基于VTK的MFC应用程序开发(1)
提到MFC一般都不陌生，大部分在校学生使用最多的应该就是它了。但是相对于Qt平台来说，MFC的机制比较复杂。当使用MFC平台进行VTK程序开发时，许多人可能没有头绪。这里结合一个实例讲一下如何在MFC平台下进行VTK程序开发。
这里在MFC下实现一个基于VTK的单文档图像显示程序。通过这个程序，主要演示两个方面：一是怎样使用CMake将MFC程序与VTK结合；二是怎样在MFC程序中调用VTK类实现具体的功能。这个也是基于MFC和VTK进行软件开发的基础，搭好这个框架后，以后的工作就是垒砖了，相信通过前面的学习，垒砖已经小菜一碟了。
在开始代码之前，这里提一下，相信许多人在网上查询这方面的资料的时候，有许多资料会讲到通过MFC中的开发环境(如Visual Studio 2008)设置VTK的包含路径和lib库路径等。但是这样配置对于一般用户来说比较复杂，每次开发新的工程时候，都要查找和设置这些库，既费时费力，又不利于程序的移植（例如换到另外一台机器，如果VTK编译路径不一致的话就会找不到库）。因此这里还是推荐大家使用CMake来管理程序。仅仅几行脚本代码就可以实现VTK库的配置，而且便于程序移植。
现在开始一步步实现VTK和MFC的程序开发。首先建立一个单文档的MFC工程，工程名字为vtkSDI。这里与基于Qt的VTK程序开发稍微有点不同。先建立工程的目的是我们需要把由MFC自动生成的类加入到CMakeLists.txt中，方便管理。MFC单文档工程的建立比较简单，过程不再演示。工程文件如下所示，主要的类为CvtkSDIApp，CMainFrame，CvtkSDIDoc，CvtkSDIView和CAboutDlg五个。由于我们使用CMake来配置和生成工程，因此将工程目录下的工程文件删除，主要是.ncb，.sln，.vcproj，.user文件。
图1 MFC单文档工程的建立时所包含的文件
下面编写CMakeLists.txt文件，将工程文件写入到CMakeLists.txt中并连接VTK动态库。VTK根据功能不同划分了多个不同的模块，每个模块都是一个库。因此在编写CMakeLists.txt文件的时候，可以根据需要添加相应的模块。
#----------------------------------------------cmake_minimum_required( VERSION 2.8 )project( vtkSDI ) #----------------------------------------------# 查找并包含VTK工具包find_package( VTK )if (VTK_FOUND) include (${VTK_USE_FILE})else (VTK_FOUND) message (FATAL_ERROR "Cannot build without VTK. Please set VTK_DIR")endif( VTK_FOUND )#----------------------------------------------# 这里添加本工程的文件# 主要分为两部分:# 一是新建的单文档程序中的非工程文件# 二是用户后续添加的类文件SET( PROJECT_SRCS MainFrm.h MainFrm.cpp stdafx.h stdafx.cpp vtkSDI.h vtkSDI.cpp vtkSDIDoc.h vtkSDIDoc.cpp vtkSDIView.h vtkSDIView.cpp targetver.h Resource.h vtkSDI.rc res/vtkSDI.rc2 res/vtkSDI.ico res/vtkSDIDoc.ico res/Toolbar.bmp res/Toolbar256.bmp ) #----------------------------------------------# 设置工程包含的vtk模块，这里根据需要加载对应的模块include("${VTK_DIR}/GUISupport/MFC/VTKMFCSettings.cmake")set( VTK_LIBS ${vtk_libraries} vtkMFC vtkIO vtkRendering vtkGraphics vtkHybrid vtkFiltering vtkCommon vtkImaging )#----------------------------------------------ADD_EXECUTABLE( vtkSDI WIN32 ${PROJECT_SRCS} )TARGET_LINK_LIBRARIES ( vtkSDI ${VTK_LIBS} ) 需要注意的是在倒数第二行中需要加入WIN32，否则生成的工程在编译时会出现错误。第二个需要注意的是，由于工程是基于MFC的，需要连接vtkMFC库。完成CMakeLists.txt文件后，利用CMake设置相应的代码路径（存放工程源代码）和工程路径（存在生成的工程和文件），配置、生成当前工程，得到工程文件vtkSDI.sln。
打开vtkSDI.sln并编译，编译后如无语法和链接错误，则可得到一个可运行的空工程。注意运行时可能会提示找不到dll文件错误，解决方法已在VTK与Qt整合的示例章节中说明，这里不再赘述。到此为止，基于MFC单文档工程的VTK编程框架已经搭建，接下来需要做的在该框架下调用VTK实现相应的功能。下面以图像的读取和显示为例进行说明。
首先为vtkSDI工程添加一个菜单项，通过该菜单项加载图像。打开工程的资源视图Resource View，双击Menu中IDR_MAINFRAME菜单，右键单击FILE菜单下的Open项，为该项添加一个事件Add Event Handler，弹出如下窗口：
图2 添加MFC事件响应向导
这里我们将该菜单的函数响应到CvtkSDIDoc文档类中，消息类型选择为COMMAND，点击Add and Edit按钮，完成消息的响应。该函数的作用是当用户选择该菜单时，弹出图像文件选择对话框，并将用户选择的图像文件加载。为此，我们需要为该类定义一个图像数据对象接收读入的图像数据。在CvtkSDIDoc头文件中添加如下代码，定义一个图像数据的智能指针：
vtkSmartPointer<vtkImageData> m_pImageData;
注意不要忘了添加头文件。在CvtkSDIDoc构造函数中对m_pImageData进行初始化，代码如下：
m_pImageData =vtkSmartPointer<vtkImageData>::New();
m_pImageData =NULL;
然后在菜单响应函数OnFileOpen中，添加读取图像的代码。这里以jpg格式的图像为例进行说。VTK中读取jpg图像的类为vtkJPEGReader，代码如下：
void CvtkSDIDoc::OnFileOpen(){ // TODO: Add your command handler code here CString FilePathName; CFileDialog dlg( TRUE, NULL, NULL, OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT, (LPCTSTR)_TEXT("JPG Files (*.jpg)|*.jpg|All Files (*.*)|*.*||"), NULL ); if(dlg.DoModal()==IDOK) { FilePathName=dlg.GetPathName(); vtkSmartPointer<vtkJPEGReader> reader = vtkSmartPointer<vtkJPEGReader>::New(); reader->SetFileName(FilePathName.GetBuffer(0)); reader->Update(); m_pImageData = reader->GetOutput(); } else { return; }}下面在CvtkSDIView类中实现图像的显示功能。这里我们使用VTK中的类vtkImageViewer2。该类提供了强大的图像显示功能，可以接受vtkImageData输入，通过设置交互对象vtkRenderWindowInteractor实现用户交互，如窗宽窗位调节，图像放缩等。这里首先在CvtkSDIView头文件中定义vtkImageViewer2对象和窗口交互对象vtkRenderWindowInteractor。
vtkSmartPointer<vtkImageViewer2> m_pImageViewer;
vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>m_pRenderWindowInteractor;
然后重载CvtkSDIView类的OnCreate()函数，在该函数中对定义的对象进行初始化，将MFC窗口句柄设置vtkImageViewer2的父窗口ID，以及设置vtkImageViewer2对象与vtkRenderWindowInteractor对象关联：
int CvtkSDIView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct){ if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1) return -1; // TODO: Add your specialized creation code here m_pImageViewer = vtkSmartPointer<vtkImageViewer2>::New(); m_pImageViewer->SetParentId(GetSafeHwnd()); m_pRenderWindowInteractor = vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New(); m_pImageViewer->SetupInteractor(m_pRenderWindowInteractor); m_pRenderWindowInteractor->Start(); return 0;}为了使图像能够居中显示，需要每次在窗口大小改变时，设置m_pImageViewer的大小。这里重载CvtkSDIView类的函数OnSize(),当每次响应该函数时，将当前窗口的客户区域大小设置为m_pImageViewer的大小。
void CvtkSDIView::OnSize(UINT nType, int cx, int cy){ CView::OnSize(nType, cx, cy); // TODO: Add your message handler code here CRect rect; GetClientRect(rect); m_pImageViewer->SetSize(rect.Width(), rect.Height());}最后在OnDraw函数中实现图像渲染。在该函数中，将文档类中读入的图像数据设置vtkImageViewer2的输入，然后调用m_pImageViewer的Render函数开始渲染图像，并监听外部消息实现交互功能。
void CvtkSDIView::OnDraw(CDC* /*pDC*/){ CvtkSDIDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); if (!pDoc) return; // TODO: add draw code for native data here m_pImageViewer->SetInput(pDoc->m_pImageData); m_pImageViewer->Render();}编译链接后即可执行程序，运行结果如下所示。另外还可以测试交互功能，如按住鼠标右键拖动鼠标或者滑动滚轮，实现图像的放缩功能；按住鼠标左键，拖动鼠标即可实现图像窗宽窗位的调节。
图3 程序运行结果
从程序来看没有编译错误，而且正确显示图像。OK，关闭程序，这时意外出现了，在VS输出窗口中出现许多内存溢出，如下图所示：
图4 MFC&VTK程序内存溢出
这样的内存溢出是因为VTK的DLL先于MFC的DLL加载。因此在CMakeLists.txt中加入下面代码对VTK的DLL进行延迟加载，代码如下：
VTK_MFC_ADD_DELAYLOAD_FLAGS(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS vtkMFC.dll vtkIO.dll vtkRendering.dll vtkGraphics.dll vtkHybrid.dll vtkFiltering.dll vtkCommon.dll vtkImaging.dll )
添加如上代码后，重新编译工程（rebuild），运行然后关闭工程，观察VS输出窗口中的输出信息，没有内存溢出错误，正常退出。
！！！！版权所有，转载请注明出处！！！！(@东灵工作室)