libctsim/scanner.cpp

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **   Name:          scanner.cpp
   5 **   Purpose:       Classes for CT scanner
   6 **   Programmer:    Kevin Rosenberg
   7 **   Date Started:  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 #include "ct.h"
  27
  28
  29 const int Scanner::GEOMETRY_INVALID = -1;
  30 const int Scanner::GEOMETRY_PARALLEL = 0;
  31 const int Scanner::GEOMETRY_EQUIANGULAR = 1;
  32 const int Scanner::GEOMETRY_EQUILINEAR = 2;
  33 const int Scanner::GEOMETRY_LINOGRAM = 3;
  34
  35 const char* const Scanner::s_aszGeometryName[] =
  36 {
  37   "parallel",
  38   "equiangular",
  39   "equilinear",
  40   "linogram",
  41 };
  42
  43 const char* const Scanner::s_aszGeometryTitle[] =
  44 {
  45   "Parallel",
  46   "Equiangular",
  47   "Equilinear",
  48   "Linogram",
  49 };
  50
  51 const int Scanner::s_iGeometryCount = sizeof(s_aszGeometryName) / sizeof(const char*);
  52
  53
  54 // NAME
  55 //   DetectorArray       Construct a DetectorArray
  56
  57 DetectorArray::DetectorArray (const int nDet)
  58 {
  59   m_nDet = nDet;
  60   m_detValues = new DetectorValue [m_nDet];
  61 }
  62
  63
  64 // NAME
  65 //   ~DetectorArray             Free memory allocated to a detector array
  66
  67 DetectorArray::~DetectorArray (void)
  68 {
  69   delete [] m_detValues;
  70 }
  71
  72
  73
  74 /* NAME
  75 *   Scanner::Scanner            Construct a user specified detector structure
  76 *
  77 * SYNOPSIS
  78 *   Scanner (phm, nDet, nView, nSample)
  79 *   Phantom& phm                PHANTOM that we are making detector for
  80 *   int geomety                Geometry of detector
  81 *   int nDet                    Number of detector along detector array
  82 *   int nView                   Number of rotated views
  83 *   int nSample         Number of rays per detector
  84 */
  85
  86 Scanner::Scanner (const Phantom& phm, const char* const geometryName,
  87                   int nDet, int nView, int offsetView,
  88                                   int nSample, const double rot_anglen,
  89                   const double dFocalLengthRatio,
  90                                   const double dCenterDetectorRatio,
  91                   const double dViewRatio, const double dScanRatio)
  92 {
  93   m_fail = false;
  94   m_idGeometry = convertGeometryNameToID (geometryName);
  95   if (m_idGeometry == GEOMETRY_INVALID) {
  96     m_fail = true;
  97     m_failMessage = "Invalid geometry name ";
  98     m_failMessage += geometryName;
  99     return;
 100   }
 101
 102   if (nView < 1 || nDet < 1) {
 103     m_fail = true;
 104     m_failMessage = "nView & nDet must be greater than 0";
 105     return;
 106   }
 107   if (nSample < 1)
 108     m_nSample = 1;
 109
 110   m_nDet     = nDet;
 111   m_nView    = nView;
 112   m_iOffsetView = offsetView;
 113   m_nSample  = nSample;
 114   m_dFocalLengthRatio = dFocalLengthRatio;
 115   m_dCenterDetectorRatio = dCenterDetectorRatio;
 116   m_dViewRatio = dViewRatio;
 117   m_dScanRatio = dScanRatio;
 118
 119   m_dViewDiameter = phm.getDiameterBoundaryCircle() * m_dViewRatio;
 120   m_dFocalLength = (m_dViewDiameter / 2) * m_dFocalLengthRatio;
 121   m_dCenterDetectorLength = (m_dViewDiameter / 2) * m_dCenterDetectorRatio;
 122   m_dSourceDetectorLength = m_dFocalLength + m_dCenterDetectorLength;
 123   m_dScanDiameter = m_dViewDiameter * m_dScanRatio;
 124
 125   m_dXCenter = phm.xmin() + (phm.xmax() - phm.xmin()) / 2;
 126   m_dYCenter = phm.ymin() + (phm.ymax() - phm.ymin()) / 2;
 127   m_rotLen  = rot_anglen;
 128   m_rotInc  = m_rotLen / m_nView;
 129   if (m_idGeometry == GEOMETRY_PARALLEL) {
 130     m_dFanBeamAngle = 0;
 131     m_detLen   = m_dScanDiameter;
 132     m_detStart = -m_detLen / 2;
 133     m_detInc  = m_detLen / m_nDet;
 134     double dDetectorArrayEndOffset = 0;
 135     // For even number of detectors, make detInc slightly larger so that center lies
 136     // at nDet/2. Also, extend detector array by one detInc so that all of the phantom is scanned
 137     if (isEven (m_nDet)) { // Adjust for Even number of detectors
 138       m_detInc = m_detLen / (m_nDet - 1); // center detector = (nDet/2)
 139       dDetectorArrayEndOffset = m_detInc;
 140     }
 141
 142     double dHalfDetLen = m_detLen / 2;
 143     m_initPos.xs1 = m_dXCenter - dHalfDetLen;
 144     m_initPos.ys1 = m_dYCenter + m_dFocalLength;
 145     m_initPos.xs2 = m_dXCenter + dHalfDetLen + dDetectorArrayEndOffset;
 146     m_initPos.ys2 = m_dYCenter + m_dFocalLength;
 147     m_initPos.xd1 = m_dXCenter - dHalfDetLen;
 148     m_initPos.yd1 = m_dYCenter - m_dCenterDetectorLength;
 149     m_initPos.xd2 = m_dXCenter + dHalfDetLen + dDetectorArrayEndOffset;
 150     m_initPos.yd2 = m_dYCenter - m_dCenterDetectorLength;
 151     m_initPos.angle = m_iOffsetView * m_rotInc;
 152     m_detLen += dDetectorArrayEndOffset;
 153   } else if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUILINEAR) {
 154   if (m_dScanDiameter / 2 >= m_dFocalLength) {
 155       m_fail = true;
 156       m_failMessage = "Invalid geometry: Focal length must be larger than scan length";
 157       return;
 158     }
 159
 160     const double dAngle = asin ((m_dScanDiameter / 2) / m_dFocalLength);
 161     const double dHalfDetLen = m_dSourceDetectorLength * tan (dAngle);
 162
 163     m_detLen = dHalfDetLen * 2;
 164     m_detStart = -dHalfDetLen;
 165     m_detInc  = m_detLen / m_nDet;
 166     double dDetectorArrayEndOffset = 0;
 167     if (isEven (m_nDet)) { // Adjust for Even number of detectors
 168       m_detInc = m_detLen / (m_nDet - 1); // center detector = (nDet/2)
 169       dDetectorArrayEndOffset = m_detInc;
 170       m_detLen += dDetectorArrayEndOffset;
 171     }
 172
 173     m_dFanBeamAngle = dAngle * 2;
 174     m_initPos.xs1 = m_dXCenter;
 175     m_initPos.ys1 = m_dYCenter + m_dFocalLength;
 176     m_initPos.xs2 = m_dXCenter;
 177     m_initPos.ys2 = m_dYCenter + m_dFocalLength;
 178     m_initPos.xd1 = m_dXCenter - dHalfDetLen;
 179     m_initPos.yd1 = m_dYCenter - m_dCenterDetectorLength;
 180     m_initPos.xd2 = m_dXCenter + dHalfDetLen + dDetectorArrayEndOffset;
 181     m_initPos.yd2 = m_dYCenter - m_dCenterDetectorLength;
 182     m_initPos.angle = m_iOffsetView * m_rotInc;
 183   } else if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 184     if (m_dScanDiameter / 2 > m_dFocalLength) {
 185       m_fail = true;
 186       m_failMessage = "Invalid geometry: Focal length must be larger than scan length";
 187       return;
 188     }
 189     const double dAngle = asin ((m_dScanDiameter / 2) / m_dFocalLength);
 190
 191     m_detLen = 2 * dAngle;
 192     m_detStart = -dAngle;
 193     m_detInc = m_detLen / m_nDet;
 194     double dDetectorArrayEndOffset = 0;
 195     if (isEven (m_nDet)) { // Adjust for Even number of detectors
 196       m_detInc = m_detLen / (m_nDet - 1); // center detector = (nDet/2)
 197       dDetectorArrayEndOffset = m_detInc;
 198     }
 199     // adjust for center-detector length
 200     double dA1 = acos ((m_dScanDiameter / 2) / m_dCenterDetectorLength);
 201     double dAngularScale = 2 * (HALFPI + dAngle - dA1) / m_detLen;
 202
 203     m_dAngularDetLen = dAngularScale * (m_detLen + dDetectorArrayEndOffset);
 204     m_dAngularDetIncrement = dAngularScale * m_detInc;
 205     m_initPos.dAngularDet = -m_dAngularDetLen / 2;
 206
 207     m_dFanBeamAngle = dAngle * 2;
 208     m_initPos.angle = m_iOffsetView * m_rotInc;
 209     m_initPos.xs1 = m_dXCenter;
 210     m_initPos.ys1 = m_dYCenter + m_dFocalLength;;
 211     m_initPos.xs2 = m_dXCenter;
 212     m_initPos.ys2 = m_dYCenter + m_dFocalLength;
 213     m_detLen += dDetectorArrayEndOffset;
 214   }
 215
 216   // Calculate incrementatal rotation matrix
 217   GRFMTX_2D temp;
 218   xlat_mtx2 (m_rotmtxIncrement, -m_dXCenter, -m_dYCenter);
 219   rot_mtx2 (temp, m_rotInc);
 220   mult_mtx2 (m_rotmtxIncrement, temp, m_rotmtxIncrement);
 221   xlat_mtx2 (temp, m_dXCenter, m_dYCenter);
 222   mult_mtx2 (m_rotmtxIncrement, temp, m_rotmtxIncrement);
 223
 224 }
 225
 226 Scanner::~Scanner (void)
 227 {
 228 }
 229
 230
 231 const char*
 232 Scanner::convertGeometryIDToName (const int geomID)
 233 {
 234   const char *name = "";
 235
 236   if (geomID >= 0 && geomID < s_iGeometryCount)
 237     return (s_aszGeometryName[geomID]);
 238
 239   return (name);
 240 }
 241
 242 const char*
 243 Scanner::convertGeometryIDToTitle (const int geomID)
 244 {
 245   const char *title = "";
 246
 247   if (geomID >= 0 && geomID < s_iGeometryCount)
 248     return (s_aszGeometryName[geomID]);
 249
 250   return (title);
 251 }
 252
 253 int
 254 Scanner::convertGeometryNameToID (const char* const geomName)
 255 {
 256   int id = GEOMETRY_INVALID;
 257
 258   for (int i = 0; i < s_iGeometryCount; i++) {
 259     if (strcasecmp (geomName, s_aszGeometryName[i]) == 0) {
 260       id = i;
 261       break;
 262     }
 263   }
 264   return (id);
 265 }
 266
 267
 268 /* NAME
 269 *   collectProjections          Calculate projections for a Phantom
 270 *
 271 * SYNOPSIS
 272 *   collectProjections (proj, phm, start_view, nView, bStoreViewPos, trace)
 273 *   Projectrions& proj      Projection storage
 274 *   Phantom& phm             Phantom for which we collect projections
 275 *   bool bStoreViewPos      TRUE then storage proj at normal view position
 276 *   int trace                Trace level
 277 */
 278
 279
 280 void
 281 Scanner::collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int trace, SGP* pSGP)
 282 {
 283   collectProjections (proj, phm, m_startView, proj.nView(), m_iOffsetView, true, trace, pSGP);
 284 }
 285
 286 void
 287 Scanner::collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int iStartView,
 288                              const int iNumViews, const int iOffsetView,  bool bStoreAtViewPosition,
 289                              const int trace, SGP* pSGP)
 290 {
 291   int iStorageOffset = (bStoreAtViewPosition ? iStartView : 0);
 292   collectProjections (proj, phm, iStartView, iNumViews, iOffsetView, iStorageOffset, trace, pSGP);
 293 }
 294
 295 static void mtx2_offset_rot (GRFMTX_2D m, double angle, double x, double y) {
 296   GRFMTX_2D temp;
 297   xlat_mtx2 (m, -x, -y);
 298   rot_mtx2 (temp, angle);
 299   mult_mtx2 (m, temp, m);
 300   xlat_mtx2 (temp, x, y);
 301   mult_mtx2 (m, temp, m);
 302 }
 303
 304 void
 305 Scanner::collectProjections (Projections& proj, const Phantom& phm, const int iStartView,
 306                              const int iNumViews, const int iOffsetView, int iStorageOffset,
 307                              const int trace, SGP* pSGP)
 308 {
 309   m_trace = trace;
 310   double start_angle = (iStartView + iOffsetView) * proj.rotInc();
 311
 312 #ifndef HAVE_OPENMP
 313   // Without OpenMP, precalculate source and detector at view 0, then rotate incrementally each time
 314   GRFMTX_2D rotmtx_initial;
 315   mtx2_offset_rot (rotmtx_initial, start_angle, m_dXCenter, m_dYCenter);
 316   double xd1=0, yd1=0, xd2=0, yd2=0;
 317   if (m_idGeometry != GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 318     xd1 = m_initPos.xd1; yd1 = m_initPos.yd1;
 319     xd2 = m_initPos.xd2; yd2 = m_initPos.yd2;
 320     xform_mtx2 (rotmtx_initial, xd1, yd1);      // rotate detector endpoints
 321     xform_mtx2 (rotmtx_initial, xd2, yd2);      // to initial view_angle
 322   }
 323
 324   double xs1 = m_initPos.xs1, ys1 = m_initPos.ys1;
 325   double xs2 = m_initPos.xs2, ys2 = m_initPos.ys2;
 326   xform_mtx2 (rotmtx_initial, xs1, ys1);      // rotate source endpoints to
 327   xform_mtx2 (rotmtx_initial, xs2, ys2);      // initial view angle
 328 #else
 329   #pragma omp parallel for
 330 #endif
 331
 332   for (int iView = 0;  iView < iNumViews; iView++) {
 333     double viewAngle = start_angle + (iView * proj.rotInc());
 334
 335 #ifdef HAVE_OPENMP
 336     // With OpenMP, need to calculate source and detector positions at each view
 337     GRFMTX_2D rotmtx;
 338     mtx2_offset_rot (rotmtx, viewAngle, m_dXCenter, m_dYCenter);
 339     double xd1=0, yd1=0, xd2=0, yd2=0;
 340     if (m_idGeometry != GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 341       xd1 = m_initPos.xd1; yd1 = m_initPos.yd1;
 342       xd2 = m_initPos.xd2; yd2 = m_initPos.yd2;
 343       xform_mtx2 (rotmtx, xd1, yd1);      // rotate detector endpoints
 344       xform_mtx2 (rotmtx, xd2, yd2);      // to initial view_angle
 345     }
 346
 347     double xs1 = m_initPos.xs1, ys1 = m_initPos.ys1;
 348     double xs2 = m_initPos.xs2, ys2 = m_initPos.ys2;
 349     xform_mtx2 (rotmtx, xs1, ys1);      // rotate source endpoints to
 350     xform_mtx2 (rotmtx, xs2, ys2);      // initial view angle
 351 #endif
 352
 353     int iStoragePosition = iView + iStorageOffset;
 354     DetectorArray& detArray = proj.getDetectorArray( iStoragePosition );
 355
 356 #ifdef HAVE_SGP
 357     if (pSGP && m_trace >= Trace::TRACE_PHANTOM) {
 358       m_pSGP = pSGP;
 359       double dWindowSize = dmax (m_detLen, m_dSourceDetectorLength) * 2;
 360       double dHalfWindowSize = dWindowSize / 2;
 361       m_dXMinWin = m_dXCenter - dHalfWindowSize;
 362       m_dXMaxWin = m_dXCenter + dHalfWindowSize;
 363       m_dYMinWin = m_dYCenter - dHalfWindowSize;
 364       m_dYMaxWin = m_dYCenter + dHalfWindowSize;
 365
 366       m_pSGP->setWindow (m_dXMinWin, m_dYMinWin, m_dXMaxWin, m_dYMaxWin);
 367       m_pSGP->setRasterOp (RO_COPY);
 368
 369       m_pSGP->setColor (C_RED);
 370       m_pSGP->moveAbs (0., 0.);
 371       m_pSGP->drawCircle (m_dViewDiameter / 2);
 372
 373       m_pSGP->moveAbs (0., 0.);
 374       m_pSGP->setColor (C_GREEN);
 375       m_pSGP->drawCircle (m_dFocalLength);
 376       m_pSGP->setColor (C_BLUE);
 377       m_pSGP->setTextPointSize (9);
 378       phm.draw (*m_pSGP);
 379       m_dTextHeight = m_pSGP->getCharHeight ();
 380
 381       traceShowParam ("Phantom:",       "%s", PROJECTION_TRACE_ROW_PHANT_ID, C_BLACK, phm.name().c_str());
 382       traceShowParam ("Geometry:", "%s", PROJECTION_TRACE_ROW_GEOMETRY, C_BLUE, convertGeometryIDToName(m_idGeometry));
 383       traceShowParam ("Focal Length Ratio:", "%.2f", PROJECTION_TRACE_ROW_FOCAL_LENGTH, C_BLUE, m_dFocalLengthRatio);
 384       //      traceShowParam ("Field Of View Ratio:", "%.2f", PROJECTION_TRACE_ROW_FIELD_OF_VIEW, C_BLUE, m_dFieldOfViewRatio);
 385       traceShowParam ("Num Detectors:", "%d", PROJECTION_TRACE_ROW_NDET, C_BLUE, proj.nDet());
 386       traceShowParam ("Num Views:", "%d", PROJECTION_TRACE_ROW_NVIEW, C_BLUE, proj.nView());
 387       traceShowParam ("Samples / Ray:", "%d", PROJECTION_TRACE_ROW_SAMPLES, C_BLUE, m_nSample);
 388
 389       m_pSGP->setMarker (SGP::MARKER_BDIAMOND);
 390
 391
 392       m_pSGP->setColor (C_BLACK);
 393       m_pSGP->setPenWidth (2);
 394       if (m_idGeometry == GEOMETRY_PARALLEL) {
 395         m_pSGP->moveAbs (xs1, ys1);
 396         m_pSGP->lineAbs (xs2, ys2);
 397         m_pSGP->moveAbs (xd1, yd1);
 398         m_pSGP->lineAbs (xd2, yd2);
 399       } else if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUILINEAR) {
 400         m_pSGP->setPenWidth (4);
 401         m_pSGP->moveAbs (xs1, ys1);
 402         m_pSGP->lineAbs (xs2, ys2);
 403         m_pSGP->setPenWidth (2);
 404         m_pSGP->moveAbs (xd1, yd1);
 405         m_pSGP->lineAbs (xd2, yd2);
 406       } else if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 407         m_pSGP->setPenWidth (4);
 408         m_pSGP->moveAbs (xs1, ys1);
 409         m_pSGP->lineAbs (xs2, ys2);
 410         m_pSGP->setPenWidth (2);
 411         m_pSGP->moveAbs (0., 0.);
 412         m_pSGP->drawArc (m_dCenterDetectorLength, viewAngle + 3 * HALFPI - (m_dAngularDetLen/2), viewAngle + 3 * HALFPI + (m_dAngularDetLen/2));
 413       }
 414       m_pSGP->setPenWidth (1);
 415     }
 416     if (m_trace > Trace::TRACE_CONSOLE)
 417       traceShowParam ("Current View:", "%d (%.0f%%)", PROJECTION_TRACE_ROW_CURR_VIEW, C_RED, iView + iStartView, (iView + iStartView) / static_cast<double>(m_nView) * 100.);
 418 #endif
 419
 420     if (m_trace == Trace::TRACE_CONSOLE)
 421       std::cout << "Current View: " << iView+iStartView << std::endl;
 422
 423     projectSingleView (phm, detArray, xd1, yd1, xd2, yd2, xs1, ys1, xs2, ys2, viewAngle + 3 * HALFPI);
 424     detArray.setViewAngle (viewAngle);
 425
 426 #ifdef HAVE_SGP
 427     if (m_pSGP && m_trace >= Trace::TRACE_PHANTOM) {
 428       //        rs_plot (detArray, xd1, yd1, dXCenter, dYCenter, theta);
 429     }
 430 #endif
 431
 432 #ifndef HAVE_OPENMP
 433     // Without OpenMP, incrementally rotate source and detectors
 434     xform_mtx2 (m_rotmtxIncrement, xs1, ys1);
 435     xform_mtx2 (m_rotmtxIncrement, xs2, ys2);
 436     if (m_idGeometry != GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 437       xform_mtx2 (m_rotmtxIncrement, xd1, yd1);  // rotate detector endpoints
 438       xform_mtx2 (m_rotmtxIncrement, xd2, yd2);
 439     }
 440 #endif
 441   } /* for each iView */
 442 }
 443
 444
 445 /* NAME
 446 *    rayview                    Calculate raysums for a view at any angle
 447 *
 448 * SYNOPSIS
 449 *    rayview (phm, detArray, xd1, nSample, yd1, xd2, yd2, xs1, ys1, xs2, ys2)
 450 *    Phantom& phm               Phantom to scan
 451 *    DETARRAY *detArray         Storage of values for detector array
 452 *    Scanner& det               Scanner parameters
 453 *    double xd1, yd1, xd2, yd2  Beginning & ending detector positions
 454 *    double xs1, ys1, xs2, ys2  Beginning & ending source positions
 455 *
 456 * RAY POSITIONING
 457 *         For each detector, have there are a variable number of rays traced.
 458 *     The source of each ray is the center of the source x-ray cell. The
 459 *     detector positions are equally spaced within the cell
 460 *
 461 *         The increments between rays are calculated so that the cells start
 462 *     at the beginning of a detector cell and they end on the endpoint
 463 *     of the cell.  Thus, the last cell starts at (xd2-ddx),(yd2-ddy).
 464 *         The exception to this is if there is only one ray per detector.
 465 *     In that case, the detector position is the center of the detector cell.
 466 */
 467
 468 void
 469 Scanner::projectSingleView (const Phantom& phm, DetectorArray& detArray, 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)
 470 {
 471
 472   double sdx = (xs2 - xs1) / detArray.nDet();  // change in coords
 473   double sdy = (ys2 - ys1) / detArray.nDet();  // between source
 474   double xs_maj = xs1 + (sdx / 2);      // put ray source in center of cell
 475   double ys_maj = ys1 + (sdy / 2);
 476
 477   double ddx=0, ddy=0, ddx2=0, ddy2=0, ddx2_ofs=0, ddy2_ofs=0, xd_maj=0, yd_maj=0;
 478   double dAngleInc=0, dAngleSampleInc=0, dAngleSampleOffset=0, dAngleMajor=0;
 479   if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 480     dAngleInc = m_dAngularDetIncrement;
 481     dAngleSampleInc = dAngleInc / m_nSample;
 482     dAngleSampleOffset = dAngleSampleInc / 2;
 483     dAngleMajor = dDetAngle - (m_dAngularDetLen/2) + dAngleSampleOffset;
 484   } else {
 485     ddx = (xd2 - xd1) / detArray.nDet();  // change in coords
 486     ddy = (yd2 - yd1) / detArray.nDet();  // between detectors
 487     ddx2 = ddx / m_nSample;     // Incr. between rays with detector cell
 488     ddy2 = ddy / m_nSample;  // Doesn't include detector endpoints
 489     ddx2_ofs = ddx2 / 2;    // offset of 1st ray from start of detector cell
 490     ddy2_ofs = ddy2 / 2;
 491
 492     xd_maj = xd1 + ddx2_ofs;       // Incr. between detector cells
 493     yd_maj = yd1 + ddy2_ofs;
 494   }
 495
 496   DetectorValue* detval = detArray.detValues();
 497
 498   if (phm.getComposition() == P_UNIT_PULSE) {  // put unit pulse in center of view
 499     for (int d = 0; d < detArray.nDet(); d++)
 500         detval[d] = 0;
 501     detval[ detArray.nDet() / 2 ] = 1;
 502   } else {
 503     for (int d = 0; d < detArray.nDet(); d++) {
 504       double xs = xs_maj;
 505       double ys = ys_maj;
 506       double xd=0, yd=0, dAngle=0;
 507       if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 508         dAngle = dAngleMajor;
 509       } else {
 510         xd = xd_maj;
 511         yd = yd_maj;
 512       }
 513       double sum = 0.0;
 514       for (unsigned int i = 0; i < m_nSample; i++) {
 515         if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR) {
 516           xd = m_dCenterDetectorLength * cos (dAngle);
 517           yd = m_dCenterDetectorLength * sin (dAngle);
 518         }
 519
 520 #ifdef HAVE_SGP
 521         if (m_pSGP && m_trace >= Trace::TRACE_PROJECTIONS) {
 522           m_pSGP->setColor (C_YELLOW);
 523           m_pSGP->setRasterOp (RO_AND);
 524           m_pSGP->moveAbs (xs, ys);
 525           m_pSGP->lineAbs (xd, yd);
 526         }
 527 #endif
 528
 529         sum += projectSingleLine (phm, xd, yd, xs, ys);
 530
 531 #ifdef HAVE_SGP
 532         //      if (m_trace >= Trace::TRACE_CLIPPING) {
 533         //        traceShowParam ("Attenuation:", "%s", PROJECTION_TRACE_ROW_ATTEN, C_LTMAGENTA, "        ");
 534         //        traceShowParam ("Attenuation:", "%.3f", PROJECTION_TRACE_ROW_ATTEN, C_LTMAGENTA, sum);
 535         //      }
 536 #endif
 537         if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR)
 538           dAngle += dAngleSampleInc;
 539         else {
 540           xd += ddx2;
 541           yd += ddy2;
 542         }
 543       } // for each sample in detector
 544
 545       detval[d] = sum / m_nSample;
 546       xs_maj += sdx;
 547       ys_maj += sdy;
 548       if (m_idGeometry == GEOMETRY_EQUIANGULAR)
 549         dAngleMajor += dAngleInc;
 550       else {
 551         xd_maj += ddx;
 552         yd_maj += ddy;
 553       }
 554     } /* for each detector */
 555   } /* if not unit pulse */
 556 }
 557
 558
 559 void
 560 Scanner::traceShowParam (const char *szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...)
 561 {
 562   va_list arg;
 563   va_start(arg, color);
 564 #ifdef HAVE_SGP
 565   traceShowParamRasterOp (RO_COPY, szLabel, fmt, row, color, arg);
 566 #else
 567   traceShowParamRasterOp (0, szLabel, fmt, row, color, arg);
 568 #endif
 569   va_end(arg);
 570 }
 571
 572 void
 573 Scanner::traceShowParamXOR (const char *szLabel, const char *fmt, int row, int color, ...)
 574 {
 575   va_list arg;
 576   va_start(arg, color);
 577 #ifdef HAVE_SGP
 578   traceShowParamRasterOp (RO_XOR, szLabel, fmt, row, color, arg);
 579 #else
 580   traceShowParamRasterOp (0, szLabel, fmt, row, color, arg);
 581 #endif
 582   va_end(arg);
 583 }
 584
 585 void
 586 Scanner::traceShowParamRasterOp (int iRasterOp, const char *szLabel, const char *fmt, int row, int color, va_list args)
 587 {
 588   char szValue[256];
 589
 590   vsnprintf (szValue, sizeof(szValue), fmt, args);
 591
 592 #ifdef HAVE_SGP
 593   if (m_pSGP) {
 594     m_pSGP->setRasterOp (iRasterOp);
 595     m_pSGP->setTextColor (color, -1);
 596     double dValueOffset = (m_dXMaxWin - m_dXMinWin) / 4;
 597     if (row < 4) {
 598       double dYPos = m_dYMaxWin - (row * m_dTextHeight);
 599       double dXPos = m_dXMinWin;
 600       m_pSGP->moveAbs (dXPos, dYPos);
 601       m_pSGP->drawText (szLabel);
 602       m_pSGP->moveAbs (dXPos + dValueOffset, dYPos);
 603       m_pSGP->drawText (szValue);
 604     } else {
 605       row -= 4;
 606       double dYPos = m_dYMaxWin - (row * m_dTextHeight);
 607       double dXPos = m_dXMinWin + (m_dXMaxWin - m_dXMinWin) * 0.5;
 608       m_pSGP->moveAbs (dXPos, dYPos);
 609       m_pSGP->drawText (szLabel);
 610       m_pSGP->moveAbs (dXPos + dValueOffset, dYPos);
 611       m_pSGP->drawText (szValue);
 612     }
 613   } else
 614 #endif
 615   {
 616     cio_put_str (szLabel);
 617     cio_put_str (szValue);
 618     cio_put_str ("\n");
 619   }
 620 }
 621
 622
 623
 624 /* NAME
 625 *    projectSingleLine                  INTERNAL: Calculates raysum along a line for a Phantom
 626 *
 627 * SYNOPSIS
 628 *    rsum = phm_ray_attenuation (phm, x1, y1, x2, y2)
 629 *    double rsum                Ray sum of Phantom along given line
 630 *    Phantom& phm;              Phantom from which to calculate raysum
 631 *    double *x1, *y1, *x2, y2   Endpoints of ray path (in Phantom coords)
 632 */
 633
 634 double
 635 Scanner::projectSingleLine (const Phantom& phm, const double x1, const double y1, const double x2, const double y2)
 636 {
 637   // check ray against each pelem in Phantom
 638   double rsum = 0.0;
 639   for (PElemConstIterator i = phm.listPElem().begin(); i != phm.listPElem().end(); i++)
 640     rsum += projectLineAgainstPElem (**i, x1, y1, x2, y2);
 641
 642   return (rsum);
 643 }
 644
 645
 646 /* NAME
 647 *   pelem_ray_attenuation               Calculate raysum of an pelem along one line
 648 *
 649 * SYNOPSIS
 650 *   rsum = pelem_ray_attenuation (pelem, x1, y1, x2, y2)
 651 *   double rsum         Computed raysum
 652 *   PhantomElement& pelem               Pelem to scan
 653 *   double x1, y1, x2, y2       Endpoints of raysum line
 654 */
 655
 656 double
 657 Scanner::projectLineAgainstPElem (const PhantomElement& pelem, double x1, double y1, double x2, double y2)
 658 {
 659   if (! pelem.clipLineWorldCoords (x1, y1, x2, y2)) {
 660     if (m_trace == Trace::TRACE_CLIPPING)
 661       cio_tone (1000., 0.05);
 662     return (0.0);
 663   }
 664
 665 #ifdef HAVE_SGP
 666   if (m_pSGP && m_trace == Trace::TRACE_CLIPPING) {
 667     m_pSGP->setRasterOp (RO_XOR);
 668     m_pSGP->moveAbs (x1, y1);
 669     m_pSGP->lineAbs (x2, y2);
 670     cio_tone (8000., 0.05);
 671     m_pSGP->moveAbs (x1, y1);
 672     m_pSGP->lineAbs (x2, y2);
 673     m_pSGP->setRasterOp (RO_SET);
 674   }
 675 #endif
 676
 677   double len = lineLength (x1, y1, x2, y2);
 678   return (len * pelem.atten());
 679 }
 680