
26 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
27 ******************************************************************************/
28
29 #ifndef SCANNER_H
30 #define SCANNER_H
31
32 #include "trace.h"
33
34 class Projections;
35 class Phantom;
36 class PhantomElement;
37 class SGP;
38
39 // Projections are collected along an array of ndet detectors.  The data
40 // for these detectors is stored in the class DetectorArray
41
42 typedef float DetectorValue;
43
44 class DetectorArray
45 {
46  public:
47   DetectorArray (const int ndet);
48   ~DetectorArray ();
49
50   const int nDet() const {return m_nDet;}
51   const double viewAngle() const {return m_viewAngle;}
52   DetectorValue* detValues() {return m_detValues;}
53   const DetectorValue* detValues() const {return m_detValues;}
54
55   void setViewAngle (double viewAngle)
56       { m_viewAngle = viewAngle; }
57
58  private:
59   DetectorValue* m_detValues;   // Pointer to array of values recorded by detector 
60   int m_nDet;                   // Number of detectors in array */
61   double m_viewAngle;           // View angle in radians 
62
63   DetectorArray& operator=(const DetectorArray& rhs);   // assignment
64   DetectorArray (const DetectorArray& rhs);             // copy constructor
65 };
66
67
68 class Scanner
69 {
70  public:
71   static const int Scanner::GEOMETRY_INVALID;
72   static const int Scanner::GEOMETRY_PARALLEL;
73   static const int Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR;
74   static const int Scanner::GEOMETRY_EQUIANGULAR;
75
76   
77   Scanner (const Phantom& phm, const char* const geometryName, int nDet, 
78     int nView, int iOffsetView, int nSample, const double rot_anglen, 
79     double dFocalLengthRatio, double dCenterDetectorRatio, double dViewRatio, double dScanRatio);
80   ~Scanner();
81   
82   void collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int trace = Trace::TRACE_NONE,
83     SGP* pSGP = NULL);
84
85   void collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int iStartView, const int iNumViews, const int iOffsetView, bool bStoreAtViewPosition, const int trace = Trace::TRACE_NONE, SGP* pSGP = NULL);
86
87   void collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int iStartView, const int iNumViews, const int iOffsetView, int iStorageOffset, const int trace = Trace::TRACE_NONE, SGP* pSGP = NULL);
88
89   void setNView (int nView);
90   void setOffsetView (int iOffsetView);
91
92   bool fail() const {return m_fail;}
93   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
94   unsigned int nDet() const {return m_nDet;}
95   unsigned int nView() const {return m_nView;}
96   unsigned int offsetView() const {return m_iOffsetView;}
97   unsigned int startView() const {return m_startView;} 
98   double rotInc() const {return m_rotInc;}
99   double detInc() const {return m_detInc;}
100   double detLen() const {return m_detLen;}
101   double detStart() const {return m_detStart;}
102   double focalLength() const {return m_dFocalLength;}
103   double sourceDetectorLength() const {return m_dSourceDetectorLength;}
104   double centerDetectorLength() const {return m_dCenterDetectorLength;}
105
106   double viewDiameter() const {return m_dViewDiameter;}
107   double scanDiameter() const {return m_dScanDiameter;}
108   double fanBeamAngle() const {return m_dFanBeamAngle;}
109
110   int geometry() const {return m_idGeometry;}
111
112   static int getGeometryCount() {return s_iGeometryCount;}
113   static const char** getGeometryNameArray() {return s_aszGeometryName;}
114   static const char** getGeometryTitleArray() {return s_aszGeometryTitle;}
115   static int convertGeometryNameToID (const char* const geometryName);
116   static const char* convertGeometryIDToName (const int idGeometry);
117   static const char* convertGeometryIDToTitle (const int idGeometry);
118   
119  private:
120   bool m_fail;
121   std::string m_failMessage;
122   int m_idGeometry;
123   unsigned int m_nDet;          /* Number of detectors in array */
124   unsigned int m_nView;         /* Number of rotated views */
125   unsigned int m_iOffsetView; 
126   unsigned int m_startView; 
127   unsigned int m_nSample;       /* Number of rays per detector */
128   double m_dFocalLength;        // Focal Length, distance from source to center
129   double m_dSourceDetectorLength; // Distance from source to detectors
130   double m_dCenterDetectorLength; // Distance from center to detectors
131   double m_dViewDiameter; // Diameter of area being processed
132   double m_dScanDiameter; // Diamer of area being scanned
133   double m_dViewRatio;   // View Ratio to diameter phantom
134   double m_dFocalLengthRatio;   // Source to Center Length as ratio to viewDiameter radius 
135   double m_dCenterDetectorRatio; // Center to Detector Length as ratio of viewDiameter radius
136   double m_dScanRatio;       // Scan length to view length ratio
137   double m_dFanBeamAngle;
138   double m_detLen;              // Total length of detector array 
139   double m_rotLen;              // Rotation angle length in radians (norm 2PI)
140   double m_detInc;              // Increment between centers of detectors 
141   double m_rotInc;              // Increment in rotation angle between views 
142   double m_detStart;
143   double m_dXCenter;            // Center of Phantom
144   double m_dYCenter;            
145   double m_dAngularDetIncrement;
146   double m_dAngularDetLen;
147
148   int m_trace;
149   struct {
150     double xd1,yd1,xd2,yd2;     /* Coordinates of detector endpoints */
151     double xs1,ys1,xs2,ys2;     /* Coordinates of source endpoints */
152     double angle;               /* Starting angle */
153     double dAngularDet;
154   } m_initPos;
155
156   GRFMTX_2D m_rotmtxIncrement;
157
158 #ifdef HAVE_SGP
159   SGP* m_pSGP;                  // Pointer to graphics device
160   double m_dXMinWin;            // Extent of graphics window
161   double m_dXMaxWin;
162   double m_dYMinWin;
163   double m_dYMaxWin;
164   double m_dTextHeight;
165 #endif
166
167   static const char* s_aszGeometryName[];
168   static const char* s_aszGeometryTitle[];
169   static const int s_iGeometryCount;
170
171   void projectSingleView (const Phantom& phm, DetectorArray& darray, const double xd1, const double yd1, const double xd2, const double yd2, const double xs1, const double ys1, const double xs2, const double ys2, const double dDetAngle);
172
173   double projectSingleLine (const Phantom& phm, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2);
174
175   double projectLineAgainstPElem (const PhantomElement& pelem, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2);
176
177   void traceShowParam (const char* szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...);
178   void traceShowParamXOR (const char* szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...);
179   void traceShowParamRasterOp (int iRasterOp, const char* szLabel, const char* fmt, int row, int color, va_list va);
180
181
182 };
183
184 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_PHANT_ID=0;
185 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_GEOMETRY=1;
186 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_FOCAL_LENGTH=2;
187 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_FIELD_OF_VIEW=3;
188 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_NDET=4;
189 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_NVIEW=5;
190 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_SAMPLES=6;
191 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_CURR_VIEW=7;
192 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_ATTEN=8;
193
194
195
196 #endif