JP2001109904A - ボリューム・レンダリング・システムにおけるボリューム・データ・セットのレンダリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理を必要とするボクセルとサンプルの数を
最少化し、パフォーマンスの改善を図ったパイプライン
化されたボリューム・レンダリング・システムにおける
ボリューム・データ・セットのレンダリング方法を提供
する。 【解決手段】 該ボリューム・データ・セットにはメモ
リに保存された複数のボクセルが含まれる。該ボリュー
ム・レンダリング・システムには複数の並列処理用パイ
プラインが含まれる。該ボリューム・データ・セットは
分割されて複数のブロックのボクセルに変えられる。こ
の複数のブロックの各々の各ボクセルがテストされて、
ボクセルが画像に貢献するかどうかの判定が行われる。
ブロックのボクセルのいずれも画像に貢献しない場合に
限って、ボクセルの各ブロックの配列に空ビットが設定
され、空ビットの配列に従ってボリューム・データ・セ
ットが処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、ボリューム
・レンダリング・システムにおけるボリューム・データ
・セットのレンダリング方法に関し、具体的には、ボリ
ューム・データ・セットのレンダリングを行いながら、
ボクセルとサンプルのスキッピングを行うことに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ボリューム・グラフィックは、コンピュ
ータ・グラフィックのサブフィールドであり、３次元ま
たはそれ以上の次元のサンプル・データとして表される
オブジェクトやモデル、すなわちボリューム・データ・
セットの視覚化を処理の対象とする。 これらのデータ
はボリューム・エレメント(「ボクセル」)と呼ばれる。
ボクセルには、研究対象のオブジェクトやモデルの物理
的特性を表すデジタル情報が保存されている。例えば、
特定のオブジェクトやモデルを表すボクセル値は、その
オブジェクトやモデルの内部および近傍にわたる空間の
個別の点の密度、素材の種別、温度、速度、あるいは、
その他のいくつかの特性を表すことができる。

【０００３】ボリューム・レンダリングは、二次元画像
としてのボリューム・データ・セットの投影に関係する
ボリューム・グラフィックの一部であり、印刷、コンピ
ュータ端末装置上での表示およびその他の形の視覚化を
行うことを目的とするものである。特定のボクセル・デ
ータ値に対して色および透明度を割当てることにより、
オブジェクトやモデルの外部と内部の様々なビューのレ
ンダリングを行うことができる。

【０００４】例えば、外科手術の準備のために靱帯、腱
および人間の膝の骨を検査する必要がある外科医は、膝
の断層写真のスキャンを利用して、血液、皮膚および筋
肉に対応するボクセル・データ値によってこれらの部分
を完全に透けて見えるようにすることができる。この結
果生じる画像によって、外科手術を行う前に、目に見え
ない靱帯、腱、骨などの状態が明らかになる。それによ
って、好適に外科手術の計画を立て、短時間で外科手術
を行い、外科の診察を少なくし、回復を早めることが可
能になる。 別の例では、ジェット・エンジンのタービ
ンの羽や溶接継手の断層スキャンを利用する整備工は、
堅い金属を表すボクセル・データ値によって固体を透明
に見えるようにし、一方、空気を表すボクセル・データ
値によって空気を不透明に見えるようにすることができ
る。これによって、他の状態では人間の目から隠される
金属内部の傷を見ることが可能になる。

【０００５】リアルタイム・ボリューム・レンダリング
とは、高速に連続する(通常毎秒３０フレームもしくは
それ以上の速さ)一続きの画像としてボリューム・デー
タ・セットの射影と表示とを行うものである。このレン
ダリングによって、関心のあるオブジェクト、モデルあ
るいはシステムの動画を表すことが可能となる。また、
人間のオペレータが対話処理によって射影パラメータを
制御し、画像処理を行って視覚的フィードバックをユー
ザーに即座に提供することも可能となる。１つの画像に
対して１億個のボクセル値を射影するには膨大な量の計
算力を必要とする。現実の時間内でこれを行うには実質
的により大きな計算力を必要とする。

【０００６】ボリューム・レンダリングに関するさらな
る背景には、１９９６年１２月に、Stony Brookのニュ
ーヨーク州立大学のコンピュータ・サイエンス学部に対
してHanspeter Pfisterが提出した「リアルタイム・ボ
リューム・レンダリングのためのアーキテクチャ」とい
うタイトルの博士論文、ならびに、米国特許Ｎｏ.５,５
９４,８４２、「実時間でボリュームを視覚化する装置
および方法」が含まれる。ボリューム・レンダリングに
関する追加的背景が、「ボリューム・レンダリング序
論」(Barthold Lichtenbelt、Randy Crane、Shaz Naqvi
著、１９９８年、ニュージャージー州、Upper Saddle R
iverのPrentice Hall PTRにより出版)という題名の文献
に提示されている。

【０００７】従来技術によるボリューム・レンダリング
・パイプライン １つの従来技術によるボリューム・レンダリング・シス
テムでは、レンダリング・パイプラインは、単一の集積
チップ(米国特許出願０９/３１５,７４２「ボリューム
・レンダリング集積回路」)として構成される。

【０００８】「レイ−キャスティング」と呼ばれる方法
では、レイは、ボリューム・データ・セットの中を通っ
てキャストされ、サンプル・ポイントが各レイに沿って
計算される。サンプル・ポイントの近傍でボクセルを補
間することにより、赤、緑、青の色値および不透明度を
示す値(アルファ値とも呼ばれる)が、各サンプル・ポイ
ントについて決定される。色値および不透明度値はまと
めてＲＧＢＡ値と呼ばれる。これらのＲＧＢＡ値は一般
に各レイに沿って合成され最終画素値が形成される。ま
た、レイのすべてに対する画素値によって３次元オブジ
ェクトやモデルの２次元画像が形成される。

【０００９】レイ−キャスティング法に基づくあるシス
テムでは、画像平面の各画素について１つのレイがボリ
ューム・アレイの中を通ってキャストされるものもあ
る。また他のシステムでは、異なる間隔に従ってレイが
キャストされ、次いで、画像平面の画素分解能に合わせ
て最終画像が再サンプルされるものもある。特に、上述
の従来技術によるシステムでは、「ビュー変換のずらし
ワープ分解を利用する高速ボリューム」(SIGGRAPHのコ
ンピュータ・グラフィック会報、p.４５１〜４５７、１
９９４年)に記載されているようなLecroute他による有
名なずらし−ワープ・アルゴリズムが用いられる。この
アルゴリズムでは、レイは、ボリューム・アレイの面の
１つに平行な平面上に均等に離間して配置されてポイン
トからキャストされる。この平面は基本面と呼ばれ、基
本面の軸線によってポイントの位置合わせが行われる。

【００１０】図８は、米国特許出願０９/３５３,６７９
「構成可能なボリューム・レンダリング・パイプライ
ン」に記載されているような従来技術による典型的ボリ
ューム・レンダリング・パイプライン１００を描くもの
である。ボクセルはボリューム・メモリ１１０から読み
込まれ、勾配推定段１２０の中を通って渡されて勾配ベ
クトルの推定が行われる。次いで、これらのボクセルと
勾配は補間段１３０の中を通って渡され、レイに沿った
サンプル・ポイントにおけるその値が得られ、また、類
別段１４０の中を通って渡されてＲＧＢＡカラー値およ
び不透明度値が割り当てられる。次いで、結果として得
られたＲＧＢＡ値と補間された勾配とは照明段１５０へ
渡され、この段でハイライトとシャドウが加えられる。
次いで、これらの値はクリップ／フィルタ段１６０でク
リップされ、フィルタされて、ボリュームの一部が取り
除かれたり、あるいは、別の方法でボリューム画像の変
調が行われる。最後に、これらの値は段１７０で合成さ
れ、各レイのＲＧＢＡ値のすべては最終画素値の中へ蓄
積され画素メモリ１８０に書き込まれる。

【００１１】アプリケーションの要件に依存する任意の
順序で勾配推定段１２０、補間段１３０、類別段１４０
を接続してもよいことに注意すべきである。このアーキ
テクチャは、上述の特許出願に記載されている単一集積
回路における並列実行に特に適している。

【００１２】２次元画像合成の選択肢として、ＲＧＢＡ
値を３次元配列として書込むことができ、それによって
新しいボリューム・データ・セットが作成される。様々
な伝達関数を用いてこの新しいボリューム・データ・セ
ットのレンダリングを行うことができる。換言すれば、
これらの最終画像は徐々に変化するボリューム・データ
・セットに対して累進的レンダリング・サイクルを行っ
た結果生じる画像である。

【００１３】セクションへの分割 単一の半導体集積回路としてボリューム・レンダリング
・エンジンを設計する挑戦の１つとして、ボリューム・
レンダリング・パイプラインの機能をサポートするため
に必要なオンチップ・メモリ量の最少化がある。

【００１４】従来技術によるずらし−ワープ・アルゴリ
ズムの実行を表す図９に示されるように、オンチップ・
メモリの量は、視方向(view direction)２２０に対して
ほとんど垂直な、ボリューム・データ・セット２００の
面２１０(すなわち図９に例示されているようなｘｙ面)
の面積に直接比例する。従来技術では、ボリュームを分
割してセクションに変えることにより、また、ボリュー
ムのレンダリングを一度に１セクションずつ行うことに
よりこのメモリが減少した。

【００１５】図９は、ｘ方向とｙ方向の両方向にボリュ
ームを分割してセクション２３０に変える例を示すもの
である。各セクションは、ボリューム・アレイのｘｙ面
上の領域によって画定され、配列全体を通じてｚ方向に
拡張する。これらのセクションは配列のｚ軸に平行なの
で「軸整列セクション」として知られている。この分割
によって、ボリューム全体の量のオンチップ・メモリ要
件に比例する量よりも、ｘｙ平面のセクション面の面積
に比例する量までオンチップ・メモリ要件が減少する。
また、この分割によって、一定量のオンチップ・メモリ
を用いて任意の大きさのボリューム・データ・セットの
レンダリングを行うことが可能な回路設計が可能とな
る。

【００１６】ボリューム・データ・セットを分割して軸
整列セクションに変える１つの結果として、レイが任意
の角度でボリュームをスキャンするとき、レイが１つの
セクションから別のセクションへ横断するということが
挙げられる。例えば、視方向２２０に平行なレイ２４０
はセクション２３１の中へ入り、セクション２３２を横
切り、次いでセクション２３３から出る。したがって、
ボリューム・レンダリング・パイプラインは、１つのセ
クションを横断しながらそれまで蓄積したレイの部分的
合成(中間)値が次に続くセクションの処理時に利用可能
となるように、それらの合成値を中間記憶装置に保存し
なければならない。さらに、 ボリューム・レンダリン
グ・システムが並列に作動するいくつかのパイプライン
を有するとき、特定のセクションの範囲内で１つのパイ
プラインから次のパイプラインへレイの値を渡さなけれ
ばならない。

【００１７】これら２つの要件によって、パイプライン
間でデータの通信を行い中間レイ値の読み書きを行うた
めには相当量の回路構成を設ける必要が生じる。この通
信ならびに回路の複雑さを低減することが望ましい。

【００１８】クリッピングとクロッピング オブジェクトの内部部分を視ることができるようにする
ために、ボリューム・データ・セットの部分を指定して
切り取る(すなわちクリッピングする)ことは、ボリュー
ム・レンダリング・アプリケーションでは一般的である
(米国特許出願０９/１９０、６４５を参照されたい)。
例えば、切断面を使って任意の斜角でボリューム・アレ
イの中をスライスし、オブジェクトの角度をつけた断面
を示すことができる。同様に、クロップ平面の合成を用
いてオブジェクトの特色のあるビューを提供することが
できる。

【００１９】ボリュームをクリッピングする別の方法と
して、デプス・バッファによって表される任意のクリッ
プ表面を利用する方法がある(米国特許出願０９/２１
９,０５９参照)。デプス・バッファと関連するデプス・
テストを利用して、デプス・バッファに従う、サンプル
・ポイントのデプス値に基づいてサンプル・ポイントを
含めたり除外したりすることができる。

【００２０】図８によって表されるような従来技術によ
るパイプラインでは、クリッピング・テストおよびクロ
ッピング・テストは合成装置１７０に先行してクリッピ
／クロップ段１６０で実施された。デプス・テストは合
成装置１７０自体で実行された。その結果、ボリューム
・データ・セットのすべてのボクセルがパイプライン１
００の中へ読み込まれ、それらのサンプルがオブジェク
トやモデルの最終画像のレンダリングに貢献するしない
にかかわらず、ボリューム・レンダリング・パイプライ
ンのすべてとは言わないもほとんどすべてのサンプルが
処理された。ほとんどの場合これは不必要な処理ならび
に回路構成の非効率な使用を表すものである。それらの
ボクセルが最終画像に貢献しない場合、ボクセルおよび
サンプルにわたって完全にスキップできることが望まし
い。

【００２１】非可視ボクセルおよびサンプルのスキッピ
ング 最終画像でサンプル・ポイントを不可視にすることがで
きる３つの方法がある。第１の方法では、切断面、クロ
ップ平面、あるいはデプス・テストのなかの１つによっ
て最終画像の中からサンプルをクリップすることができ
る。第２の方法では、個々にまたはまとめて不透明な他
のサンプルによってサンプルを不明瞭にすることができ
る。第３の方法では、サンプルを処理しながら、サンプ
ルを透明な色に割り当てることができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】明白にクリップされた
ボクセルまたはサンプルにわたるスキッピングは「刈り
込み(pruning)」と呼ばれる。この刈り込みは、ボリュ
ーム・レンダリングのソフトウェアによる実施は容易で
あるのに対して、ハードウェアによる実施は困難であ
る。その理由として、従来技術によるハードウェア・シ
ステムがデータのシステマティックな動きに注意を集中
して、従来型のダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ(ＤＲＡＭ)モジュールから所望のパフォーマンスを
得ようとしている点が挙げられる。このようなデータに
わたるスキッピングを行うことにより、ボリューム・レ
ンダリング・パイプラインを通じてボクセル・メモリか
ら得られる整然としたデータの数列が乱され、サンプル
とそのデータの跡をたどるためには多量の複雑な制御情
報が必要となる。

【００２３】ボリュームの他の部分によって不明瞭にな
っているサンプルのスキッピングを行うことは「早めの
レイ終了」と呼ばれる。再言するが、このスキッピング
は、ボリューム・レンダリングのソフトウェアの実行で
は容易であるのに対して、ハードウェアによる実行では
非常に困難である。レイのスキッピングを行ったり行わ
なかったりすることによっても、ボクセルとサンプルの
刈り込みの場合と同じく、パイプラインを通じてメモリ
から得られるデータ・フローの整然とした数列が乱され
る。

【００２４】Knittelは、「三角形キャスタ−高速化ボ
リューム・レンダリング用３Ｄテクスチャ装置への拡
張」、Eurographics SIGGRAPH会報、p.２５３４、１９
９９年の中で、１つのタイプの早めのレイ終了について
記載している。ここで、ボリュームは、一連の三角形を
渡すことにより３Ｄテクスチャ・マップによって前から
後ろへの順序でレンダリングされる。ある三角形の画素
のすべてが不透明な場合、その三角形の後ろにある他の
三角形をスキップしてもよい。この方法の難点として、
この方法がボリュームを直接レンダリングする代わりに
最初にボリュームを三角形へ変換することに依存すると
いう点が挙げられる。さらに、この方法では、レイ毎の
ベースでの不透明なレイの終了はできず、三角形毎のベ
ースでしか不透明なレイの終了を行うことができない。

【００２５】ボリュームの透明部分にわたるスキッピン
グは「スペース・リーピング(spaceleaping)」と呼ばれ
る。このようなスキッピングはソフトウェア・ボリュー
ム・レンダリング・システムでは一般に実施されるが、
スペース・リーピングでは、ＲＧＢＡ値を割り当てる伝
達関数が変わる度にボリューム・データ・セットの前処
理が必要となる。この前処理ステップを行うコストは高
価であるが、伝達関数があまり頻繁に変わらない場合に
は結果的には全体として利益となる。従来技術によるハ
ードウェア・システムでも、スペース・リーピングは前
処理ステップを必要としたが、ハードウェアで達成でき
るスピードでの前処理ステップであった。しかし、スペ
ース・リーピングを利用することによって、ボクセルと
サンプルの刈り込みや早めのレイ終了の場合と同じく、
パイプラインを通じてメモリから得られるデータ・フロ
ーの整然とした数列が乱されることになる。

【００２６】Knittelの三角形キャスタ・システムで
は、スペース・リーピングは、三角形で形成された凸状
の多面体のハル(hull)でボリュームの非透明部分をカプ
セル化することにより達成される。ハルの外側のボリュ
ーム部分は、ハルに対するデプス・テストを利用するこ
とにより除外される。１つの難点として、この方法で
は、伝達関数が変わるときはいつでも繰り返さなければ
ならないホストシステム側でのかなりの処理量を必要と
するので、この方法はおそらくリアルタイムの双方向ボ
リューム・レンダリングを行うには不適切であろう。別
の問題として、カミソリの薄刃を持つタービンのような
大きな凹状のオブジェクトは、凸状のハルの範囲内でほ
とんどが透明な部分から成るということがある。スペー
ス・リーピングを行うために、レンダリング・エンジン
自身を使用することが望ましい。

【００２７】したがって、リアルタイムのパフォーマン
スで作動し、画像の中からクリップされたり、画像の他
の部分によって不明瞭にされたり、透明であったりする
ボクセルとサンプルをレンダリングする必要がないハー
ドウェア・ボリューム・レンダリング・アーキテクチャ
を設けることが望ましい。

【００２８】この発明は、パイプライン化されたボリュ
ーム・レンダリング・システムにおいて、処理を必要と
するボクセルとサンプルの数を最少化し、パフォーマン
スの改善を図ったボリューム・レンダリング・システム
におけるボリューム・データ・セットのレンダリング方
法を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、ボリューム・レンダリング・システムにおける
画像として、ボリューム・データ・セットのレンダリン
グを行う方法であって、前記ボリューム・データ・セッ
トがメモリに保存された複数のボクセルを含み、前記ボ
リューム・レンダリング・システムが複数の並列処理用
パイプラインを含み、前記ボリューム・データ・セット
を複数のブロックのボクセルに分割するステップと、こ
の複数のブロックの各々の各ボクセルをテストして該ボ
クセルが前記画像に貢献するかどうかを判定するステッ
プと、前記ブロックのボクセルのいずれも前記画像に貢
献しない場合にのみ、各ブロックのボクセルについて配
列中に空ビットを設定するステップと、前記空ビット配
列に従って前記ボリューム・データ・セットを処理する
ステップと、を備えたことを特徴とするボリューム・レ
ンダリング・システムにおけるボリューム・データ・セ
ットのレンダリング方法にある。

【００３０】また、前記ボリューム・データ・セットの
主軸線によって位置合わせを行った視方向を選択するス
テップと、前記ボクセルの位置によってサンプル・ポイ
ントの位置合わせを行うステップと、複数の並列処理用
パイプラインで所定の伝達関数を用いて前記ボリューム
・データ・セットのレンダリングを行って、前記ボクセ
ルが前記画像に貢献するかどうかを判定するステップ
と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の
ボリューム・レンダリング・システムにおけるボリュー
ム・データ・セットのレンダリング方法にある。

【００３１】この発明の方法では、ボリューム・レンダ
リング・システムにおいて１つの画像としてボリューム
・データ・セットがレンダリングされる。該ボリューム
・データ・セットにはメモリに保存された複数のボクセ
ルが含まれる。該ボリューム・レンダリング・システム
には複数の並列処理用パイプラインが含まれる。

【００３２】該ボリューム・データ・セットは分割され
て複数のブロックのボクセルに変えられる。この複数の
ブロックの各々の各ボクセルがテストされて、ボクセル
が画像に貢献するかどうかの判定が行われる。ブロック
のボクセルのいずれも画像に貢献しない場合に限って、
ボクセルの各ブロックの配列に空ビットが設定され、空
ビットの配列に従ってボリューム・データ・セットが処
理される。

【００３３】

【発明の実施の形態】レイ整列セクション 図１に図示のように、本発明によるボリューム・レンダ
リング・システムでは、ボリューム・データ・セット２
００は分割されてレイ整列セクション３３０〜３３２に
分けられる。各セクションは、ボリューム・データ・セ
ット２００のｘｙ面２１０のエリア３４０によって定義
される。該セクションは、従来技術の場合のようにｚ軸
に平行とはならずに、ボリュームの中を通って選択され
た視方向２２０に平行な方向に拡張する。各レイ整列セ
クションは、従来技術の場合のようなボクセルの集合と
してではなく、１つの「束」またはレイの集合として定
義される。

【００３４】各レイ整列セクションには、セクションの
レイ集合の各レイの最終ＲＧＢＡ画素値の生成に必要な
サンプル・ポイントのすべてが含まれる。

【００３５】推奨される実施の形態では、束を定義する
レイのパターンは一般にボリューム・データ・セット２
００のｘｙ面２１０上の長方形または平行四辺形であ
る。しかし、他のパターンを選択してもよい。例えば、
セクション３３０は、ボリューム・アレイの面の長方形
のエリア３４０につき当たり、次いで、増加するｘ方向
およびｙ方向にボリュームの中を進む視方向２２０に平
行なレイの部分集合である。

【００３６】図２は、セクション３３０の側面図を持つ
ｙｚ平面のボリューム・データ・セット２００の断面図
である。スライスはボリューム・アレイのｘｙ面に平行
なボクセルの２次元配列である。これらのスライスは
「Ｘ」記号からなる４１０、４１２、４１４などの垂直
列として図２に描かれている。２次元の各スライスはペ
ージに対して垂直である。サンプル４１１と４１３の平
面はボクセル・スライスの間の「・」からなる垂直列に
よって示される。サンプルの密度はボクセルの密度と異
なる場合がある。例えば、ボリューム・データ・セット
がスーパーサンプルされた(supersampled)場合、サンプ
ルの密度はボクセルの密度より大きくなる。ほとんどの
例では、サンプルはボクセルと一致しないので、重み付
き畳み込みカーネルを用いて近傍のボクセルからサンプ
ルの補間が行われる。

【００３７】従来技術と対照的に、本レンダリング・シ
ステムは、特定の視方向のレイの角度によって決定され
た量の分だけ、前のボクセル・スライスからの各ボクセ
ル・スライスのオフセットを行う。例えば、セクション
・スライス４２０、４２２、４２４は、セクション３３
０のレンダリングを行うのに必要なスライス４１０、４
１２、４１４のそれぞれ部分集合である。セクション・
スライス４２２がセクション・スライス４２０からｙ方
向にオフセットされていることに注意されたい。また、
セクション・スライス４２４が、セクション・スライス
４２２からｙ方向にオフセットされていることに注意さ
れたい。一般に、セクション・スライスの近傍からｘ方
向およびｙ方向の両方向にセクション・スライスをオフ
セットすることができる。

【００３８】セクションのエッジ近傍のサンプルの勾配
の推定とサンプル値の補間とは隣接するセクションのエ
ッジ近傍に在るボクセルに依存することに注意された
い。したがって、 エッジ近傍ではセクションのボクセ
ルは一部オーバーラップする。オーバーラップの量は、
ボクセルから、勾配推定とサンプル補間に必要と判断さ
れる畳み込みカーネル(kernal)のサイズによって決定さ
れる。

【００３９】レイ整列セクションにはいくつかの利点が
ある。例えば、以下説明するように、レイ全体のサンプ
ルを特定のボリューム・レンダリング・パイプラインに
対して割り当てることができる。その結果、 隣接する
パイプラインの間に中間値を渡す必要がなくなる。各レ
イは１つのセクションの範囲内に完全に含まれるので、
オンチップ・メモリまたはオフチップメモリを介して、
１つのセクションから別のセクションへレイの中間値を
通信する必要がない。これら双方によって、ボリューム
・レンダリング・パイプラインにおいて必要とされる回
路構成の量の相当の低減という結果が得られる。

【００４０】レイ整列セクションのその他の利点の中
に、従来のグラフィックス・エンジンによって作成され
たデプス・バッファとサンプル位置を効率的に比較する
パイプラインの能力が含まれる。次いで、この能力によ
って、任意のボリューム・クリッピングと、レンダリン
グされたボリュームへのポリゴン・グラフィックスの埋
め込みとの双方が可能になる。また、レイ整列セクショ
ンによって、以下に一層詳しく説明するスペース・リー
ピングおよび早めのレイ終了のような様々な最適化が可
能になる。

【００４１】ボクセルとサンプルのパイプライン化処理 レンダリング・エンジン構造 図３は、本発明のレンダリング・システムに従ってレイ
整列セクションに分割されたボリューム・データ・セッ
トのレンダリングを行うための集積回路５００と関連す
るメモリ・モジュール５１０とを示すブロック図であ
る。

【００４２】集積回路５００には、メモリ・インターフ
ェース５５０、パイプライン・コントローラ９００およ
び複数のボリューム・レンダリング・パイプライン５４
０ａ、・・・、５４０ｄ(並列処理用パイプライン)が含ま
れる。図３には図示されていないが、実際のシステムで
はホスト・コンピュータとの通信用バス・インターフェ
ースが必要となる。ユーザーはメモリ５１０に保存され
ているボリューム・データ・セットのレンダリングを行
いながらホストコンピュータと相互に作用する。

【００４３】集積回路５００は、専用ＳＩＭＤ(単一命
令、マルチ・データ)並列プロセッサとして機能し、コ
ントローラ９００が制御論理を与え、ボリューム・レン
ダリング・パイプライン５４０ａ，・・・，５４０ｄがコ
ントローラ命令に応じて作動する実行エンジンを有す
る。また、パイプラインの各々には作動中データと制御
情報を保存するための多数のレジスタとバッファが含ま
れる。

【００４４】各パイプライン５４０ａ〜５４０ｄには、
パイプラインの第１の段階のスライス・バッファ５８
２、勾配推定ユニット５８４、補間段５８６、類別段５
８８、照明段５９０、フィルタ段５９２、デプス・テス
ト、合成と早めのレイ終了(ＥＲＴ)段５９４、パイプラ
インの最後の段のデプス・バッファと画像バッファ５９
６が含まれる。

【００４５】レンダリング・エンジン・オペレーション パイプラインの作動中、コントローラ９００はいくつか
の機能を行う。コントローラは図１のレイ整列セクショ
ンに従ってボリュームの分割を行い、所定の順序のレイ
整列セクションと関連するデータの処理を行う。コント
ローラは、メモリ・インターフェース５５０へメモリ・
アクセス・コマンドを出す。このコマンドは、メモリ５
１０とパイプライン５４０ａ〜ｄの間でデータを転送す
る。例えば、コントローラはインターフェースへ読み込
みコマンドを出して、メモリ５１０からスライス・バッ
ファへボクセルのスライスを配分する。コントローラは
デプス・バッファ５９６を初期化し、次いでコントロー
ラはメモリ５１０へ画素値を書き戻す。

【００４６】また、コントローラは畳み込みカーネルが
使用する補間重み付け５６０を生成する。畳み込みカー
ネルは勾配推定中および補間中に使用される。各セクシ
ョンの完成時に、コントローラはメモリへ、また、必要
な場合には更新されたデプス・バッファへ画像書き込み
コマンドを出す。

【００４７】各セクションについて、デプス・バッファ
と画像バッファ双方の読み込みと書き込みが行われ、ボ
リューム・オブジェクトの画像内へのポリゴン・オブジ
ェクトの埋め込みが可能になる。セクションのデプスバ
ッファを読み込みながら、以下説明するボクセル刈り込
み時にコントローラ９００が使用する最小値および最大
値(ＭＩＮ、ＭＡＸ)５７０が得られる。

【００４８】コントローラ９００によって、複数のパイ
プライン５４０ａ、・・・、５４０ｄの間で均等にセクシ
ョンのレイが割り当てられる。コントローラが、処理対
象セクションを準備中のデプス・バッファと画像バッフ
ァとを初期化すると、コントローラは、レイの分割に従
って、デプス・バッファと画像バッファ５９６ａ、・・
・、５９６ｄとの間でセクション・データの分割を行
う。例えば、推奨する本実施の形態では、集積回路５０
０の中に４つのボリューム・レンダリング・パイプライ
ンが存在するため、各デプス・バッファと画像バッファ
５９６ａ、・・・、５９６ｄがそのセクションのデプス値
と画像値の合計の４分の１を保持している。

【００４９】コントローラ９００によってスライスのボ
クセルがフェッチされると、コントローラはスライス・
バッファ５８２ａ、・・・、５８２ｄへそのボクセルを送
り、各パイプラインがそのレイをレンダリングするのに
必要なボクセルを持つようにする。この場合、多数のレ
イのサンプルを補間するために１つの特定のボクセルを
必要とする場合があるので、ボクセルは一般に２つ以上
のスライス・バッファへ送られる。

【００５０】各クロック・サイクルにおいて、ある特定
のパイプラインが、そのスライス・バッファ５８２か
ら、１つのサンプル・ポイントの勾配推定と補間に必要
なボクセルを選ぶ。次いで、このサンプル・ポイント
は、パイプラインの最後の段で画像バッファ５９６中に
合成されるまで、１サイクル当たり１段ずつパイプライ
ンを下へ降りる。

【００５１】パイプライン法では、パイプライン５４０
ａ、・・・、５４０ｄがボクセルを処理しサンプルを画像
バッファ５９６中へ合成できるほど高速に、コントロー
ラ９００によって、ボクセルのストリームが１セクショ
ンのすべてのセクション・スライスからスライス・バッ
ファ５８２ａ、・・・、５８２ｄへ送られる。

【００５２】各セクション・スライスがその近傍スライ
スからオフセットされるとはいえ、各レイのサンプル・
ポイントが同じパイプラインによって常に処理されるよ
うに、コントローラによってセクション・スライスの位
置合わせが行われる。したがって、従来技術の場合とは
異なり、隣接するパイプライン間の通信が回避される。
この結果集積回路５００の相当の単純化が生じる。

【００５３】スライス・バッファ５８２と勾配推定段５
８４との相対的位置を入れ替えて、スライス・バッファ
専用の冗長なオンチップ・メモリの量を低減するように
することができる。例えば、ボクセルがスライス・バッ
ファに保存される前に勾配の推定が可能となる。

【００５４】コントローラ９００がボクセルにではな
く、レイに集中する(焦点を合わせる)ので、ｘ方向とｙ
方向のスーパー・サンプリングはレイ整列セクションを
使用することにより単純となる。レイが、ｘ方向とｙ方
向のいずれかの方向のボクセルより接近して離間配置さ
れていて、スーパー・サンプリングが行われるようにな
っている場合、それぞれのレイに責任を負うパイプライ
ンへ適切なボクセルを冗長に送ることができる。これと
対照的に、従来技術によるパイプライン中のボクセルは
レイではなくパイプラインと関連するものであった。ス
ーパー・サンプリングを行うために、パイプライン間で
の相当の通信およびその他のあらゆるタイプの複雑なも
のが必要であった(例えば、米国特許出願０９/１９０,
７１２参照)。

【００５５】ボクセルとサンプルの刈り込み 本パイプライン化されたボリューム・レンダリング・シ
ステムにおいて、１つの目標は、処理を必要とするボク
セルとサンプルの数を最少化し、パフォーマンスの改善
を図ることである。したがって、非常に多くのステップ
を踏んでこれらのデータの特定が行われる。さらに、別
の目標はできるだけ早めにこのようなデータを特定する
ことである。「可視」および「不可視」データの特定は
コントローラおよびパイプラインの様々な段の双方によ
って行われる

【００５６】例えば、コントローラがセクションを列挙
すると、切断面の均等化がテストされ、クロッピング境
界がチェックされて、セクションの特定のサンプルを含
めるか、ビューから除外するかの判定が行われる。ビュ
ーからサンプルを除外する場合、ボクセルを読み込まず
に、また、ボリューム・レンダリング・パイプラインの
下へサンプルを送ることなく、セクション処理の終了を
行うことができる。さらに、「先読み(looks-ahead)」
コントローラによって、後処理されたデータが現在のデ
ータを不可視にすることが可能かどうかの予想が行われ
る。それが可能な場合、現在のデータの処理を完全にス
キップすることができる。

【００５７】同様に、コントローラは各セクションにつ
いて粗粒(coarse grain)デプス・テストを行う。コント
ローラは、配列がメモリから、画像バッファとデプス・
バッファ５９６ａ、・・・、５９６ｄ中へフェッチされて
いる間、各デプス配列の最小値と最大値５７０を決定す
ることによりこのテストを行う。これらの最小値と最大
値５７０は、デプス・バッファと画像バッファ５９６か
らコントローラ９００へ通信される。１セクション内の
サンプルのすべてのデプス・テストのすべてが失敗する
ことをコントローラが判断できた場合、ボクセルを読み
込むことなく、また、パイプラインの下へサンプルを送
ることなく、セクションの処理を終了することができ
る。

【００５８】コントローラは、以下に説明するように微
粒(finer grain)についてこれらのテストを繰り返す。
例えば、ある特定の１つのスライスのサンプルのすべて
あるいはスライスのグループがクリップ・テスト、クロ
ップ・テストまたはデプス・テストを行うことができな
いとコントローラが判断できた場合、これらのスライス
はスキップされる。

【００５９】本パイプライン化ボリューム・レンダリン
グ・システムのセクションではレイによる位置合わせが
行われるので、サンプル、スライスまたはセクション全
体のスキッピングによって、パイプライン５４０ａ、・・
・、５４０ｄに問題が生じることはない。各パイプライ
ンは独立したセットのレイを処理し、各サンプル・ポイ
ントは他のパイプラインのサンプルとは無関係にパイプ
ラインの下へ通過する。サンプルがパイプラインの下へ
移るとき、サンプルが最終画像バッファの正確なエレメ
ントで合成されるように、各サンプルの「可視度」制御
情報を含むことだけが必要である。ボリュームのｚ軸を
用いてセクションの位置合わせを行った場合、この制御
情報は大きな複雑さを伴うことになろう。

【００６０】このように、各サンプルは関連する「可視
度」ビットを持つことになる。可視度ビットが設定され
ている限り、そのサンプルは処理するのに有効なもので
ある。サンプルが最終画像に貢献することがない、すな
わちビットが乱れている(upset)と判断されるとき、サ
ンプルのさらなる処理は無効になる。

【００６１】パイプラインの下へ渡されるサンプルにつ
いては、そのレイと関連するデプス・バッファ値がセク
ションの最小値と最大値の間のどこかに存在する可能性
があるので、まだ最終デプス・テストを行わなければな
らないことに注意されたい。この最終デプス・テストは
段５９４ａ、・・・、５９４ｄでの合成中に行われる。

【００６２】早めのレイ終了 早めのレイ終了とは、レイに沿ったさらなるサンプルが
もはや最終的合成結果に影響を与える可能性がなくなる
時期を認識する最適化である。例えば、前から後ろへの
処理中、完全に不透明な表面に遭遇したとき、表面の後
にあるサンプルは可視にならず、従って、これらのサン
プルを処理する必要はない。同様に、かぶり(fog)のよ
うな厚い半透明な材料の中を通ってレイが通過すると
き、レイによって、最終的に非常に多くの不透明度が蓄
積されるために、さらにレイに沿ったサンプルが見えな
くなる可能性がある。別の例では、レイのデプス値が閾
値を越える場合があり、その結果、レイに沿ったさらな
るサンプルがデプス・テストをパスしないことになる。

【００６３】上記の場合、合成装置５９４はレイの処理
を終了してもよいと判断することができる。この場合、
合成装置は、コントローラがそのレイの処理を停止する
ようにＥＲＴ(早めのレイ終了)信号５７２を介して信号
を送る。コントローラは、このようなレイのＥＲＴ信号
を受信したとき、そのレイに関わる次に続くボクセルと
サンプルにわたってスキップを行う。また、コントロー
ラは１セクションのレイのすべてのＥＲＴ信号を追跡し
て、ある特定のセクションのすべてのレイが終了したと
き、セクション全体の処理が終了するようにする。

【００６４】典型的な実装例ではコントローラがビット
・マスクを保持する。このマスクはセクションの各レイ
用の１ビットを有する。マスクのビットのすべてが終了
を示したときセクションは終了する。

【００６５】レイを終了したほうがよいと合成装置が判
断するとき、ほとんどの場合、ボリューム・レンダリン
グ・パイプラインの前の段にそのレイのサンプルがまだ
存在する可能性があるということに注意されたい。した
がって、早めのレイ終了の言語上の意味(semantics)を
保存するために、合成装置がいずれかの基準に従ってレ
イが終了したと判断してしまった後は、そのレイに沿っ
た次に続くすべてのサンプルは合成装置によって無視さ
れ破棄される。したがって、１つのレイの早めの終了時
刻と、そのパイプラインの中を通ってそのコースを完了
するそのレイの最後のサンプルの時刻との間に遅延が生
じることになる。

【００６６】推奨されるこの実施の形態では、アプリケ
ーション・プログラムによって設定することができるレ
ジスタ中に、早めのレイ終了の不透明度の閾値が設けら
れる。したがって、たとえ人間の目によって、終了した
サンプルの後ろにあるオブジェクトを検出できたとして
も、不透明度の任意のレベルを用いてレイを終了するこ
とができる。

【００６７】スペース・リーピング スペース・リーピングによって、パイプラインがボリュ
ームの透明な部分にわたってスキップすることが可能に
なる。例えば、多くのボリューム・モデルには、関心の
あるオブジェクトやモデルの周りの透明な「空の」スペ
ースの少なくとも１つの部分が含まれる。また、類別と
照明機能によって、ある種のタイプの体組織(tissue)や
材料を透明にすることができる。同様に、勾配の大きさ
のレベルの変動に基づくフィルタリング機能によってボ
リュームの部分を透明にすることが可能となる。これら
の透明な部分をスキップすることにより、不可視サンプ
ルの数が減少し、それによってボリューム全体のレンダ
リングを行うための必要時間が減少する。

【００６８】図４と図５に図示のように、本パイプライ
ン化ボリューム・レンダリング・システムでは、ボリュ
ーム・アレイ６１０に対応する「空ビット」と呼ばれる
ビット配列６２０を保持することによりスペース・リー
ピングが行われる。３次元ボリューム・アレイ６１０に
対して、空ビット６２０の対応する３次元配列が存在す
る。一般に、空ビット配列中の１ビット７２０は１ブロ
ックのボクセル７１０に対応する。空ビット７２０が設
定されている場合、対応するブロック７１０のボクセル
はその近傍を通過するサンプルの可視度に貢献しない。
すなわち、ブロックのボクセルの各々におけるボリュー
ムは透明である。

【００６９】図５に図示のように、各空ビット７２０は
例えば、合計４x４x４ボクセルすなわち６４ボクセルか
らなる立方体のブロックに対応することができる。ボク
セル７１０の４x４x４の立方体の配列は単一の空ビット
７２０によって表される。したがって、空ビット配列
は、存在する１/６４のボクセルと同じ１/６４のビット
数を有している。ボクセルは８、１６、３２またはそれ
以上のビットとなる場合があるので、空ビット配列はボ
リューム・アレイ自身の記憶空間の１/５１２、１/１０
２４、１/２０４８あるいはこれらより少ない断片を必
要とする。

【００７０】空ビットの言語的意味(semantics)は以下
のようになる。サンプル・ポイントの補間に必要なボク
セルのすべてがその空ビットによって透明なものとして
示されている場合、サンプル・ポイント自身は不可視で
あり、最終画像に貢献しないと思われる。したがって、
コントローラ９００はそれらのボクセルの読み込みを省
くことができ、ボリューム・レンダリング・パイプライ
ンの下へのサンプル・ポイントの送信を回避することが
できる。

【００７１】多くのボリューム・データ・セットで一般
に行われていることであるが、ボリュームの空ビットに
よって示されるようなボリュームの大部分が透明である
場合、コントローラはそれらのボクセルの読み込みとそ
れらのサンプルの処理を省くことができる。単純にある
領域の空ビットをまとめて加算することにより、コント
ローラはその領域を効率的にスキップすることができ
る。

【００７２】推奨される本実施の形態では、空ビット配
列６２０は、特別のモードで作動するパイプライン自体
によって生成される。換言すれば、ホストによる長々し
い前処理は存在しなくなる。このモードでは、ボリュー
ムの軸線のなかの１つを用いて視方向の位置合わせが行
われ、サンプル・ポイントが設定され、ボクセル位置を
用いて正確な位置合わせが行われるので、補間は単純に
なる。

【００７３】次いで、カラーと不透明度を割り当てる所
望の伝達関数を用いて、また、勾配の大きさと他の係数
に基づく所望のフィルタを用いてボリュームはいったん
レンダリングされる。合成段５９４ａ、・・・、５９４ｄ
によって各ＲＧＢＡサンプルが調べられ、サンプルの不
透明度が所定の閾値未満であるかどうかの判定が行われ
る。これが真である場合サンプルとその対応するボクセ
ルとは透明であると思われる。４x４x４の領域にあるボ
クセルのすべてが透明な場合、対応する空ビットは真(t
rue)に設定される。しかし、領域にあるボクセルが透明
でない場合、対応する空ビットは偽(false)に設定され
る。

【００７４】ボリューム・データ・セットの通常のレン
ダリング中、ある特定セクションが通過するボリューム
部分の空ビット配列がコントローラ９００によって読み
込まれる。ビットのすべてがこのボリューム部分が透明
であることを示す場合、ボリュームのその部分のボクセ
ルのスライスは読み込まれず、これらのスライスに基づ
くサンプルは処理されない。

【００７５】上記の事実は図６に例示される。空ビット
の目的のために、ボリューム・データ・セット２００は
分割されて、ボリュームの主軸で位置合わせが行われる
ボクセル８１０の３２x３２x３２ブロックに変えられ
る。各ブロックは上述のような６４バイト・ブロックの
空ビットによって表される。セクション３３０は視方向
２２０によって表される角度でボリューム・アレイの中
を通過する。セクションはブロック８１１〜８２１と交
差する。セクション３３０の処理の一部として、コント
ローラは、空ビットの対応するブロックをフェッチし、
ビットをまとめて加算し、ボクセルとサンプルの対応す
るブロックをスキップすることができるか否かの判定が
行われる。レイを用いてセクションの位置合わせが行わ
れるので、現在のパイプラインの回路構成に対して特別
な複雑さを追加することなく、透明なサンプルをスキッ
プすることができる。

【００７６】当然のことであるが、カラーと不透明度を
割り当てる類別ルックアップ・テーブルが変化した場
合、または、不透明度の変動に影響を与えるフィルタ関
数が変化した場合、空ビット配列６２０は無効になり、
その再計算をしなければならない。しかし、この再計算
にはホスト・プロセッサ・リソースを必要としない。

【００７７】パイプライン・コントローラ 図７に例示されているように、この発明によるパイプラ
イン化レンダリング・システムのコントローラ９００は
以下のように作動する。

【００７８】このコントローラには完全なレンダリング
・コンテキスト９０１が設けられている。レンダリング
・コンテキストにはボリュームをレンダリングするため
に必要なすべての制御情報(例えば、視方向、ボリュー
ムのサイズ、カット平面とクロップ平面を定義する式、
境界ボックス(bounding boxes)、換算係数、デプス平面
など)が含まれる。

【００７９】コントローラはこのコンテキストを使っ
て、レイ位置合わせを行ったセクション９１１に従い、
ボリューム・データ・セットのレイの分割９１０を行
う。セクション９１１が列挙され所定の順序に従って処
理が行われる。各セクションは、ボリュームを介してキ
ャストされたそのレイに関して、また、レイに沿ったサ
ンプル生成を行うのに必要なボクセルに関してそのジオ
メトリという観点から表現することが可能となる。

【００８０】各セクション９１１について、ステップ９
２０で上述のように可視度テスト９２０が行われる。視
野の外側にある(「不可視」)セクションはスキップさ
れ、「可視」セクション９２１だけがさらに処理され
る。

【００８１】ステップ９３０はボクセルに従って各可視
セクション９２１を処理し、それと並列して、ステップ
９４０はサンプルに従ってセクションを処理する。

【００８２】ステップ９３０はスライス順にレイに沿っ
て進む。各スライス、または、スライスのグループにつ
いて、可能な場合にはどこでも先読みを行い、ボクセル
可視度テストが上述のように行われる。ある特定スライ
スが少なくとも１つの可視ボクセルを有する場合、コン
トローラによってメモリ・インターフェース５５０へ読
み込みスライス・コマンド９３１が出され、ボクセルの
スライス４２０がメモリ５１０からパイプライン５４０
のスライス・バッファ５８２の１つへ転送される。スラ
イスが可視度テストをパスしなかった場合そのスライス
はスキップされる。

【００８３】同時に、ステップ９４０によってサンプル
可視度テストが行われる。ボクセルとサンプルは異なる
座標系に従って設けられているので、対応するボクセル
がパスしても、サンプルがこのテストをパスしない場合
があることに注意されたい。その逆もまた同様である。
サンプルがパスした場合、補間重み付け(Ｗ)５６０と共
に、サンプル補間コマンド９４１が出され処理が開始さ
れる。

【００８４】以下、パイプラインの様々な段によって、
早めのレイ終了とデプス・テストのようなさらなる可視
度テストが行われ、特定のサンプル処理を打ち切ること
が可能となる。

【００８５】このように、ボリューム・レンダリングの
パフォーマンスのさらなる改善を行うための追加的最適
化を行えることが理解できる。例えば、ある実施の形態
では、サンプル・スライスは四分円に分割され、各四分
円は切断面、クロッピングおよびデプス・テストに従っ
て可視度について独立にテストされる。

【００８６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ボリュ
ーム・レンダリング・システムにおける画像として、ボ
リューム・データ・セットのレンダリングを行う方法で
あって、前記ボリューム・データ・セットがメモリに保
存された複数のボクセルを含み、前記ボリューム・レン
ダリング・システムが複数の並列処理用パイプラインを
含み、前記ボリューム・データ・セットを複数のブロッ
クのボクセルに分割するステップと、この複数のブロッ
クの各々の各ボクセルをテストして該ボクセルが前記画
像に貢献するかどうかを判定するステップと、前記ブロ
ックのボクセルのいずれも前記画像に貢献しない場合に
のみ、各ブロックのボクセルについて配列中に空ビット
を設定するステップと、前記空ビット配列に従って前記
ボリューム・データ・セットを処理するステップと、を
備えたボリューム・レンダリング・システムにおけるボ
リューム・データ・セットのレンダリング方法としたの
で、処理を必要とするボクセルとサンプルの数を最少化
し、パフォーマンスの改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 レイ整列セクションに分割されたボリューム
・データ・セットを示す図である。

【図２】 レイ整列セクションの断面図である。

【図３】 本発明によるボリューム・レンダリング・パ
イプラインのブロック図である。

【図４】 ボリューム・データ・セットに対応する空ビ
ットの３次元配列を示す図である。

【図５】 １ブロックのボリューム・データ・セット用
の１つの空ビットのブロック図である。

【図６】 ボリューム・データ・セットの断面である。

【図７】 図３のレンダリング・パイプライン用コント
ローラの流れ図である。

【図８】 従来のボリューム・レンダリング・パイプラ
インを示すブロック図である。

【図９】 従来の軸整列セクションに分割されたボリュ
ーム・データ・セットを示す図である。

【符号の説明】

２００ ボリューム・データ・セット、２１０ ボリュ
ーム・データ・セットの面、２２０ 視方向、３３０，
３３２ セクション、３４０ エリア、３４０エリア、
４１０、４１２，４１４ スライス、４１１，４１３
サンプル、４２０，４２２，４２４ セクション・スラ
イス、５００ 集積回路、５１０ メモリ・モジュー
ル、５４０ａ〜ｄボリューム・レンダリング・パイプラ
イン、５５０ メモリ・インターフェース、５６０ 補
間重み付け、５７０ 最小値および最大値(ＭＩＮ、Ｍ
ＡＸ)、５７２ ＥＲＴ(早めのレイ終了)、５８２ａ〜
ｄスライス・バッファ、５８４ａ〜ｄ 勾配推定ユニッ
ト、５８６ａ〜ｄ 補間段、５８８ａ〜ｄ 類別段、５
９０ａ〜ｄ 照明段、５９２ａ〜ｄ フィルタ段、５９
４a 合成と早めのレイ終了(ＥＲＴ)段、５９４ａ〜ｄ
デプス・テスト、合成と早めのレイ終了(ＥＲＴ)段、
５９６ａ〜ｄ デプス・バッファと画像バッファ、９０
０ パイプライン・コントローラ、６１０ ３次元ボリ
ューム・アレイ、６２０ 空ビット配列、７１０ ボク
セル、７２０ 空ビット配列、８１０ボクセル、８１１
〜８２１ ブロック、９０１ レンダリング・コンテキ
スト、９１０ レイ位置合わせを行ったセクションへの
分割、９１１ セクション、９２０ 可視度テスト、９
２１ 可視セクション、９３０ ボクセル可視度テス
ト、９３１ 読み込みボクセル・コマンド、９４０ サ
ンプル可視度テスト、９４１ サンプル補間コマンド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597067574 201 ＢＲＯＡＤＷＡＹ， ＣＡＭＢＲＩ ＤＧＥ， ＭＡＳＳＡＣＨＵＳＥＴＴＳ 02139， Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ヒュー・シー・ラウアー アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、コ ンコード、ボーダー・ロード 69 (72)発明者 ラリー・ディー・シーラー アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ボ イルストン、リンデン・ストリート 198 (72)発明者 シャリディモス・イー・ガスパラキス アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ア クトン、デービス・ロード ９、ビー ７ (72)発明者 ヴィックラム・シンハ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、レ キシントン、カターディン・ドライブ 414 (72)発明者 ケニス・ダブリュ・コーラル アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ラ ンカスター、ルネンバーグ・ロード 2193

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボリューム・レンダリング・システムに
   おける画像として、ボリューム・データ・セットのレン
   ダリングを行う方法であって、前記ボリューム・データ
   ・セットがメモリに保存された複数のボクセルを含み、
   前記ボリューム・レンダリング・システムが複数の並列
   処理用パイプラインを含み、 前記ボリューム・データ・セットを複数のブロックのボ
   クセルに分割するステップと、 この複数のブロックの各々の各ボクセルをテストして該
   ボクセルが前記画像に貢献するかどうかを判定するステ
   ップと、 前記ブロックのボクセルのいずれも前記画像に貢献しな
   い場合にのみ、各ブロックのボクセルについて配列中に
   空ビットを設定するステップと、 前記空ビット配列に従って前記ボリューム・データ・セ
   ットを処理するステップと、 を備えたことを特徴とするボリューム・レンダリング・
   システムにおけるボリューム・データ・セットのレンダ
   リング方法。
2. 【請求項２】 前記ボリューム・データ・セットの主軸
   線によって位置合わせを行った視方向を選択するステッ
   プと、 前記ボクセルの位置によってサンプル・ポイントの位置
   合わせを行うステップと、 複数の並列処理用パイプラインで所定の伝達関数を用い
   て前記ボリューム・データ・セットのレンダリングを行
   って、前記ボクセルが前記画像に貢献するかどうかを判
   定するステップと、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のボリ
   ューム・レンダリング・システムにおけるボリューム・
   データ・セットのレンダリング方法。