KR950001352B1 - Method and apparatus for rendering of geometric volumes - Google Patents

Method and apparatus for rendering of geometric volumes Download PDF

Info

Publication number
KR950001352B1
KR950001352B1 KR1019900007108A KR900007108A KR950001352B1 KR 950001352 B1 KR950001352 B1 KR 950001352B1 KR 1019900007108 A KR1019900007108 A KR 1019900007108A KR 900007108 A KR900007108 A KR 900007108A KR 950001352 B1 KR950001352 B1 KR 950001352B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
geometric
volume
primitive
coordinates
mapped
Prior art date
Application number
KR1019900007108A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR900018861A (en
Inventor
루스 죤슨 엘리자베스
에드워드 모셔 쥬니어 찰스
Original Assignee
선 마이크로시스템즈 인코오퍼레이티드
마이클 에이치. 모리스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선 마이크로시스템즈 인코오퍼레이티드, 마이클 에이치. 모리스 filed Critical 선 마이크로시스템즈 인코오퍼레이티드
Publication of KR900018861A publication Critical patent/KR900018861A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR950001352B1 publication Critical patent/KR950001352B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/10Constructive solid geometry [CSG] using solid primitives, e.g. cylinders, cubes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

내용없음.None.

Description

기하학적 체적의 렌더링을 위한 방법 및 장치Method and apparatus for rendering geometric volumes

제1도는 컴퓨터 디스클레이상에 체적 데이타를 렌더링하는 컴퓨터 시스템의 블럭도.1 is a block diagram of a computer system for rendering volume data on a computer disk.

제2도는 체적공간내의 체적성분을 기하공간내의 성분으로 매핑하는 예시도.2 is an exemplary diagram for mapping volume components in volume space to components in geometric space.

제3a, 3b 및 3c도는 본 발명의 바람직한 실시예의 적용 예시도.3a, 3b and 3c are application examples of the preferred embodiment of the present invention.

제4a 및 4b도는 기하 입방체에 의해 제한된 체적의 매핑 및 디스플레이의 예시도.4A and 4B illustrate exemplary volumetric mapping and display limited by geometric cubes.

제5도는 3선의 선형 매핑 기능의 예시도.5 is an exemplary diagram of a linear mapping function of three lines.

[발명의 분야][Field of Invention]

본 발명의 방법 및 장치는 컴퓨터 그래픽 분야에 관한 것이며 더욱 상세히는 컴퓨터 디스플레이상에 체적 데이타를 렌더링하는 것에 관한 것이다.The method and apparatus of the present invention relate to the field of computer graphics and more particularly to rendering volume data on a computer display.

[발명의 배경][Background of invention]

3차원의 특징을 갖는 데이타인 체적렌더링 기법은 X레이 결정학, 컴퓨터 단층 X선 사진 촬영법, 양 전자 발산 사진 촬영법 및 계산 유체역학을 통해 생성된 영상의 디스플레이와 같은 응용을 위한 컴퓨터 그래픽에 주로 사용된다. 체적 데이타(Volume data)는 "박셀(VOXEL)"이라는 체적성분의 3차원 배열(array)로 나타내어진다. 각각의 박셀에 연관되어 체적공간에서 박셀의 위치를 나타내는 3개의 정수좌표가 있으며 박셀의 농도라 불리는 적어도 하나의 정수값은 그 위치의 어떤 성질 예를 들어 온도나 합성물을 나타내고 렌더링 속성엔 직접 관련되지 않는다.Volume-rendering techniques, three-dimensional data, are mainly used in computer graphics for applications such as X-ray crystallography, computed tomography, positron emission imaging, and display of images generated through computational hydrodynamics. . Volume data is represented by a three-dimensional array of volume components called VOXEL. There are three integer coordinates associated with each box that indicate the location of the box in volume space, and at least one integer value called the concentration of the box contains a certain property of that location, eg temperature or composite, and is not directly related to the rendering properties. Do not.

반면에, 기하 데이타(geometric data)는 x,y,z좌표 위치로 표시되며 칼라와 같은 렌더링 속성과 관련된다. 기하 데이타는 체적 데이타와 다르게, 디스플레이를 위해 쉽게 렌더되어질 수 있으며 이는 기하 데이타가 기하 영상을 디스플레이하기 위해 필요한 렌더링 정보를 제공하기 때문이며 체적 데이타는 체적물 자체에 관련된 정도를 포함한다.Geometric data, on the other hand, is represented by x, y, z coordinate positions and is associated with rendering attributes such as color. Geometry data, unlike volume data, can be easily rendered for display because geometry data provides the rendering information needed to display a geometry image and volume data includes the extent to which the volume itself is related.

그러므로, 체적 데이타를 디스플레이 하기 위해, 체적 데이타는 체적공간으로 부터 디스플레이 시스템 공간과 양립할 수 있는 표맷으로 변환되어야 한다. 컴퓨터 그래픽 디스플레이상에 체적을 렌더하는데 있어서 기본적으로 두가지 기술이 있다; 기하학적 기법 및 체적측정기법.Therefore, in order to display volume data, the volume data must be converted from volume space into a format compatible with the display system space. There are basically two techniques for rendering volumes on a computer graphics display; Geometric and Volumetric Techniques.

기하학적 접근에서 체적 데이타는 기하 프리미티브로 구성되는 모델을 산출하는 적절한 기하 프리미티브로 갖춰진다. 체적측정 접근에서 체적은 광선투사기술이나 다층 재투사기법을 사용하여 직접 렌더된다.In the geometric approach, volumetric data is equipped with appropriate geometric primitives that yield a model consisting of geometric primitives. In the volumetric approach, the volume is rendered directly using light projection techniques or multilayer reprojection techniques.

"평삭반 윤곽에 대한 최적의 면 재구성"(Fuchs, Optimal Surface Recons truction for Planer Contours, CACM(1977))은 체적을 통해 일련의 슬라이스에 그려진 한 세트의 윤곽으로부터 3차원 면(surface)을 재구성하여 체적측정 데이타에 포함된 면을 렌더링하는 기하학적 알고리즘을 설명한다. 윤곽은 공통적으로 루틴을 따르는 반자동 에지(edge)를 사용하여 얻어지며 이것은 그후 삼각형, 다면형, 혹은 쌍 입방의 조각(bi-cubic patch)들 같은 기하 프리미티브를 사용하여 이어지게 된다. 이 프리미티브들은 종래 기술을 사용하여 렌더될 수 있는 3차원 다변형 모델을 형성한다. 면 재구성에 대한 유사한 기술이 클라인 씨의 미합중국 특허 제4,729, 098호에 기술되어 있지만 면 윤곽의 추출은 흔히 오퍼레이터의 간섭을 요한다.Optimal Surface Recons truction for Planer Contours (CACM (1977)) reconstructs a three-dimensional surface from a set of contours drawn on a series of slices through volume. Describes geometric algorithms for rendering faces included in volumetric data. The contour is commonly obtained using a semi-automatic edge following the routine, which is then followed using geometric primitives such as triangles, polyhedrons, or bi-cubic patches. These primitives form a three-dimensional polymorphic model that can be rendered using the prior art. Similar techniques for face reconstruction are described in Mr. Klein's US Pat. No. 4,729,098, but extraction of face contours often requires operator intervention.

다수의 다변형은 상세히 유지될 것을 요한다. 부가하여, 체적 데이타가 이제 체적의 면 데이타로만 나타내어지기 때문에, 원시(raw) 체적 데이타가 없어지며 부분적인 면이나 물체는 디스플레이될 수 없다.Many polymorphs need to be maintained in detail. In addition, since the volume data is now represented only as volume face data, the raw volume data is lost and no partial face or object can be displayed.

박셀레벨에서 면을 세밀하게 유지할 노력의 일환으로 큐버릴(Cuberille) 방법(Gordon, Image Space Shading of 3-Dimensional Objects, computer Vision Graphics Image Processing 29, 377-393(1985))이 개발되었다. 이 기술은 면의 경계선을 나타내는 렌더링 효과를 위해 축약된 이원(二元) 체적(binary volume)을 창출한다. 박셀의 면은 명암된 다변형으로 렌더된다.In an effort to keep the finer details at the box cell level, the Cuberille method (Gordon, Image Space Shading of 3-Dimensional Objects, computer Vision Graphics Image Processing 29, 377-393 (1985)) was developed. This technique creates a condensed binary volume for rendering effects that represent the boundary of the face. The face of the thin cell is rendered in contrast polymorph.

이 기술은 반투명 혹은 부분적인 면에는 허용되지 않는다. 마칭 큐브(Marching Cubes)로 알려진 도 하나의 기하학적 알고리즘은 박셀 입방체로 면의 교차점을 게산하고 아주 상세한 면 근사치를 제공하는 삼각형을 생성한다. 로렌슨의 마칭 큐브; "고해상도 3차원 면 구성 알고리즘"(Computer Graphics, Siggraph 1987 Proceedings, page 163-169(July, 1987))을 보시오, 더 상세한 것은 분할 입방체 알고리즘으로 제공되는바 이것은 일련의 점으로 경계를 표시한다. 클라인 씨의 미국특허(No. 4 719 585) 및 "단층 X선 사진으로 부터 면의 재구성에 대한 두개의 알고리즘"(Medical physics, June 1988)을 보시오.This technique is not allowed for translucent or partial aspects. The geometrical algorithm of FIG. 1, known as Marching Cubes, computes triangles that compute the intersections of faces into thin cell cubes and provide very detailed face approximations. Lawrence's Marching Cube; See “High Resolution Three-Dimensional Surface Composition Algorithms” (Computer Graphics, Siggraph 1987 Proceedings, page 163-169 (July, 1987)), for more details provided by the segmented cube algorithm, which is bounded by a series of points. See Kline's US patent (No. 4 719 585) and two algorithms for reconstructing faces from tomographic X-rays (Medical physics, June 1988).

그러나, 이 방법들은 체적의 면 추출을 제공하고 원시 체적 데이타는 유지되지 않는다. 그러므로, 체적면 정보만 유지되기 때문에 원시 체적 데이타를 갖는 더 이상의 상호 작용은 불가능하다. 따라서 부분적인 체적, 투명, 반투명 같은 기능과 피킹(즉, 체적으로 부터 데이타 값을 판독하거나 체적으로 부터 데이타 값을 기록하는 것)같은 체적과의 상호작용 및 체적위에 기하 물체를 부과하는 것은 실행될 수 없다. 기술을 구성하는데 있어, 색깔, 불투명 및 구성같은 다양한 렌더링 속성에 따라 각각의 박셀을 분류함으로써 체적 데이타는 사전처리되고 이렇게 하여 다수의 체적 표현이 창출된다. 상이한 체적 표현은 그후 디스플레이 장치에 렌더될 하나의 체적표현을 형성하기 위해 결합되어진다. "체적 렌더링"(Drebin, et al., Volume Rendering, Computer Graphics Siggraph Proceedings, pages 65-74, August 1988); "체적 데이타로 부터 면을 디스플레이"(Lavoy, Display of Surfaces From Volume Data, IEEE Computer Graphics and Applications(May 1988)) 및 골드와서씨의 미국특허(No. 4737921)를 보시요.However, these methods provide volume extraction of the volume and raw volume data is not maintained. Therefore, no further interaction with raw volumetric data is possible because only volumetric information is maintained. Thus, functions such as partial volume, transparency, and translucency and interaction with volumes such as picking (i.e. reading data from or writing data values from volume) and imposing geometric objects on the volume can be performed. none. In constructing the technique, volume data is preprocessed by classifying each thin cell according to various rendering attributes such as color, opacity and composition, thereby creating multiple volume representations. The different volume representations are then combined to form one volume representation to be rendered to the display device. “Volume Rendering” (Drebin, et al., Volume Rendering, Computer Graphics Siggraph Proceedings, pages 65-74, August 1988); See Lavoy, Display of Surfaces From Volume Data, IEEE Computer Graphics and Applications (May 1988), and US Patent (No. 4737921) by Mr. Gold Waser.

그러나, 이 기술은 연속적인 매핑함수를 제공하지 않는다.However, this technique does not provide a continuous mapping function.

따라서, 렌더될 출력영상이 원래의 체적 데이타보다 훨씬 크다면 커다란 앨리아싱이 일어난다.Therefore, if the output image to be rendered is much larger than the original volume data, large aliasing occurs.

광선투사(Raycasting)는 직접적인 박셀렌더링의 하나의 간단한 방법이다. "고체모델을 위한 광선투사"(Roth, Raycasting For Modeling Solids, Computer Graphics and Image Processing 18, pages 109-144); "3차원 스케일러 분야 가시화에 대한 렌더링 알고리즘"(Sabella, A Rendering Algorithm For Visualizing 3-D Scaler Fields, Computer Graphics Siggraph 1988 Proceedings, pages 51-55, August 1988); "V-버퍼 가시가능 체적 렌더링"(Upson et al., V-buffer visible Volume Rendering, computer Graphics Siggraph 1988 Proceedings, pages 59-64, August 1988)을 보시요. 광선투사기술에 있어서 광선은 뷰우(view)벡터를 따라 체적을 통해 각 픽셀에서 방출된다.Raycasting is a simple method of direct box-selendering. "Roth, Raycasting For Modeling Solids, Computer Graphics and Image Processing 18, pages 109-144"; “Rendering Algorithm for 3-D Scaler Field Visualization” (Sabella, A Rendering Algorithm For Visualizing 3-D Scaler Fields, Computer Graphics Siggraph 1988 Proceedings, pages 51-55, August 1988); See Upson et al., V-buffer visible Volume Rendering, computer Graphics Siggraph 1988 Proceedings, pages 59-64, August 1988. In the light projection technique, light rays are emitted at each pixel through a volume along a view vector.

광선을 따라 결정된 값들은 단 하나의 값으로 결합되어 디스플레이 출력에서 디스플레이 된다. 광선에 의해 렌더된 출력을 결정하기 위해 많은 알고리즘이 개발되어 왔다. 예를 들어, 부가의 재투사 알고리즘은 광선을 따라 체적점의 명암도를 평균함으로써 영상과 같은 X선을 만든다.The values determined along the ray are combined into only one value and displayed at the display output. Many algorithms have been developed to determine the output rendered by a ray. For example, additional reprojection algorithms produce an image-like X-ray by averaging the intensity of the volume point along the ray.

또 하나의 광선투사 기술은 체적이 반투명 겔의 합성으로 보이도록 하여 명암도 범위에 색깔과 불투명도를 할당한다. "의학영상 체적의 3차원 표시"(Schlusselberg, et al., 3-Dimensional Display of Medical Image Volumes, Proceedings of the NCGA, March 1986)를 보시요. "체적농도의 광선추적"(Kjiya, et al., Raycasting Volume Densities, Computer Graphics Siggraph 1984 Proceedings, pages 165-173)은 부가광선이 면간의 반사성질 계산을 위해 면 경계에서 생기는 진짜 광선추적을 기술한다. 그러나, 사실상 광선 추적은 계산적으로 광범위하고 경비가 많이 들기에 이용되어 오지 않았다. 다수평면의 재투사 기술에 있어서, 하나 이상의 면이 어떤 채택기능에 매핑된 농도값을 디스플레이 하는 체적을 통해 움직인다. 그러나, 광선투사와 마찬가지로 이 기술은 번거롭고 게산이 광범위하고 다른 투시도에 대해선 추가 렌더링을 요한다.Another light projection technique assigns color and opacity to a range of contrasts, making the volume appear to be a synthesis of translucent gels. See Schlusselberg, et al., 3-Dimensional Display of Medical Image Volumes, Proceedings of the NCGA, March 1986. Raytracing Volume Densities (Kjiya, et al., Computer Graphics Siggraph 1984 Proceedings, pages 165-173) describes the true ray tracing where additional light is generated at the plane boundaries to calculate the interfacial reflectivity. . In practice, however, ray tracing has not been used computationally extensive and expensive. In multi-plane reprojection techniques, one or more faces move through a volume that displays concentration values mapped to a function of adoption. However, like ray projection, this technique is cumbersome, extensive, and requires additional rendering for other perspectives.

[발명의 목적][Purpose of invention]

그러므로 체적 프리미티브(Volume primitives)를 사용하여 직접 체적렌더링을 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for direct volume rendering using volume primitives.

체적 매핑 기하 프리미티브가 포함된 체적을 렌더링하는 장치와 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for rendering a volume containing a volume mapping geometric primitive.

체적이 기하 물체와 상호 작용하는 체적을 렌더링하는 장치와 방법을 제공하는 것이 본 발명의 또 하나의 목적이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for rendering a volume in which a volume interacts with a geometric object.

본 발명의 장치와 방법에 있어서, 체적 데이타로부터 체적을 직접 렌더하는 수단이 제공되는바 체적의 해상도는 없어지지 않고 체적 데이타는 완전히 기하 데이타와 상호 작용한다.In the apparatus and method of the present invention, a means of directly rendering a volume from volume data is provided such that the resolution of the volume is not lost and the volume data completely interacts with the geometric data.

렌더되어질 체적이나 체적의 부분은 기하 프리미티브와 정렬되며 체적이나 체적부분에 기하 프리미티브를 관련시키는 매핑기능이 발생된다. 매핑기능은 체적공간내의 각각의 박셀을 프리미티브의 점이나 성분에 관련시킨다. 따라서, 체적은 체적이나 체적부분이 매핑되어진 기하 프리미티브의 함수로서 디스플레이 된다.The volume or portion of the volume to be rendered is aligned with the geometric primitive and a mapping function is generated that associates the geometric primitive with the volume or volume portion. The mapping function associates each box in volume space with a point or component of a primitive. Thus, the volume is displayed as a function of the geometric primitive to which the volume or volume portion is mapped.

바람직한 실시예에서 렌더되어질 체적이나 체적의 부분은 하나 이상의 기하 프리미티브로 연관시키는 매핑이 발생된다. 그후, 체적상에서 수행된 임의의 기하동작은 기하 프리미티브상에서 동작을 수행하고 체적 데이타가 디스플레이 되도록 기하 공간내로 체적을 변환하는 매핑기능을 사용함으로써 성취된다. 바람직하게, 체적의 경계가 되는 다변형은 정점범위가 -1부터 +1인 정규화된 입방체와 같은 직선형 입방체(rectilinear cube)이다.In a preferred embodiment a mapping is generated in which the volume or portion of volume to be rendered is associated with one or more geometric primitives. Any geometry operation performed on the volume is then accomplished by using the mapping function to perform the operation on the geometric primitives and convert the volume into the geometric space so that volume data is displayed. Preferably, the polymorphism bounded by the volume is a rectilinear cube, such as a normalized cube with a vertex range of -1 to +1.

다변형과 같은 기하 프리미티브의 함수로서 체적을 정의함으로써, 클리핑이나 회전같은 기하동작은 프리미티브상에서 쉽게 실행되고 데이타는 디스플레이될 대응체적 데이타를 결정하는 매핑함수를 통하여 검사하는데 사용된다.By defining a volume as a function of a geometric primitive such as polymorphism, geometric operations such as clipping or rotation are easily performed on the primitive and the data is used to check through mapping functions that determine the corresponding volume data to be displayed.

더욱이, 원시 체적 데이타가 직접 기하 공간에서 렌더되기 때문에 기하 데이타는 원래 체적 데이타와 쉽게 상호 작용한다.Moreover, geometric data easily interacts with the original volume data because raw volume data is directly rendered in the geometric space.

[주석 및 표기][Comment and notation]

하기 기술되는 상세한 설명은 컴퓨터 메모리내에서 데이타 비트상에서의 동작의 기호표현과 알고리즘으로 대부분 설명된다.The detailed description set forth below is chiefly described in terms of symbolic representations and algorithms of operations on data bits in computer memory.

이 알고리즘의 기술과 표현은 당업자에게 그들 작업의 실체를 가장 효과적으로 전달하기 위해 데이타 프로세싱 분야의 당업자에 의해 사용되는 수단이다. 알고리즘은 여기서 일반적으로 바람직한 결과를 초래하는 조리가 정연한 단계들로 받아들여진다. 이 단계는 물리량의 물리적인 조작을 요하는 것들이다. 보통, 필요치는 않지만, 이 물리량들은 저장하고, 이동하고, 결합하고 비교할 수 있는 전기적 혹은 자기적 신호의 형식을 취하거나 그렇지 않으면 조작된다. 그것은 주로 공통적인 사용의 이유로 비이트, 값, 요소, 신호, 문자, 수치나 그와 유사한 것 같은 이런 신호로 언급되는 것이 때때로 편리하다는 것을 입증한다.The description and representation of this algorithm is the means used by those skilled in the data processing arts to most effectively convey the substance of their work to others skilled in the art. Algorithms are generally accepted here with ordered steps that result in desirable results. These steps are those requiring physical manipulation of physical quantities. Usually, though not necessary, these physical quantities take the form of electrical or magnetic signals that can be stored, moved, combined and compared or otherwise manipulated. It proves convenient at times to be referred to as such signals, such as bits, values, elements, signals, letters, numbers, or the like, mainly for common use.

그러나 이 모든 것과 유사한 용어가 적당한 물리적 양과 연관되고 이런 양에 적용된 단순히 필요한 레벨이라는 것을 명심해야 할 것이다. 더욱이, 실행된 조작은 종종 가산이나 비교같은 용어로 언급되는바 이것은 운용하는 사람에 의해 실행된 정신활동과 연관된다. 여기 기술된 어떤 동작에 있어서 대부분의 경우에 운용하는 사람의 능력이 필요하진 않지만 본 발명의 부분을 이룬다; 작동은 기계적 작동이다.However, it should be borne in mind that terms similar to all of these are simply required levels associated with and appropriate to these physical quantities. Moreover, the manipulations performed are often referred to in terms, such as additions or comparisons, which are associated with the mental activity performed by the operator. Some operations described herein do not require the ability of a person to operate in most cases, but form part of the present invention; Operation is mechanical operation.

본 발명의 동작을 실행하는 유용한 기계는 범용의 디지탈 컴퓨터 및 그외 유사한 장비를 포함한다. 모든 경우에 컴퓨터 동작에 있어 동작방법과 게산방법 자체 사이에 정신적 분별이 있어야 한다. 본 발명은 다른 바람직한 물리신호를 생성하는 전기적 혹은 다른(예를 들어 기계적, 화학적) 물리적신호를 처리하는데 있어 컴퓨터를 작동하는 방법의 단계와 관련된다. 본 발명은 역시 이런 동작을 실행하는 장치에 관련된다. 이 장치는 특히 필요한 목적을 위해 구성되고 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 움직이거나 재구성된 범용의 컴퓨터를 포함한다.Useful machines for performing the operations of the present invention include general purpose digital computers and other similar equipment. In all cases there must be a mental discernment between the method of operation and the calculation method itself in computer operation. The present invention relates to the steps of a method of operating a computer in processing electrical or other (eg mechanical, chemical) physical signals that produce other desirable physical signals. The invention also relates to a device for performing this operation. The apparatus includes a general purpose computer that is specifically configured for the necessary purpose and which is selectively moved or reconfigured by a computer program stored in the computer.

여기 나오는 알고리즘은 특별한 컴퓨터나 그외 장치에는 본래부터 관련되지 않는다. 특히, 여러 목적의 기계는 여기의 가르침에 따라 쓰인 프로그램으로 사용되지만 필요한 방법의 단계를 실행하기 위해 더 특별한 장치를 구성하는 것이 더 필요하다는 것이 입증된다. 다수의 이런 기재에 대한 필요한 구조는 하기 기술로부터 나타날 것이다.The algorithm here is not inherently related to any particular computer or other device. In particular, machines for various purposes are used as programs written according to the teachings here, but it is further demonstrated that it is necessary to construct more special devices in order to carry out the steps of the required method. The required structure for a number of these substrates will appear from the description below.

[일반적인 시스템 구성][General system configuration]

제1도는 본 발명에 따른 컴퓨터 디스플레이상에 체적 데이타의 렌더링을 위한 컴퓨터을 기초로 한 전형적인 시스템을 보여준다. 3개의 주요 구성요소로 이루어진 컴퓨터(1)가 도시되어 있다. 이중 제1의 것은 입력/출력(I/O)회로(2)로서 이것은 컴퓨터(1)의 다른 부분으로 혹은 부분으로 부터 적절히 구성된 형식으로 정보를 상호 교환하는데 사용된다. 역시 중앙연산처리장치(CPU)(3)와 메모리(4)가 컴퓨터(1)의 부분으로 도시되어 있다. 이 두 요소는 대부분의 범용 컴퓨터와 거의 모든 특수목적 컴퓨터에서 전형적으로 볼 수 있다. 사실, 컴퓨터(1)내 포함된 여러 구성요소는 데이타 프로세서의 넓은 카테고리를 나타내는 것으로 의도된다. 컴퓨터(1)의 역할을 충족하기 위한 적당한 데이타 프로세서의 특별한 예로 캘리포니아주 마운틴 뷰소재 선 마이크로 회사가 제작한 기계를 들 수 있다. 물론 같은 기능을 갖는 다른 컴퓨터도 하기 기능을 수행하는데 같은 방식으로 채택되어질 수 있다.Figure 1 shows a computer based typical system for the rendering of volumetric data on a computer display according to the present invention. A computer 1 is shown consisting of three main components. The first of these is the input / output (I / O) circuit 2, which is used to exchange information in an appropriately configured form with or from other parts of the computer 1. Also shown is a central processing unit (CPU) 3 and a memory 4 as part of the computer 1. These two elements are typically found on most general purpose computers and almost all special purpose computers. In fact, the various components included in the computer 1 are intended to represent a broad category of data processors. A particular example of a suitable data processor to fulfill the role of the computer 1 is a machine manufactured by Sun Micro, Inc. of Mountain View, California. Of course, other computers having the same function can be employed in the same way to perform the following functions.

역시 제1도에서 보듯이 키보드로 대표적 실시예에 나타난 것은 입력장치(5)이다. 그러나 입력장치는 실직적으로 카드판독기, 자기 혹은 종이 테이프판독기, 혹은 다른 잘 알려진 입력장치(물론 컴퓨터 X선 단층사진 촬영장치 같은 컴퓨터화된 데이타 수집 장비나 다른 컴퓨터를 포함하여)일 수 있음을 이해하여야 한다. 대용량 메모리 장치(6)는 I/O회로(2)에 연결되고 컴퓨터(1)를 위해 추가 저장기능을 제공한다. 대용량 메모리는 다른 프로그램 및 이와 유사한 것을 포함하고 마그네틱 혹은 종이테이프 판독기 혹은 그외 잘 알려진 장치의 형식을 취할 수 있다. 대용량 메모리(6)에 보유된 데이타는 적당한 경우에 메모리(4)의 일부로서 컴퓨터(1)에 표준형식으로 포함되어질 수 있다.As shown in FIG. 1, the input device 5 is shown in the exemplary embodiment of the keyboard. However, it is understood that the input device may in fact be a card reader, a magnetic or paper tape reader, or other well known input device (including computerized data collection equipment such as a computer x-ray tomography device or other computer). shall. The mass memory device 6 is connected to the I / O circuit 2 and provides additional storage for the computer 1. Mass memory may include other programs and the like and may take the form of magnetic or papertape readers or other well-known devices. The data held in the mass memory 6 may be included in the standard format in the computer 1 as part of the memory 4 as appropriate.

부가하여, 예를 든 디스플레이 모니터(7)는 사용자에게 메세지나 다른 전송내용을 디스플레이 하는데 사용된다. 이런 디스플레이 모니터는 여러 잘 알려진 다수 CRT 디스플레이의 형태를 취할 수 있다. 바람직하게, 디스플레이 모니터(7)는 고해상도 컴퓨터 라스터 디스플레이장치로 본 발명의 프로세스에 따라 렌더된 체적 영상을 디스플레이 할 수 있다. 커서 제어(8)는 명령모드를 선택하고 예를 들어 활자체 같은 입력데이타를 편집하고 시스템에 정보를 입력하기 위한 더욱 편리한 수단을 제공한다.In addition, an example display monitor 7 is used to display messages or other transmissions to the user. Such display monitors can take the form of several well-known and many CRT displays. Preferably, the display monitor 7 can display the rendered volume image in accordance with the process of the present invention with a high resolution computer raster display device. Cursor control 8 provides a more convenient means for selecting a command mode, editing input data such as typography, and entering information into the system.

[프로세스의 개관[Overview of Process

본 발명의 장치와 방법에 있어, 체적물체의 부분이나 체적물체는 하나 이상의 기하 프리미티브와 정렬되며 기하 공간내의 기하 프리미티브와 체적공간내의 체적물체사이에서의 매핑함수가 발생된다. 매핑함수의 사용을 통해, 체적이 매핑되는 프리미티브상에서 기하동작을 수행하고 대응 체적 데이타를 변환하는 것에 의해 변형, 관찰 및 다른 기하동작이 체적위에서 단순히 실행되어질 수 있다.In the apparatus and method of the present invention, a portion or volume of a volume object is aligned with one or more geometric primitives and a mapping function is generated between the geometric primitives in the geometric space and the volume objects in the volume space. Through the use of mapping functions, deformations, observations, and other geometries can simply be performed on the volume by performing geometry on the primitive to which the volume is mapped and transforming the corresponding volume data.

체적공간내의 특정위치에서의 체적의 속성을 포함하는 체적물체를 표현하는 박셀인 체적 데이타는, 체적물체를 표현하는 박셀의 3차원 배열내에서의 각각의 발셀 위체에 따른 메모리에 저장된다. 체적물체를 디스플레이 하기 위해 체적물체는 적어도 하나의 기하 프리미티브, 예를 들어 한개의 입방체로 기술된다. 사용된 기하 프리미티브 혹은 프리미티브들은 렌더될 체적이나 체적의 부분이 프리미티브에 매핑될 수 있는 방법으로 정렬되야 되고 매핑될 수 있는 크기이어야 한다.The volume data, which is a thin cell representing a volume object containing a volume attribute at a specific position in the volume space, is stored in a memory according to each Valsell body in a three-dimensional array of thin cells representing the volume object. In order to display the volume object, the volume object is described by at least one geometric primitive, for example one cube. The geometric primitives or primitives used must be aligned and sized in such a way that the volume or portion of the volume to be rendered can be mapped to the primitive.

사용된 프리미티브는 영상의 확대, 변환, 혹은 회전같은 그렇게 실행되는 연속의 계산을 단순화 하기 위해 정규화 되는 것이 바람직하다.The primitives used are preferably normalized to simplify the calculation of the continuation so performed, such as magnification, transformation, or rotation of the image.

예를 들어, 제2도에 대해, 체적 벡터(80)의 체적표시 부분이 기하 벡터로 매핑될 수 있고 스크린 공간에서 디스플레이 될 수 있다. 이 벡터가 일단 매핑되면 체적 벡터가 매핑된 기하 벡터상에서 회전 /변환동작을 수행하고 매핑함수를 사용하여 대응체적 요소를 검색함으로서 단순히 기하 공간에서 쉽게 회전하고 변환된다. 이것은 특히 체적 벡터 프리미티브를 사용하여 곡면을 추출하는 기법에 유용하다.For example, for FIG. 2, the volume representation portion of volume vector 80 may be mapped to a geometric vector and displayed in screen space. Once this vector is mapped, the volume vector is easily rotated and transformed in the geometric space simply by performing a rotation / transformation operation on the mapped geometric vector and searching the corresponding volume element using the mapping function. This is especially useful for techniques for extracting surfaces using volume vector primitives.

예를 들어 제3a,3b 및 3c도에 대해 체적물체는 인간의 기관 및/혹은 조직을 표현할 수 있으며 여기서 체적은 체적을 통하여 위치된 캐필러리(100)를 포함한다. 체적을 표현하는 기관/조직을 통하여 캐필러리의 정확한 경로 및 형태를 측정하는 다양한 투시도로부터 캐필러리를 관찰하고 추출하는 것이 때때로 바람직하다.For example, for FIGS. 3A, 3B, and 3C, the volumetric object may represent human organs and / or tissues where the volume includes a capillary 100 located through the volume. It is sometimes desirable to observe and extract the capillary from various perspective views measuring the exact path and shape of the capillary through the organ / tissue representing the volume.

이것은 곡면 예를들면 캐필러리를 따라 점(120)에서 기하 벡터로 체적 벡터(110)를 매핑하여 얻어진다. 매핑이 실행되면, 기하 벡터가 회전되고 대응 체적 데이타가 매핑되어 예를 들어 제3c도에 도시한 투시도와 같이, 다른 투시도로부터 캐필러리를 도시하는 디스플레이를 렌더링한다.This is obtained by mapping the volume vector 110 from a point 120 to a geometric vector along a curved surface, for example, a capillary. When the mapping is performed, the geometric vector is rotated and the corresponding volume data is mapped to render the display showing the capillary from another perspective view, for example the perspective view shown in FIG. 3C.

바람직하게, 체적은 직선입방체 같은 3차원 물체를 형성하는 하나 이상의 기하 프리미티브에 매핑된다. 입방체가 체적의 경계를 이루도록 정렬된다.Preferably, the volume is mapped to one or more geometric primitives that form a three-dimensional object, such as a linear cube. The cubes are arranged to form a volume boundary.

제4a도에서 보듯이 체적물체(150)가 입방체(160)에 의해 둘러싸인다. 체적을 포함하는 박셀과 입방체의 {x,y,z}좌표 사이에 매핑함수가 발생된다. 매핑함수가 발생되면, 여러 기하동작이 입방체상에서 수행된 동작을 통해 체적물체에서 수행된다. 예를 들어, 체적(170)의 부분(175)이 입방체(160)에서 클리핑 동작을 실행함으로써 제거되고 노출된 체적의 결과영상이 제4b도에서 보듯이 쉽게 디스플레이 될 수 있다.As shown in FIG. 4A, the volume object 150 is surrounded by the cube 160. A mapping function is generated between the box containing the volume and the {x, y, z} coordinates of the cube. When the mapping function is generated, several geometries are performed on the volume object through operations performed on the cube. For example, the portion 175 of the volume 170 is removed by performing a clipping operation on the cube 160 and the resulting image of the exposed volume can be easily displayed as shown in FIG. 4B.

매핑함수는 체적공간((u,v,w) 공간으로도 참조됨)에 체적물체의 각각의 박셀과 {x,y,z} 공간(기하공간)내의 기하 프리미티브의 그리드점(grid point)이나 정점사이에 수학적 대응을 제공한다. 체적물체가 기하 프리미티브에 "맞춰짐(fitted)"으로써 체적의 경계가 기하 프리미티브의 경계에 매핑된다고 말할 수 있다.The mapping function is the grid point of the geometric primitive in the volume space (also referred to as the (u, v, w) space) of each volume cell in the volume object and in the {x, y, z} space (geometric space). Provide a mathematical correspondence between vertices. It can be said that the volume boundary is mapped to the geometric primitive by fitting the volume object to the geometric primitive.

따라서, 체적 데이타가 매핑되는 기하 프리미티브의 특정한 x,y,z좌표 위치에 메모리에 저장된 박셀의 위치를 매핑함수로 링크시킨다. 사용된 매핑함수는 어떤 순차함수일 수 있다. 함수는 각 박셀이 기하 공간에서 최인접 정점에 매핑되는 제로 순차함수일 수 있다. 예를 들어, 만약에 체적이 차원(10×20×30)을 갖고 -1과 1사이에 위치한 정점을 갖는 정규화된 직선 입방체에 매핑된다면, 배열(1,1,1) 위치에서의 박셀은 좌표위치{0,0,0}에서의 입방체의 정점에 매핑되고 배열(10,20,30) 위치에서의 박셀은 좌표위치{1,1,1}에서 정점에 매핑된다. 체적공간내의 위치(1,1,1)와 (10,20,30) 위치에서의 박셀은 좌표위치{1,1,1}에서 정점에 매핑된다. 체적공간내의 위치(1,1,1)와 (10,20,30) 사이의 박셀은 체적공간과 기하 공간사이에 크기 비례 계산을 사용하여 게산된 값의 최인접 정점에 매핑된다. 본 예에서 u의 박셀수가 10과 같고 x의 정점수가 2(-1 내지 1)이기 때문에 u : x 비례는 10 : 2와 같다. 따라서 매핑함수는

Figure kpo00001
이다.Therefore, the location of the box cell stored in the memory is linked to a mapping function by a specific x, y, z coordinate position of the geometric primitive to which the volume data is mapped. The mapping function used may be any sequential function. The function may be a zero sequential function where each boxel is mapped to the nearest vertex in geometry. For example, if the volume is mapped to a normalized linear cube with dimensions (10 × 20 × 30) and a vertex located between -1 and 1, the boxels at the array (1,1,1) position are coordinates. Mapping to the vertex of the cube at position {0,0,0} and the boxel at the position of array 10,20,30 are mapped to the vertex at coordinate position {1,1,1}. Box cells at positions (1,1,1) and (10,20,30) in the volume space are mapped to vertices at coordinate positions {1,1,1}. The thin cells between positions (1,1,1) and (10,20,30) in the volume space are mapped to the nearest vertices of the calculated values using size proportional calculations between the volume space and the geometric space. In this example, the u: x proportionality is equal to 10: 2 because the number of thin cells in u is equal to 10 and the number of vertices of x is 2 (-1 to 1). So the mapping function
Figure kpo00001
to be.

이 함수는 역시 기하 공간에서 체적정점의 위치를 결정하도록 기하 공간에서 8개의 최인접 정점에서 가중 평균계산이 실행되는 3선의 함수로 참조되는 제1순차 함수이다. 제1순차 함수를 사용하여 유연효과를 만들고 이렇게 하여 체적 데이타가 매핑될 때 일어나는 앨리어싱의 양을 작게 한다. 제5도에 대해, 박셀(200)은 정점 a,b,c,d,e,f,g 및 h에 의해 도시된 기하 공간내의 8개의 최인접 정점을 결정함으로써 경계를 이루는 입장체에 매핑되며, 그후 박셀의 좌표 위치는 다음 방정식에 따라 결정된다.This function is also the first sequential function referred to as a 3-line function in which the weighted average calculation is performed at the eight nearest vertices in geometry to determine the position of the volume vertices in geometry. The first order function is used to create a softening effect, which reduces the amount of aliasing that occurs when volume data is mapped. With respect to FIG. 5, the thin cell 200 is mapped to the bounding body by determining the eight nearest vertices in the geometric space shown by vertices a, b, c, d, e, f, g and h. The coordinate position of the boxel is then determined according to the equation:

Figure kpo00002
Figure kpo00002

여기서 X는 체적공간내의 위치(u,v,w)에서의 박셀(200)의 기하위치이고, a, b, c, d, e, f, g 및 h는 결정될 체적좌표를 둘러싼 입방체 코너의 8개의 {x,y,z}좌표 위치이고 FRACT는 좌표의 분수분분을 결정하는 함수이다.Where X is the geometric position of the thin cell 200 at position (u, v, w) in the volume space, and a, b, c, d, e, f, g and h are 8 of the cube corner surrounding the volume coordinate to be determined. {X, y, z} coordinate positions and FRACT is a function that determines the fractional fraction of the coordinates.

8개의 정점으로 부터의 박셀의 거리는 상기 방정식에서 가중치, 즉 FRACT(u), 1-FRACT(u), FRACT(v), 1-FRACT(v), FRACT(w) 및 1-FRACT(w)에 의해 인수분해된다.The distance of the boxel from eight vertices is weighted in the equation, i.e. FRACT (u), 1-FRACT (u), FRACT (v), 1-FRACT (v), FRACT (w) and 1-FRACT (w) Factorized by.

매핑함수가 결정되면, 기하 물체에서 실행되는 임의의 기하동작의 수정이나 조작은 체적이 매핑되는 기하 프리미티브를 통해 체적물체에서 실행된다. 다른 관점의 차원, 체적 데이타의 투시도나 애스펙트비를 얻기위해, 기하 프리미티브는 기하 프리미티브에 매핑된 체적 데이타를 수정하는 변환 매트릭스가 곱해진다.Once the mapping function is determined, modifications or manipulations of any geometries performed on the geometric object are performed on the volume object via geometric primitives to which the volume is mapped. In order to obtain a perspective or aspect ratio of the dimension, volume data from another perspective, the geometric primitive is multiplied by a transformation matrix that modifies the volume data mapped to the geometric primitive.

부가하여, 체적 프리미티브가 정의된다. 체적 프리미티브는 실행된 매핑에 따라서 기하 공간내에서 대응하며 그리고 체적공간내에 정의를 갖는 점, 벡터, 다변형 혹은 광선같은 프리미티브이다. 따라서, 예를 들어 점은 {x,y,z}공간과 (u,v,w)공간에 위치를 가지며, 벡터는 벡터의 끝점을 정의하는 {x,y,z} 및 (u,v,w)공간에 두개의 점을 갖는다. 유사하게, 다변형은 다변형의 경계선을 정의하는 {x,y,z} 및 (u,v,w) 공간에서 다수의 점을 갖는다. 광선은 (u,v,w)공간내의 다수의 점에 매핑하는 {x,y,z}공간에 단 하나의 점을 갖는다. 기하 프리미티브는 체적 데이타를 더하고, 빼거나 그렇지 않으면 상호작용하는데 사용된다. 예를 들어, 프리미티브는 내부면을 노출하기 위해 체적의 일부분을 절단하는데 사용된다. 이것은 체적의 내부면을 노출하려고 체적의 일부분을 절단하기 위해 다변형이 사용되는 것을 제4a 및 4b도에 예시되어 있다. 프리미티브는 또한 결과가 디스플레이 되는 체적공간내에 체적과 상호작용하도록 기하 영상을 발생하는데 사용된다. 이것은 특히 의료 방사치료에 유용하고 여기서 의료 개업의사는 체적공간에 생성되어온 인간의 조직을 프리미티브로써 사용하여 창출된 레이저 비임이나 부분 비임의 상호작용을 예견할 수 있다. 따라서 체적의 면 추출 데이타가 아닌 원시의 체적 데이타와 기하 영상이 상호 작용하기 때문에 더욱 실질적인 영상이 제공된다.In addition, volume primitives are defined. Volume primitives are primitives, such as points, vectors, polymorphs, or rays, that correspond in geometry space and have definitions in volume space, depending on the mapping performed. Thus, for example, a point has positions in {x, y, z} space and (u, v, w) space, and a vector has {x, y, z} and (u, v, w) It has two points in space. Similarly, polymorphs have multiple points in the {x, y, z} and (u, v, w) spaces that define the boundaries of the polymorphs. The ray has only one point in the {x, y, z} space that maps to a number of points in the (u, v, w) space. Geometric primitives are used to add, subtract or otherwise interact with volumetric data. For example, primitives are used to cut a portion of a volume to expose the inner surface. This is illustrated in Figures 4a and 4b that polymorphs are used to cut a portion of the volume to expose the inner surface of the volume. Primitives are also used to generate geometric images to interact with the volume within the volume space in which the results are displayed. This is particularly useful for medical radiation therapy where medical practitioners can predict the interaction of laser beams or partial beams created using primitive human tissues created in volume space. Therefore, the more realistic images are provided because the geometric images interact with the original volume data rather than the volume extraction data of the volume.

본 발명이 바람직한 실시예와 연관하여 기술된 반면에 상기의 기술에서 통상의 기술자에게 수많은 대안, 수정, 변화와 취급이 명백할 것이다.While the invention has been described in connection with preferred embodiments, numerous alternatives, modifications, variations and handling will be apparent to those skilled in the art in the foregoing description.

Claims (48)

컴퓨터 그래픽 디스플레이상에 체적물체를 렌더링하기 위한 방법에 있어서, 체적물체의 적어도 일부분을 표현하는 체적 데이타를 메모리에 저장하는 단계, 체적 데이타에 대응하는 기하 프리미티브는 다수의 경계좌표를 포함하는 다수의 기하좌표로 표현되어지고, 상기 다수의 경계좌표는 대응 기하 프리미티브를 정의하며 상기 대응하는 기하 프리미티브는 기준 프레임을 갖는 {x,y,z}좌표 공간내에서 표현되어지며, 상기 기하좌표는 기준 프레임의 함수로써 정의되고 컴퓨터 그래픽 디스플레이상에 다수의 대응 디스플레잉 픽셀을 표현하며, 적어도 하나의 상기 대응 기하 프리미티브를 발생하는 단계, 체적물체를 대응 기하 프리미티브로 정렬하는 단계, 상기 체적 데이타를 경계좌표를 사용하여 대응 기하 프리미티브의 상기 기하좌표로 매핑시키는 매핑함수를 발생시키는 단계, 체적물체가 매핑되어지는 상기 대응 기하 프리미티브상에서 기하동작을 수행함으로써 수정된 기하좌표 결과가 되는 단계, 및 결정된 매핑함수를 사용하는 수정된 기하 프리미티브의 기하좌표에 따라 체적 데이타를 디스플레이 함으로써 디스플레이된 체적물체가 대응 기하 프리미티브상에서 수행된 기하동작에 따라 수정되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체적물체를 렌더링하기 위한 방법.A method for rendering a volume object on a computer graphics display, the method comprising: storing volume data representing at least a portion of the volume object in a memory, the geometric primitives corresponding to the volume data comprising a plurality of geometries comprising a plurality of boundary coordinates; And a plurality of boundary coordinates define corresponding geometric primitives and the corresponding geometric primitives are represented in a {x, y, z} coordinate space with a reference frame, the geometric coordinates of the reference frame. Representing a plurality of corresponding displaying pixels on a computer graphics display, generating at least one corresponding geometric primitive, aligning a volume object with the corresponding geometric primitive, and using the bounding coordinates of the volume data. To map the geometric coordinates of the corresponding geometric primitive Generating a mapping function, resulting in a modified geometric coordinate by performing a geometric operation on the corresponding geometric primitive to which the volume object is mapped, and volume data according to the geometric coordinates of the modified geometric primitive using the determined mapping function. And displaying the displayed volume object in accordance with the geometric operation performed on the corresponding geometric primitive. 제1항에 있어서, 상기 대응 기하 프리미티브는 직선형 입방체이고 상기 매핑함수는 영(제로)순차 함수이고, 상기 직선형 입방체를 정의하는 상기 경계좌표는 상기 직선형 입방체의 정점의 기하좌표가 되며, 상기 영 순차함수는 체적 데이타를 다수의 이상적인 기하좌표에 최인접한 기하좌표로 매핑하며, 상기 이상적인 기하좌표는 다수의 체적성분과 {x,y,z} 기준 프레임의 각각의 차원에서의 직선형 입방체의 정점사이의 거리와의 비례함수로써 결정되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 1, wherein the corresponding geometric primitive is a linear cube and the mapping function is a zero (zero) sequential function, and the boundary coordinates defining the linear cube are geometric coordinates of the vertices of the linear cube. The function maps the volume data into a number of ideal geometric coordinates closest to the geometric coordinates, the ideal geometric coordinates between the plurality of volume components and the vertices of the linear cube in each dimension of the {x, y, z} reference frame. A method for rendering a volumetric object, characterized by a proportional function with distance. 제1항에 있어서, 상기 대응 기화좌표는 직선형 입방체이고, 상기 매핑 함수는 제1순차함수이고, 상기 직선형 입방체를 정의하는 상기 경계좌표는 상기 직선형 입방체의 기하좌표가 되며, 상기 제1순차함수는 체적 데이타가 매핑되는 기하좌표를 결정하기 위한 체적데이타를 3선으로 보간하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 1, wherein the corresponding vaporization coordinates are linear cubes, the mapping function is a first sequential function, the boundary coordinates defining the linear cubes are geometric coordinates of the linear cubes, and the first sequential function is 3. A method for rendering a volume object characterized by interpolating volume data in three lines to determine the geometric coordinates to which the volume data is mapped. 제3항에 있어서, 기하데이타를 3선으로 보간하는 방법은 매핑될 체적 데이타를 포위하는 직선형 입방체의 8개의 최인접 정점의 기하좌표를 결정하는 단계, 8개의 최인접정점의 기하좌표 및 체적 데이타로부터의 이들 정점의 거리의 함수로써 체적데이타가 매핑되는 기하좌표를 연산하는 단계이고, 여기서 상기 함수는4. The method of claim 3, wherein the method of interpolating the geometric data into three lines comprises determining the geometric coordinates of the eight nearest vertices of the linear cube surrounding the volume data to be mapped, the geometric coordinates and the volume data of the eight nearest vertices. Calculating a geometric coordinate to which volumetric data is mapped as a function of the distance of these vertices from
Figure kpo00003
Figure kpo00003
로 주어지며, 여기서 x는 체적데이타(u,v,w)의 매칠된 기하좌표이고, a,b,c,d,e,f,g 및 h는 결정될 체적물체를 포위하는 직선형 입방체의 8개의 최인접 정점의 {x,y,z} 기하좌표이며 FRACT는 체적데이타(u,v,w)의 분수부분을 결정하는 함수인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.Where x is the filled geometric coordinates of the volumetric data (u, v, w), and a, b, c, d, e, f, g and h are the eight linear cubes that surround the volume object to be determined. {X, y, z} geometric coordinates of the nearest vertex and FRACT is a function for determining the fractional part of volume data (u, v, w).
제1항에 있어서, 상기 체적물체는 다수의 체적 프리미티브중의 하나이며, 상기 체적 프리미티브는 점, 벡터, 다변형 및 광선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 1, wherein the volume object is one of a plurality of volume primitives, the volume primitives consisting of points, vectors, polymorphs, and light rays. 제1항에 있어서, 수행된 기하동작은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브를 회전시킴으로써 따라서 디스플레이된 체적물체를 회전시키는 변환 매트릭스와의 곱셈인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.10. The method of claim 1, wherein the geometry performed is a multiplication of a corresponding geometric primitive and a transformation matrix that rotates the displayed geometric primitive and thus rotates the displayed volume primitive. 제1항에 있어서, 수행된 기하동작은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브의 차원을 변화시키는 변환 매트릭스와의 곱셈이며, 이렇게 하여 디스플레이된 체적 물체의 크기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The rendering of the volume object of claim 1, wherein the geometry performed is a multiplication of the corresponding geometric primitive and the transformation matrix changing the dimension of the corresponding geometric primitive, thereby changing the size of the displayed volume object. Way. 제1항에 있어서, 수행된 기하동작은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브를 변형시키는 변환 매트릭스와의 곱셈이며, 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체를 변형시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 1, wherein the geometry performed is a multiplication of a corresponding geometric primitive and a transformation matrix that transforms the corresponding geometric primitive, thereby modifying the displayed volume object. 제1항에 있어서, 수행된 기하동작은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브와 상기 작용하는 기하 프리미티브와의 상호작용이며 이렇게 하여 상기 상호작용하는 기하 프리미티브에 매치된 체적 프리미티브가 디스플레이된 체적물체가 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 1, wherein the geometric action performed is an interaction between a corresponding geometric primitive mapped to a volume object and the acting geometric primitive such that a volume object displaying a volume primitive matched to the interacting geometric primitive is displayed. A method for rendering a volume object, characterized in that it acts. 제9항에 있어서, 상호작용하는 기하 프리미티브의 상호작용은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브상에서 상호 작용하는 기하 프리미티브가 중첩되며 이렇게 하여 상호 작용하는 기하 프리미티브에 매핑된 체적 프리미티브를 디스플레이된 체적물체상에 중첩하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.10. The method of claim 9, wherein the interaction of the interacting geometric primitives overlaps the interacting geometric primitives on the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, thereby displaying the volume primitives mapped to the interacting geometric primitives on the displayed volumetric object. A method for rendering a volume object, characterized in that overlapping. 제9항에 있어서, 상호작용은 기하 프리미티브의 상호작용은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분의 이동이며, 상기 일부분은 상호작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라 결정되고 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체의 대응부분이 이동되어지는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.10. The method of claim 9, wherein the interaction is a geometric primitive's interaction is the movement of a portion of the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, wherein the portion is determined according to the size, shape, and position of the interacting geometric primitive and thus displayed. A corresponding portion of the volumetric object is moved, characterized in that for moving the volumetric object. 제9항에 있어서, 상호작용하는 기하 프리미티브의 상호작용은 체적물체가 매핑되는 대응 기하 프리미티브의 일부분의 추출이며, 상기 일부분은 상호작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라 결정되며 이렇게 하여 추출된 체적물체의 대응부분이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.10. The method of claim 9 wherein the interaction of interacting geometric primitives is the extraction of a portion of the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, wherein the portion is determined according to the size, shape and location of the interacting geometric primitives and thus extracted. A corresponding portion of the volumetric object is displayed. 체적물체가 화면공간내에 디스플레이되는 컴퓨터 그래픽 디스플레이상에 체적물체를 랜더링하기 위한 방법에 있어서, (u,v,w) 체적 공간내에 표현되는 체적물체의 적어도 일부분을 나타내는 체적 데이타를 메모리에 저장하는 단계, 3차원에서 체적물체에 대한 경계를 이루는 체적물체에 대응하는 기하 프리미티브는 다수의 경계좌표를 포함하는 다수의 기하좌표로 표현되며, 상기 다수의 경계좌표는 대응 기하 프리미티브를 정의하며, 상기 대응 기하 프리미티브는 {x,y,z} 기하공간에서 표현되어지며, 상기 기하공간은 기준 프레임을 가지며, 상기 기하좌표는 기준 프레임의 함수로써 정의되며, 상기 기하좌표는 컴퓨터 그래픽 디스플레이상의 화면공간내에 다수의 대응 디스플레이 픽셀을 표현하며, 상기 대응 기하 프리미티브의 적어도 하나를 발생하는 단계, 상기 체적 데이타를 경계좌표를 사용하여 체적물체에 대한 경계를 이루는 상기 대응 기하 프리미티브의 상기 기하 좌표중의 하나에 매핑시키는 매핑함수를 발생시키는 단계, 기하동작을 체적체가 매핑되어지는 대응 기하 프리미티브상에서 수행함으로써 수정된 기하 프리미티브 결과가 되는 단계 및 결정된 매핑함수를 사용하여 수정된 기하 프리미티브의 기하좌표에 따라 체적 데이타를 디스플레이 함으로써 디스플레이된 체적물체가 대응 기하 프리미티브상에서 수행된 기하동작에 따라서 수정되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.CLAIMS 1. A method for rendering a volume object on a computer graphics display in which the volume object is displayed in screen space, the method comprising: storing volume data in memory at least a portion of the volume object represented in the (u, v, w) volume space; A geometric primitive corresponding to a volume object forming a boundary with respect to a volume object in three dimensions is represented by a plurality of geometric coordinates including a plurality of boundary coordinates, and the plurality of boundary coordinates define corresponding geometric primitives. Primitives are represented in {x, y, z} geometry, where the geometry has a frame of reference, the geometry is defined as a function of the frame of reference, and the geometry is defined within a screen space on a computer graphics display. Represent corresponding display pixels, and generate at least one of the corresponding geometric primitives. Generating a mapping function that maps the volumetric data to one of the geometric coordinates of the corresponding geometric primitive forming a boundary for the volume object using boundary coordinates; and a corresponding geometric primitive to which the volume is mapped. Resulting in a modified geometric primitive by performing on the image and displaying the volume data according to the geometric coordinates of the modified geometric primitive using the determined mapping function to modify the displayed volume object in accordance with the geometric operation performed on the corresponding geometric primitive. Method for rendering a volume object, characterized in that consisting of. 제13항에 있어서, 체적물체가 매핑되는 기하 프리미티브는 직선형 입방체이고, 직선형 입방체를 정의하는 경계좌표는 직선형 입방체의 정점의 기하좌표인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.15. The method of claim 13, wherein the geometric primitive to which the volume object is mapped is a linear cube, and the boundary coordinates defining the linear cube are geometric coordinates of the vertices of the linear cube. 제14항에 있어서, 상기 매핑함수는 영 순차 함수이고, 이 영 순차함수는 체적데이타를 다수의 이상적인 기하좌표에 최인접한 기하좌표로 매핑하여, 상기 이상적인 기하좌표는 다수의 체적성분과 {x,y,z}기준플레임의 각각의 차원내에 직선형 입방체의 정점사이의 거리와의 비례함수로써 결정되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the mapping function is a zero sequential function, and the zero sequential function maps volume data into a geometric coordinate closest to a plurality of ideal geometric coordinates, so that the ideal geometric coordinate is a plurality of volume components and {x, y, z} method for rendering a volume object, characterized in that it is determined by a proportional function of the distance between the vertices of the linear cube in each dimension of the reference frame. 제14항에 있어서, 상기 매핑함수는 제1순차함수이며, 제1순차함수는 체적데이타가 매핑된 기하좌표를 결정하기 위해 체적데이타를 3선으로 보간하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.15. The method of claim 14, wherein the mapping function is a first sequential function, and the first sequential function interpolates volume data in three lines to determine a geometric coordinate to which volume data is mapped. Way. 제16항에 있어서, 기하 데이타를 3선으로 보간하는 방법에 있어서, 매핑되는 체적물체를 포위하는 직선형 입방체의 8개의 최인접 정점의 기하 좌표를 결정하는 단계, 8개의 최인접 정점의 기하좌표 및 체적데이타로 부터의 이들 정점의 거리의 함수로써, 체적데이타가 매핑되는 기하좌표를 연산하는 단계, 여기서 상기 함수는;17. The method of claim 16, further comprising the steps of: determining geometric coordinates of the eight nearest vertices of a linear cube surrounding the volume object being mapped, geometric coordinates of the eight nearest vertices, and Computing a geometric coordinate to which the volume data is mapped as a function of the distance of these vertices from the volume data, wherein the function comprises;
Figure kpo00004
Figure kpo00004
로 주어지며, 여기서 X는 체적 데이타(u,v,w)의 매핑된 기하좌표이고, a,b,c,d,e,f,g 및 h는 결정될 체적물체를 포위하는 직선형 입방체의 8개의 최인접 정점의 {x,y,z} 기하좌표이며 FRACT는 체적데이타(u,v,w)의 분수부분을 결정하는 함수인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.Where X is the mapped geometric coordinate of the volume data (u, v, w), and a, b, c, d, e, f, g and h are eight pieces of linear cubes surrounding the volume object to be determined. {X, y, z} geometric coordinates of the nearest vertex and FRACT is a function for determining the fractional part of volume data (u, v, w).
제13항에 있어서, 수행된 기하좌표는 대응 기하좌표와 대응 기하 프리미티브를 회전시키는 변화 매트릭스와의 곱셈이며 따라서 디스플레이된 체적물체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.14. The method of claim 13, wherein the geometric coordinates performed are a multiplication of the corresponding geometric coordinates and a change matrix that rotates the corresponding geometric primitives, thus rotating the displayed volume object. 제13항에 있어서, 수행된 기하동작은 대응 기하 프리미티브와 이 대응 기하 프리미티브의 차원을 변화시키는 변환 매트릭스와의 곱셈이며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체의 크기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.14. The rendering of a volume object according to claim 13, wherein the geometric operation performed is a multiplication of a corresponding geometric primitive and a transformation matrix that changes the dimension of the corresponding geometric primitive, thereby changing the size of the displayed volume object. Way. 제13항에 있어서, 수행된 기하동작은 대응 기하 프리미티브와 이 대응 기하 프리미티브를 변형하는 변환 매트릭스와의 곱셈이며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체를 변형하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.14. The method of claim 13, wherein the geometry performed is a multiplication of a corresponding geometric primitive and a transform matrix transforming the corresponding geometric primitive, thereby modifying the displayed volume object. 제13항에 있어서, 수행된 기하동작은 상호 작용하는 기하 프리미티브와 체적 물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브와의 상호작용이며 이렇게 하여 상기 상호작용하는 기하 프리미티브에 매핑된 체적 프리미티브가 디스플레이된 체적물체와 상호 작용되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 13, wherein the geometry performed is an interaction of interacting geometric primitives and corresponding geometric primitives to which volumetric objects are mapped, such that volume primitives mapped to the interacting geometric primitives interact with the displayed volumetric object. A method for rendering a volumetric object, characterized in that it is operated. 제21항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브의 상호작용은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브상에 상호 작용하는 기하 프리미티브를 중첩하는 것이며 이렇게 하여 디스플레이된 체적 물체상의 상호 작용하는 기하 프리미티브에 매핑된 체적 프리미티브를 중첩하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 21, wherein the interaction of the interacting geometric primitives is to superimpose the interacting geometric primitives on the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped and thus the volume mapped to the interacting geometric primitives on the displayed volume object. A method for rendering a volume object characterized by overlapping primitives. 제21항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브의 상호작용은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분의 이동이며, 상기 일부분은 상호 작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라서 결정되며 이렇게 하여 디스플레이된 체적 물체의 대응부분이 이동되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 21, wherein the interaction of the interacting geometric primitives is the movement of a portion of the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, wherein the portion is determined in accordance with the size, shape, and position of the interacting geometric primitives and thus displays. A method for rendering a volumetric object, characterized in that the corresponding part of the volumetric object is moved. 제21항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브의 상호작용은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분의 추출이며, 상기 일부분은 상호 작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라서 결정되며 이렇게 하여 추출된 체적물체의 대응부분이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.The method of claim 21, wherein the interaction of the interacting geometric primitives is the extraction of the portion of the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, the portion determined according to the size, shape, and location of the interacting geometric primitives. A corresponding portion of the volumetric object is displayed. 컴퓨터 그래픽 디스플레이상에 체적물체를 랜더링하기 위한 장치에 있어서, (u,v,w) 체적 공간내에 표현되어지는 체적물체의 적어도 일부분을 나타내는 체적데이타를 메모리에 저장하는 수단, 체적물체에 대응하는 기하 프리미티브는 다수의 경계좌표를 표함하는 다수의 기하좌표로 표현되며, 상기 다수의 경계좌표는 대응 기하 프리미티브를 정의하며, 상기 대응 기하 프리미티브는 기준 프레임을 갖는 {x,y,z} 기하좌표공간내에 표현되며, 상기 기하좌표는 기준 프레임의 함수로써 정의되며, 상기 기하좌표는 컴퓨터 그래픽 디스플레이 상에 다수의 픽셀을 나타내며, 적어도 하나의 상기 기하좌표를 발생하는 수단, 체적물체를 대응기하 프리미티브에 정렬하는 수단, 상기 체적데이타를 경계좌표를 사용하는 상기 대응 기하 프리미티브의 상기 기하좌표로 매핑시키는 매핑함수를 발생시키는 수단, 체적 물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브상에서 기하 동작을 수행하며 이렇게 하여 수정된 기하 프리미티브 결과가 되도록 하는 수단 및 결정된 매핑함수를 사용하여 수정된 기하 프리미티브에 따라 체적물체를 디스플레이하며 여기서 디스플레이된 체적 데이타는 대응 기하 프리미티브상에 수행된 기하동작에 따라 수정되는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 방법.An apparatus for rendering a volume object on a computer graphics display, the apparatus comprising: means for storing volume data in memory, the volume data representing at least a portion of the volume object being represented in the (u, v, w) volume space, a geometry corresponding to the volume object A primitive is represented by a plurality of geometric coordinates representing a plurality of boundary coordinates, the plurality of boundary coordinates defining corresponding geometric primitives, and the corresponding geometric primitives within a {x, y, z} geometric coordinate space having a reference frame. Wherein the geometric coordinates are defined as a function of a frame of reference, the geometric coordinates representing a plurality of pixels on a computer graphics display, means for generating at least one of the geometric coordinates, aligning a volume object with a corresponding geometric primitive. Means, the geometric coordinates of the corresponding geometric primitive using boundary coordinates for the volumetric data; Means for generating a mapping function that maps, means for performing a volumetric motion on a mapped geometric primitive to which the volume object is mapped, and thus a modified geometric primitive result, and means for determining the volume object according to the modified geometric primitive using the determined mapping function. Display and wherein the displayed volume data consists of means that are modified in accordance with a geometric operation performed on the corresponding geometric primitive. 제25항에 있어서, 상기 대응 기하 프리미티브는 직선형 큐브이며 매핑함수를 발생하는 상기 수단은 영 순차 함수를 발생하며 상기 경계 좌표는 직선형 큐브의 정점의 기하좌표가 되는 상기 직선형 큐브를 정의하며, 매핑함수를 발생하기 위한 상기 수단은 다수의 이상적인 기하좌표에 최인접한 기하좌표에 최적 데이타를 매핑하는 영 순차 함수 매핑수단으로 이루어지고, 상기 이상적인 기하좌표는 다수의 체적성분과 {x,y,z} 기준프레임의 각각의 차원에서의 직선형 큐브의 정점사이에서의 거리와의 비례함수로써 결정되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.26. The method of claim 25, wherein the corresponding geometric primitive is a linear cube and the means for generating a mapping function generates a zero sequential function and the boundary coordinates define the linear cube that is a geometric coordinate of a vertex of the linear cube. The means for generating a means consists of a zero sequential function mapping means for mapping the optimal data to the geometric coordinates closest to the plurality of ideal geometric coordinates, the ideal geometric coordinates are based on a number of volume components and {x, y, z} An apparatus for rendering a volumetric object, characterized in that it is determined by a proportional function with the distance between the vertices of the straight cube in each dimension of the frame. 제25항에 있어서, 상기 대응 기하 프리미티브는 직선형 큐브이며 매핑함수를 발생하는 상기 수단은 제1순차 함수를 발생하며 상기 경계 좌표는 직선형 큐브의 정점의 기하좌표가 되는 상기 직선형 큐브를 정의하며, 매핑함수를 발생하는 상기 수단은 체적 데이타가 기하좌표를 결정하기 위해 체적 데이타를 3선으로 보간하는 제1차 함수 매핑수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.26. The method of claim 25, wherein the corresponding geometric primitive is a linear cube and the means for generating a mapping function generates a first sequential function and the boundary coordinates define the linear cube that is a geometric coordinate of a vertex of the linear cube. And said means for generating a function comprises first-order function mapping means for interpolating the volume data in three lines to determine the geometric coordinates. 제27항에 있어서, 체적물체를 3선으로 보간하는 제1순차함수수단은 매핑되는 체적물체를 포위하는 직선형 큐브의 8개의 최인접 정점의 기하좌표를 결정하는 수단, 8개의 최인접정점의 기하좌표와 체적데이타로부터의 8개의 최인접 정점의 거리의 함수로서, 각각의 체적 데이타가 매핑되는 기하좌표를 연산하는 수단, 상기 함수는 다음과 같이 주어지고,28. The method of claim 27, wherein the first sequential function means for interpolating the volume object in three lines is a means for determining the geometric coordinates of the eight nearest vertices of the linear cube surrounding the volume object being mapped, the geometry of the eight nearest vertices. Means of calculating the geometric coordinates to which each volume data is mapped as a function of the distance of the eight nearest vertices from the coordinates and volume data, said function being given by
Figure kpo00005
Figure kpo00005
여기서 x는 체적데이타(u,v,w)의 매핑된 기하좌표이고, a,b,c,d,f,g 및 h는 결정될 체적물체를 포위하는 직선형 큐브의 8개의 최인접 정점의 {x,y,z} 기하좌표이고, FRACT는 체적데이타(u,v,w)의 분수부분을 결정하는 함수인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.Where x is the mapped geometric coordinate of the volume data (u, v, w) and a, b, c, d, f, g and h are the {x of the eight nearest vertices of the linear cube surrounding the volume object to be determined. , y, z} An apparatus for rendering a volume object, wherein the geometric coordinate is a function of determining the fractional part of the volume data (u, v, w).
제25항에 있어서, 상기 체적물체는 점, 벡터, 다변형 및 광선으로 이루어지는 다수의 체적 프리미티브중의 하나인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.27. The apparatus of claim 25, wherein the volume object is one of a number of volume primitives consisting of points, vectors, polymorphs, and light rays. 제25항에 있어서, 기하동작을 수행하기 위한 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브를 회전시키는 변형 매트릭스와 곱셈하는 수단으로 이루어지며 따라서 디스플레이된 체적물체를 회전시키는 것을 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.27. The volumetric object of claim 25, wherein said means for performing a geometrical operation comprises means for multiplying a corresponding geometric primitive with a deformation matrix for rotating the corresponding geometric primitive and thus rotating the displayed volumetric object. Device for rendering. 제25항에 있어서, 기하동작을 수행하기 위한 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브의 차원을 변화시키는 변형 매트릭스와의 곱셈하는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체의 크기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.27. The method of claim 25, wherein said means for performing a geometry consists of means for multiplying a corresponding geometric primitive with a deformation matrix that changes the dimension of the corresponding geometric primitive, thereby changing the size of the displayed volume object. An apparatus for rendering a volume object. 제25항에 있어서, 기하동작을 수행하기 위한 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브를 변형시키는 변형 매트릭스의 곱셈하는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체를 변환시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.27. The volumetric object of claim 25, wherein the means for performing the geometric operation comprises means for multiplying a corresponding geometric primitive with a deformation matrix for modifying the corresponding geometric primitive, thereby transforming the displayed volumetric object. Device for rendering. 제25항에 있어서, 기하동작을 수행하기 위한 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브와 상호 작용하는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 상호작용하는 기하 프리미티브에 매핑된 체적 프리미티브가 디스플레이된 체적물체와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.27. The method of claim 25, wherein said means for performing a geometrical operation comprises means for interacting with a corresponding geometric primitive mapped with a corresponding geometric primitive and with a volume primitive mapped to the interacting geometric primitive. Apparatus for rendering a volume object characterized in that it interacts with the volume object. 제33항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브를 상호 작용시키는 상기 수단은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브상에 상호 작용하는 기하 프리미티브를 중첩시키며 이렇게 하여 디스플레이된 체적 물체상에서의 상호 작용하는 기하 프리미티브에 매핑된 체적 프리미티브를 중첩시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.34. The method of claim 33, wherein the means for interacting with the interacting geometric primitives superimposes the interacting geometric primitives on the corresponding geometric primitive to which the volume object is mapped and thereby interacts with the interacting geometric primitives on the displayed volume object. Apparatus for rendering a volume object characterized by overlapping mapped volume primitives. 제33항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브를 상호 작용시키는 상기 수단은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분을 제거하는 수단으로 이루어지며, 상기 일부분은 상호작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라 결정되며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체의 대응부분이 제거되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.34. The method of claim 33, wherein said means for interacting with interacting geometric primitives comprises means for removing a portion of a corresponding geometric primitive to which a volume is mapped, said portion being the size, shape, and location of interacting geometric primitives. And a corresponding portion of the displayed volume object is removed in accordance with the arrangement. 제33항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브를 상호 작용시키는 상기 수단은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분을 추출하기 위한 수단으로 이루어지며, 상기 일부분은 상호작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라 결정되며 이렇게 하여 추출된 체적물체의 대응부분이 디스플레이된 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.34. The method of claim 33, wherein the means for interacting with the interacting geometric primitives consists of means for extracting a portion of the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, the portion being the size, shape and And a corresponding portion of the extracted volume object is displayed according to the position. 컴퓨터 그래픽 디스플레이상에 체적물체를 랜더링하기 위한 장치에 있어서, (u,v,w) 체적공간내에 표현된 상기 체적물체의 적어도 일부분을 나타내는 체적 데이타를 메모리에 저장하는 수단, 3차원에서 체적물체의 경계를 이루는 대응 기하좌표는 다수의 경계좌표를 포함하는 기하좌표로 표현되며, 상기 다수의 경계좌표는 대응 기하 프리미티브를 정의하며, 상기 대응 기하 프리미티브는 {x,y,z} 기하 공간내에 표현되며, 상기 기하공간은 기준 프레임을 가지며, 상기 대응 기하 프리미티브는 기준 프레임의 함수로써 정의되며, 상기 기하좌표는 컴퓨터 그래픽 디스플레이 스크린 공간내에서 다수의 대응 디스플레이 픽셀을 표현하며, 적어도 하나의 상기 대응 기하 프리미티브를 발생하는 수단, 상기 체적 데이타를 경계좌표를 사용하여 체적물체의 경계를 이루는 상기 대응 기하 프리미티브의 상기 기하좌표로 매핑시키는 매핑함수를 발생시키는 수단, 수정된 기하 프리미티브가 되는, 최적물체가 매핑되는 대응 기하 프리미티브상에서 기하동작을 수행하는 수단 및 결정된 매핑 함수를 가용하여 수정된 기하 프리미티브의 기하 좌표에 따라 체적물체를 디스플레이하며, 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체가 대응 기하 프리미티브상에서 수행된 기하 동작에 따라 수정되도록 하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.An apparatus for rendering a volume object on a computer graphics display, comprising: means for storing volume data in memory indicative of at least a portion of the volume object represented in (u, v, w) volume space, the volume object in three dimensions Corresponding geometric coordinates forming a boundary are represented by geometric coordinates including a plurality of boundary coordinates, the plurality of boundary coordinates defining corresponding geometric primitives, and the corresponding geometric primitives being represented in {x, y, z} geometric space. The geometric space has a reference frame, the corresponding geometric primitive is defined as a function of the reference frame, the geometric coordinates representing a plurality of corresponding display pixels in a computer graphics display screen space, and at least one corresponding geometric primitive. Means for generating a boundary of the volume object using boundary coordinates of the volume data Means for generating a mapping function for mapping the corresponding geometric primitives to the geometric coordinates, means for performing a geometric operation on the corresponding geometric primitive to which the optimal object is mapped, which becomes a modified geometric primitive, and a modified mapping function. And a means for displaying the volume object in accordance with the geometric coordinates of the geometric primitive, thereby allowing the displayed volume object to be modified in accordance with the geometric motion performed on the corresponding geometric primitive. 제37항에 있어서, 체적물체가 매핑된 기하 프리미티브는 직선형 큐브이며, 직선형 큐브를 정의하는 경계좌표는 직선형 큐브의 정점의 기하좌표인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.38. The apparatus of claim 37, wherein the geometric primitive to which the volume object is mapped is a straight cube, and the boundary coordinates defining the straight cube are geometric coordinates of the vertices of the straight cube. 제38항에 있어서, 매핑 함수를 발생시키기 위한 상기 수단은 영 순차 함수를 발생시키며, 체적 데이타를 이상적인 기하좌표에 최인접한 기하좌표로 매핑시키는 영순차 함수 매핑수단으로 이루어지며, 상기 이상적인 기하좌표는 다수의 체적 성분과 {x,y,z}기준 프레임의 각각의 차원에서의 직선형 큐브의 정점사이의 거리와의 비례함수로써 결정되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.39. The method of claim 38, wherein the means for generating a mapping function comprises a zero sequential function mapping means for generating a zero sequential function and mapping volume data to an ideal geometric coordinate closest to the ideal geometric coordinate. An apparatus for rendering a volume object, characterized in that it is determined by a proportional function of the distance between the plurality of volume components and the vertices of the linear cube in each dimension of the {x, y, z} reference frame. 제38항에 있어서, 매핑함수를 발생시키기 위한 상기 수단은 제1순차함수를 발생시키며, 체적 데이타가 매핑된 기하좌표를 결정하기 위한 체적 데이타를 3선으로 보간하는 제1순차 함수 수단을 구성되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.39. The apparatus of claim 38, wherein the means for generating a mapping function comprises a first sequential function means for generating a first sequential function and interpolating in three lines the volume data for determining the geometric coordinates to which the volume data is mapped. Apparatus for rendering a volume object, characterized in that. 제40항에 있어서, 체적 데이타를 3선으로 보간하는 제1순차 함수수단은, 매핑되어질 체적물체를 포위하는 직선형 큐브의 8개의 최인접 정점의 기하좌표를 결정하는 수단, 8개의 최인접 정접의 기하좌표와 체적 데이타로부터의 8개의 최인접 정점의 거릴의 함수로써 각각의 체적 데이타가 매핑되는 기하좌표를 연산하는 단계로 이루어지며, 상기 함수는 다음과 같이 정의되며,41. The apparatus of claim 40, wherein the first sequential function means for interpolating the volume data in three lines comprises: means for determining the geometric coordinates of the eight nearest vertices of the linear cube surrounding the volume object to be mapped; Computing the geometric coordinates to which each volume data is mapped as a function of the distance of the eight nearest vertices from the geometric coordinates and the volume data, wherein the function is defined as follows.
Figure kpo00006
Figure kpo00006
여기서 x는 체적데이타(u,v,w)의 매핑된 기하좌표이고, a,b,c,d,e,f,g 및 h는 결정될 체적물체를 포위하는 직선형 큐브의 8개의 최인접 정점의 {x,y,z} 기하좌표이고, FRACT는 체적데이타(u,v,w)의 분수부분을 결정하는 함수인 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.Where x is the mapped geometric coordinate of the volume data (u, v, w) and a, b, c, d, e, f, g and h are the eight nearest neighbor vertices of the linear cube surrounding the volume object to be determined. {x, y, z} An apparatus for rendering a volume object, wherein the geometric coordinate is a function of determining the fractional part of the volume data (u, v, w).
제37항에 있어서, 기하동작을 수행하는 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브를 회전시키는 변환 매트릭스와의 곱셈하는 수단으로 이루어지며 따라서 디스플레이된 체적물체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.38. The rendering of claim 37 wherein said means for performing a geometry consists of means for multiplying a corresponding geometric primitive with a transformation matrix for rotating the corresponding geometric primitive and thus rotating the displayed volume object. Device for 제37항에 있어서, 기하동작을 수행하는 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브의 차원을 변화시키는 변형 매트릭스와 곱셈하는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체의 크기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.38. The method of claim 37, wherein said means for performing a geometrical operation comprises means for multiplying a corresponding geometric primitive with a deformation matrix for changing the dimensions of the corresponding geometric primitive, thereby changing the size of the displayed volume object. Device for rendering a volume object. 제37항에 있어서, 기하동작을 수행하기 위한 상기 수단은 대응 기하 프리미티브와 대응 기하 프리미티브를 변형시키는 변환 매트릭스와 곱셈하는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체를 변환시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.38. The volume object of claim 37, wherein the means for performing the geometric operation comprises means for multiplying a corresponding geometric primitive with a transformation matrix that transforms the corresponding geometric primitive, thereby transforming the displayed volume object. Device for rendering. 제37항에 있어서, 기하동작을 수행하기 위한 상기 수단은 상호작용하는 기하 프리미티브와 체적물체와 매핑된 대응 기하 프리미티브와 상호 작용하는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 상호 작용하는 기하 프리미티브가 디스플레이된 체적물체와 상호 작용되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.38. The method of claim 37, wherein the means for performing the geometry consists of interacting geometric primitives and means of interacting with corresponding geometric primitives mapped to the volume object, thereby interacting with the displayed volume object. Apparatus for rendering a volume object, characterized in that the interaction. 제45항에 있어서, 상호 작용하는 기하 물체를 상호 작용시키기 위한 수단은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브상에서 상호 작용하는 기하 프리미티브를 중첩시키는 수단으로 이루어지며 이렇게 하여 매핑된 체적 프리미티브를 디스플레이된 체적물체상에서의 상호 작용하는 기하 프리미티브의 중첩시키는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.46. The method of claim 45, wherein the means for interacting with the interacting geometric object consists of means for superimposing the interacting geometric primitives on the corresponding geometric primitive to which the volume is mapped, thereby displaying the mapped volume primitive. An apparatus for rendering a volume object characterized by superposition of interacting geometric primitives on a phase. 제45항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브를 상호 작용시키는 상기 수단은 체적물체가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분을 제거하는 수단으로 이루어지며, 상기 제거된 부분은 상호 작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라 결정되며 이렇게 하여 디스플레이된 체적물체의 대응 부분이 제거되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.46. The method of claim 45, wherein said means for interacting with interacting geometric primitives comprises means for removing a portion of a corresponding geometric primitive to which a volume is mapped, wherein said removed portion is the size, shape of the interacting geometric primitive. And a corresponding portion of the displayed volume object is determined according to the position and thus removed. 제45항에 있어서, 상호 작용하는 기하 프리미티브를 상호 작용시키는 상기 수단은 체적 데이타가 매핑된 대응 기하 프리미티브의 일부분을 추출하기 위한 수단으로 이루어지며, 상기 추출부분은 상호작용하는 기하 프리미티브의 크기, 형태 및 위치에 따라 결정되며, 이렇게 하여 추출된 체적물체의 대응부분이 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 체적물체를 랜더링하기 위한 장치.46. The method of claim 45, wherein said means for interacting with interacting geometric primitives consists of means for extracting a portion of a corresponding geometric primitive to which volumetric data is mapped, said extracting portion being the size, shape of the interacting geometric primitive. And a corresponding portion of the extracted volumetric object is displayed according to the position, and the volumetric object is rendered.
KR1019900007108A 1989-05-18 1990-05-18 Method and apparatus for rendering of geometric volumes KR950001352B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35344989A 1989-05-18 1989-05-18
US353,449 1989-05-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR900018861A KR900018861A (en) 1990-12-22
KR950001352B1 true KR950001352B1 (en) 1995-02-17

Family

ID=23389148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900007108A KR950001352B1 (en) 1989-05-18 1990-05-18 Method and apparatus for rendering of geometric volumes

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP3326526B2 (en)
KR (1) KR950001352B1 (en)
AU (1) AU630684B2 (en)
CA (1) CA2011101C (en)
GB (1) GB2231759B (en)
HK (1) HK76594A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072497A (en) * 1997-05-30 2000-06-06 Hewlett-Packard Company Volumetric pre-clipping method that guarantees minimal number of sample points through a volume
CA2259882A1 (en) * 1999-01-22 2000-07-22 I.S.G. Technologies, Inc. Interactive sculpting for volumetric exploration and feature extraction

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6075967A (en) * 1983-09-30 1985-04-30 Toshiba Corp Picture display device
US4649498A (en) * 1984-05-08 1987-03-10 The University Of Rochester Computer systems for curve-solid classification and solid modeling
EP0204225B1 (en) * 1985-06-05 1994-12-14 General Electric Company System and method for the display of surface structures contained within the interior region of a solid body
US4719585A (en) * 1985-08-28 1988-01-12 General Electric Company Dividing cubes system and method for the display of surface structures contained within the interior region of a solid body
GB2194656B (en) * 1986-09-03 1991-10-09 Ibm Method and system for solid modelling
GB2194715B (en) * 1986-09-03 1991-02-13 Ibm Method of and system for generating images of object transforms
JPS6385884A (en) * 1986-09-30 1988-04-16 Toshiba Corp Multi-dimensional address generator and surface image forming device using generator
JPH0198084A (en) * 1987-10-09 1989-04-17 Toshiba Corp Three-dimensional picture processor
GB2214037A (en) * 1987-12-18 1989-08-23 Ibm Solid modelling system

Also Published As

Publication number Publication date
CA2011101A1 (en) 1990-11-18
AU5251090A (en) 1990-11-22
GB2231759B (en) 1993-12-08
GB8927576D0 (en) 1990-02-07
JPH036786A (en) 1991-01-14
KR900018861A (en) 1990-12-22
CA2011101C (en) 1998-12-22
GB2231759A (en) 1990-11-21
HK76594A (en) 1994-08-12
JP3326526B2 (en) 2002-09-24
AU630684B2 (en) 1992-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5113357A (en) Method and apparatus for rendering of geometric volumes
Stytz et al. Three-dimensional medical imaging: algorithms and computer systems
US7362329B2 (en) Occlusion culling for object-order volume rendering
Barillot Surface and volume rendering techniques to display 3-D data
Teschner et al. Texture mapping: a new tool for molecular graphics
US20050143654A1 (en) Systems and methods for segmented volume rendering using a programmable graphics pipeline
EP1024436B1 (en) Method for generating graphic objects represented as surface elements
US20050237336A1 (en) Method and system for multi-object volumetric data visualization
WO2002021437A2 (en) 3d occlusion reducing transformation
Grimm et al. Flexible direct multi-volume rendering in dynamic scenes
Fang et al. Volumetric-CSG--a model-based volume visualization approach
Pommert et al. Surface shading in tomographic volume visualization: A comparative study
Tatarchuk et al. Advanced interactive medical visualization on the GPU
Cooper et al. Computer visualisation of the moving human lumbar spine
Johnson et al. Integration of volume rendering and geometric graphics: work in progress
KR950001352B1 (en) Method and apparatus for rendering of geometric volumes
Hoffmeister et al. Three-dimensional surface reconstructions using a general purpose image processing system
LaMar et al. High‐quality rendering of smooth isosurfaces
Grevera et al. T-shell rendering
Buchanan et al. A new front to back composition technique for volume rendering
Barrett et al. A low-cost PC-based image workstation for dynamic interactive display of three-dimensional anatomy
Demiris et al. 3-D visualization in medicine: an overview
Becker et al. Interactive morphometrics from three-dimensional surface images
Zhang Medical Volume Reconstruction Techniques
Maras et al. An overview of medical image processing methods

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20030206

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee