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) 1983-2009 Kevin Rosenberg
  11 **
  12 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  14 **  published by the Free Software Foundation.
  15 **
  16 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19 **  GNU General Public License for more details.
  20 **
  21 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  22 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  23 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  24 ******************************************************************************/
  25
  26 #ifndef SCANNER_H
  27 #define SCANNER_H
  28
  29 #include "trace.h"
  30
  31 class Projections;
  32 class Phantom;
  33 class PhantomElement;
  34 class SGP;
  35
  36 // Projections are collected along an array of ndet detectors.  The data
  37 // for these detectors is stored in the class DetectorArray
  38
  39 typedef float DetectorValue;
  40
  41 class DetectorArray
  42 {
  43  public:
  44   DetectorArray (const int ndet);
  45   ~DetectorArray ();
  46
  47   const int nDet() const {return m_nDet;}
  48   const double viewAngle() const {return m_viewAngle;}
  49   DetectorValue* detValues() {return m_detValues;}
  50   const DetectorValue* detValues() const {return m_detValues;}
  51
  52   void setViewAngle (double viewAngle)
  53       { m_viewAngle = viewAngle; }
  54
  55  private:
  56   DetectorValue* m_detValues;   // Pointer to array of values recorded by detector
  57   int m_nDet;                   // Number of detectors in array */
  58   double m_viewAngle;           // View angle in radians
  59
  60   DetectorArray& operator=(const DetectorArray& rhs);   // assignment
  61   DetectorArray (const DetectorArray& rhs);             // copy constructor
  62 };
  63
  64
  65 class Scanner
  66 {
  67  public:
  68   static const int GEOMETRY_INVALID;
  69   static const int GEOMETRY_PARALLEL;
  70   static const int GEOMETRY_EQUILINEAR;
  71   static const int GEOMETRY_EQUIANGULAR;
  72   static const int GEOMETRY_LINOGRAM;
  73
  74
  75   Scanner (const Phantom& phm, const char* const geometryName, int nDet,
  76     int nView, int iOffsetView, int nSample, const double rot_anglen,
  77     double dFocalLengthRatio, double dCenterDetectorRatio, double dViewRatio, double dScanRatio);
  78   ~Scanner();
  79
  80   void collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int trace = Trace::TRACE_NONE,
  81     SGP* pSGP = NULL);
  82
  83   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);
  84
  85   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);
  86
  87   void setNView (int nView);
  88   void setOffsetView (int iOffsetView);
  89
  90   bool fail() const {return m_fail;}
  91   const std::string& failMessage() const {return m_failMessage;}
  92   unsigned int nDet() const {return m_nDet;}
  93   unsigned int nView() const {return m_nView;}
  94   unsigned int offsetView() const {return m_iOffsetView;}
  95   unsigned int startView() const {return m_startView;}
  96   double rotInc() const {return m_rotInc;}
  97   double detInc() const {return m_detInc;}
  98   double detLen() const {return m_detLen;}
  99   double detStart() const {return m_detStart;}
 100   double focalLength() const {return m_dFocalLength;}
 101   double sourceDetectorLength() const {return m_dSourceDetectorLength;}
 102   double centerDetectorLength() const {return m_dCenterDetectorLength;}
 103
 104   double viewDiameter() const {return m_dViewDiameter;}
 105   double scanDiameter() const {return m_dScanDiameter;}
 106   double fanBeamAngle() const {return m_dFanBeamAngle;}
 107
 108   int geometry() const {return m_idGeometry;}
 109
 110   static int getGeometryCount() {return s_iGeometryCount;}
 111   static const char* const* getGeometryNameArray() {return s_aszGeometryName;}
 112   static const char* const* getGeometryTitleArray() {return s_aszGeometryTitle;}
 113   static int convertGeometryNameToID (const char* const geometryName);
 114   static const char* convertGeometryIDToName (const int idGeometry);
 115   static const char* convertGeometryIDToTitle (const int idGeometry);
 116
 117  private:
 118   bool m_fail;
 119   std::string m_failMessage;
 120   int m_idGeometry;
 121   unsigned int m_nDet;          /* Number of detectors in array */
 122   unsigned int m_nView;         /* Number of rotated views */
 123   unsigned int m_iOffsetView;
 124   unsigned int m_startView;
 125   unsigned int m_nSample;       /* Number of rays per detector */
 126   double m_dFocalLength;        // Focal Length, distance from source to center
 127   double m_dSourceDetectorLength; // Distance from source to detectors
 128   double m_dCenterDetectorLength; // Distance from center to detectors
 129   double m_dViewDiameter; // Diameter of area being processed
 130   double m_dScanDiameter; // Diamer of area being scanned
 131   double m_dViewRatio;   // View Ratio to diameter phantom
 132   double m_dFocalLengthRatio;   // Source to Center Length as ratio to viewDiameter radius
 133   double m_dCenterDetectorRatio; // Center to Detector Length as ratio of viewDiameter radius
 134   double m_dScanRatio;       // Scan length to view length ratio
 135   double m_dFanBeamAngle;
 136   double m_detLen;              // Total length of detector array
 137   double m_rotLen;              // Rotation angle length in radians (norm 2PI)
 138   double m_detInc;              // Increment between centers of detectors
 139   double m_rotInc;              // Increment in rotation angle between views
 140   double m_detStart;
 141   double m_dXCenter;            // Center of Phantom
 142   double m_dYCenter;
 143   double m_dAngularDetIncrement;
 144   double m_dAngularDetLen;
 145
 146   int m_trace;
 147   struct {
 148     double xd1,yd1,xd2,yd2;     /* Coordinates of detector endpoints */
 149     double xs1,ys1,xs2,ys2;     /* Coordinates of source endpoints */
 150     double angle;               /* Starting angle */
 151     double dAngularDet;
 152   } m_initPos;
 153
 154   GRFMTX_2D m_rotmtxIncrement;
 155
 156 #ifdef HAVE_SGP
 157   SGP* m_pSGP;                  // Pointer to graphics device
 158   double m_dXMinWin;            // Extent of graphics window
 159   double m_dXMaxWin;
 160   double m_dYMinWin;
 161   double m_dYMaxWin;
 162   double m_dTextHeight;
 163 #endif
 164
 165   static const char* const s_aszGeometryName[];
 166   static const char* const s_aszGeometryTitle[];
 167   static const int s_iGeometryCount;
 168
 169   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);
 170
 171   double projectSingleLine (const Phantom& phm, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2);
 172
 173   double projectLineAgainstPElem (const PhantomElement& pelem, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2);
 174
 175   void traceShowParam (const char* szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...);
 176   void traceShowParamXOR (const char* szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...);
 177   void traceShowParamRasterOp (int iRasterOp, const char* szLabel, const char* fmt, int row, int color, va_list va);
 178
 179
 180 };
 181
 182 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_PHANT_ID=0;
 183 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_GEOMETRY=1;
 184 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_FOCAL_LENGTH=2;
 185 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_FIELD_OF_VIEW=3;
 186 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_NDET=4;
 187 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_NVIEW=5;
 188 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_SAMPLES=6;
 189 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_CURR_VIEW=7;
 190 const static int PROJECTION_TRACE_ROW_ATTEN=8;
 191
 192
 193
 194 #endif