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 1.24 2003/07/04 21:39:39 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   static const int Scanner::GEOMETRY_LINOGRAM;
  76
  77
  78   Scanner (const Phantom& phm, const char* const geometryName, int nDet,
  79     int nView, int iOffsetView, int nSample, const double rot_anglen,
  80     double dFocalLengthRatio, double dCenterDetectorRatio, double dViewRatio, double dScanRatio);
  81   ~Scanner();
  82
  83   void collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int trace = Trace::TRACE_NONE,
  84     SGP* pSGP = NULL);
  85
  86   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);
  87
  88   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);
  89
  90   void setNView (int nView);
  91   void setOffsetView (int iOffsetView);
  92
  93   bool fail() const {return m_fail;}
  94   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
  95   unsigned int nDet() const {return m_nDet;}
  96   unsigned int nView() const {return m_nView;}
  97   unsigned int offsetView() const {return m_iOffsetView;}
  98   unsigned int startView() const {return m_startView;}
  99   double rotInc() const {return m_rotInc;}
 100   double detInc() const {return m_detInc;}
 101   double detLen() const {return m_detLen;}
 102   double detStart() const {return m_detStart;}
 103   double focalLength() const {return m_dFocalLength;}
 104   double sourceDetectorLength() const {return m_dSourceDetectorLength;}
 105   double centerDetectorLength() const {return m_dCenterDetectorLength;}
 106
 107   double viewDiameter() const {return m_dViewDiameter;}
 108   double scanDiameter() const {return m_dScanDiameter;}
 109   double fanBeamAngle() const {return m_dFanBeamAngle;}
 110
 111   int geometry() const {return m_idGeometry;}
 112
 113   static int getGeometryCount() {return s_iGeometryCount;}
 114   static const char* const* getGeometryNameArray() {return s_aszGeometryName;}
 115   static const char* const* getGeometryTitleArray() {return s_aszGeometryTitle;}
 116   static int convertGeometryNameToID (const char* const geometryName);
 117   static const char* convertGeometryIDToName (const int idGeometry);
 118   static const char* convertGeometryIDToTitle (const int idGeometry);
 119
 120  private:
 121   bool m_fail;
 122   std::string m_failMessage;
 123   int m_idGeometry;
 124   unsigned int m_nDet;          /* Number of detectors in array */
 125   unsigned int m_nView;         /* Number of rotated views */
 126   unsigned int m_iOffsetView;
 127   unsigned int m_startView;
 128   unsigned int m_nSample;       /* Number of rays per detector */
 129   double m_dFocalLength;        // Focal Length, distance from source to center
 130   double m_dSourceDetectorLength; // Distance from source to detectors
 131   double m_dCenterDetectorLength; // Distance from center to detectors
 132   double m_dViewDiameter; // Diameter of area being processed
 133   double m_dScanDiameter; // Diamer of area being scanned
 134   double m_dViewRatio;   // View Ratio to diameter phantom
 135   double m_dFocalLengthRatio;   // Source to Center Length as ratio to viewDiameter radius
 136   double m_dCenterDetectorRatio; // Center to Detector Length as ratio of viewDiameter radius
 137   double m_dScanRatio;       // Scan length to view length ratio
 138   double m_dFanBeamAngle;
 139   double m_detLen;              // Total length of detector array
 140   double m_rotLen;              // Rotation angle length in radians (norm 2PI)
 141   double m_detInc;              // Increment between centers of detectors
 142   double m_rotInc;              // Increment in rotation angle between views
 143   double m_detStart;
 144   double m_dXCenter;            // Center of Phantom
 145   double m_dYCenter;
 146   double m_dAngularDetIncrement;
 147   double m_dAngularDetLen;
 148
 149   int m_trace;
 150   struct {
 151     double xd1,yd1,xd2,yd2;     /* Coordinates of detector endpoints */
 152     double xs1,ys1,xs2,ys2;     /* Coordinates of source endpoints */
 153     double angle;               /* Starting angle */
 154     double dAngularDet;
 155   } m_initPos;
 156
 157   GRFMTX_2D m_rotmtxIncrement;
 158
 159 #ifdef HAVE_SGP
 160   SGP* m_pSGP;                  // Pointer to graphics device
 161   double m_dXMinWin;            // Extent of graphics window
 162   double m_dXMaxWin;
 163   double m_dYMinWin;
 164   double m_dYMaxWin;
 165   double m_dTextHeight;
 166 #endif
 167
 168   static const char* const s_aszGeometryName[];
 169   static const char* const s_aszGeometryTitle[];
 170   static const int s_iGeometryCount;
 171
 172   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);
 173
 174   double projectSingleLine (const Phantom& phm, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2);
 175
 176   double projectLineAgainstPElem (const PhantomElement& pelem, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2);
 177
 178   void traceShowParam (const char* szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...);
 179   void traceShowParamXOR (const char* szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...);
 180   void traceShowParamRasterOp (int iRasterOp, const char* szLabel, const char* fmt, int row, int color, va_list va);
 181
 182
 183 };
 184
 185 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_PHANT_ID=0;
 186 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_GEOMETRY=1;
 187 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_FOCAL_LENGTH=2;
 188 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_FIELD_OF_VIEW=3;
 189 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_NDET=4;
 190 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_NVIEW=5;
 191 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_SAMPLES=6;
 192 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_CURR_VIEW=7;
 193 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_ATTEN=8;
 194
 195
 196
 197 #endif