JP2003157444A - ３次元情報合成装置、３次元情報表示装置及び３次元情報合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一又は重複する３次元空間に関する２以上
の３次元情報をボリュームグラフィックス表示する際、
これらの３次元情報を同一の３次元空間で合成して表示
することを目的とする。 【解決手段】 ボクセルＶＸにより規定された３次元デ
ータＶ１，Ｖ２を記憶するデータ記憶手段３１，３２
と、上記ボクセルＶＸにより規定される合成３次元デー
タＶｍを、２以上の隣接するボクセルＶＸを合成処理単
位Ｕとし、当該合成処理単位Ｕを構成する各ボクセルＶ
Ｘを３次元データＶ１，Ｖ２のいずれかに対応づけ、各
ボクセルＶＸのパラメータを当該ボクセルＶＸが対応づ
けられた３次元データＶ１，Ｖ２に基づき決定すること
により生成するデータ合成手段４と、合成された３次元
データを記憶する合成データ記憶手段５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元情報合成装
置、３次元情報表示装置及び３次元情報合成方法に係
り、更に詳しくは、ボリュームグラフィックス表示する
ための２以上の３次元情報を３次元空間で重畳するため
のデータ合成装置及びその方法、並びに、合成した３次
元情報を表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来の３次元情報表示装置の
構成を示したブロック図である。図中の１はソースデー
タ記憶手段、２はＶＧ（Volume Graphic、以下も同様）
データ変換手段、３はＶＧデータ記憶手段、６はＶＧ処
理手段、７は画像表示手段である。

【０００３】ソースデータ記憶手段１は、ソースデータ
Ｓ１を記憶保持する記憶装置であり、ソースデータＳ１
は、図示しない測定機器で測定された３次元情報（ある
いはコンピュータなどにより生成された３次元情報）で
ある。ソースデータＳ１は、例えば、所定のパラメータ
（特徴量）の３次元空間における分布として測定機器な
どから与えられ、ソースデータ記憶手段１に記憶され
る。通常、測定機器などから入力される３次元情報は、
測定機器や測定対象などによってそのデータ形式が異な
るため、ソースデータＳ１は多様なデータ形式によりソ
ースデータ記憶手段１に記憶され保持されている。

【０００４】ＶＧデータ変換手段２は、３次元情報のデ
ータ形式を変換する変換処理部であり、ソースデータ記
憶手段１から読み出したソースデータＳ１に基づいて、
所定形式のＶＧデータＶ１を生成し、ＶＧデータ記憶手
段３に格納する。ＶＧデータＶ１は、ボクセル（Voxe
l）と呼ばれる多数の微小空間によってソースデータＳ
１の対象となっている３次元空間を分割し、３次元情報
をボクセルごとのパラメータ（通常はスカラ量）として
規定したものである。

【０００５】ＶＧ処理手段６は、３次元情報としてのＶ
ＧデータＶ１を２次元面へ投射して得られる２次元画像
データに変換するボリュームグラフィックス（ボリュー
ムレンダリング）処理を行っている。このときパラメー
タに基づいて各ボクセルの色及び透明度を決定し、２次
元面への投影画像が生成される。ＶＧ処理手段６で生成
された画像データは、ＣＲＴ等の画像表示手段７により
表示される。

【０００６】従来の３次元情報表示方法の一つとしてポ
リゴングラフィックスと呼ばれる方法がある。このポリ
ゴングラフィックスでは、対象物をポリゴンと呼ばれる
微小多角形からなる多面体としてモデル化して表示して
いるのに対し、ボリュームグラフィックスは、対象空間
を多数のボクセル（Voxel）に分割して、各ボクセルご
とにパラメータを規定して対象空間をモデル化してい
る。このため、境界や形状が明確でない対象物、例え
ば、雲や霧などの気象現象について３次元情報表示する
のに適している。

【０００７】計測可能な気象現象には、例えば、雲、
霧、湿度、温度、風の分布など様々な種類の情報があ
り、同一又は重複する３次元空間についてこれらの２以
上の気象現象が計測され、これらの異なる３次元情報を
比較したい場合がある。この場合、上記３次元情報表示
装置を用いるならば、各気象現象の３次元情報につい
て、ボリュームグラフィックス処理を行って画像データ
を表示させ、２以上の表示画像を比較する必要があり、
その際、画面上での位置合わせを行う必要があるなど、
ユーザが煩雑な作業を行う必要があった。

【０００８】また、２以上の気象現象の３次元情報につ
いて、それぞれボリュームグラフィックス処理を行って
２以上の２次元画像データを生成し、更にこれらの画像
データを重ね合わせて１つの２次元画像データを生成
し、画像表示手段７に合成画像データとして表示させる
ことも考えられる。ところが、３次元データを２次元面
に投射して得られた２次元画像データは既に奥行きの情
報が失われているため、各画像データにおける被写体の
前後関係を考慮した重ね合わせを行うことができない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであり、３次元情報をボリューム
グラフィックス表示する際、２以上の３次元情報を３次
元空間上での位置関係を考慮して合成して１つの３次元
情報に変換する３次元情報合成装置、３次元情報表示装
置、および、３次元情報合成方法を提供することを目的
とする。

【００１０】また、本発明は、１つの３次元情報をボリ
ュームグラフィックス表示するための従来のボリューム
グラフィックス処理装置を用いて、２以上の３次元情報
を重畳して表示するための３次元情報合成装置、３次元
情報表示装置及び３次元情報合成方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による３次元情報合成装置は、３次元空間を画定するボ
クセルごとのパラメータにより規定された２以上の３次
元データを記憶するデータ記憶手段と、２以上の３次元
データを合成して、上記ボクセルごとのパラメータによ
り規定される合成３次元データを生成するデータ合成手
段と、合成された３次元データを記憶する合成データ記
憶手段とを備えて構成される。

【００１２】また、このデータ合成手段は、２以上の隣
接するボクセルを合成処理単位とし、当該合成処理単位
を構成する各ボクセルを３次元データのいずれかに対応
づけ、各ボクセルのパラメータを当該ボクセルが対応づ
けられた３次元データに基づき決定して、合成３次元デ
ータを生成している。

【００１３】この様な構成により、２以上の３次元デー
タに基づいて、これらを３次元空間において重ね合わせ
た３次元データが生成される。また、合成前の各３次元
データを規定しているボクセルと同じボクセルにより規
定される合成３次元データが生成される。

【００１４】請求項２に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記データ合成手段が、データ記憶手段に
記憶された３次元データのボクセルごとのパラメータを
合成処理単位ごとのパラメータに変換し、合成３次元デ
ータの各ボクセルごとのパラメータを当該ボクセルが属
する合成処理単位に相当する上記３次元データにおける
合成処理単位のパラメータに基づいて決定するように構
成される。

【００１５】この様な構成により、合成前の各３次元デ
ータについて、ボクセルごとのパラメータを合成処理単
位ごとのパラメータに変換し、この変換後のパラメータ
を用いて合成３次元データのボクセルごとのパラメータ
を生成している。つまり、まず、合成３次元データに関
して、合成処理単位を構成する各ボクセルを合成前の３
次元データのいずれかに対応づける。そして、合成３次
元データの各ボクセルごとのパラメータは、当該ボクセ
ルが対応づけられた合成前の３次元データのパラメータ
であって、当該ボクセルが属する合成処理単位に相当す
る合成処理単位のパラメータに基づいて決定される。こ
のため、合成される各３次元データの各パラメータを反
映させた合成３次元データを生成することが可能とな
る。

【００１６】請求項３に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記データ合成手段が、データ記憶手段に
記憶された３次元データの各合成処理単位ごとに、合成
処理単位を構成する各ボクセルのパラメータの平均値を
求め、この平均値を当該合成処理単位のパラメータとす
るように構成される。

【００１７】請求項４に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記データ合成手段が、合成３次元データ
の各ボクセルごとのパラメータを当該ボクセルに相当す
る上記３次元データにおけるボクセルのパラメータに基
づいて決定するように構成される。

【００１８】この様な構成により、合成３次元データの
ボクセルごとのパラメータを、当該ボクセルに相当する
合成前の各３次元データのボクセルのパラメータを用い
て生成している。つまり、まず、合成３次元データに関
して、合成処理単位を構成する各ボクセルを合成前の３
次元データのいずれかに対応づける。そして、合成３次
元データの各ボクセルごとのパラメータは、当該ボクセ
ルが対応づけられた合成前の３次元データのパラメータ
であって、当該ボクセルに相当するボクセルのパラメー
タに基づいて決定される。このため、合成前の３次元デ
ータを合成処理単位ごとのパラメータに変換することな
く合成することができる。

【００１９】請求項５に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記データ合成手段が、２以上の３次元デ
ータを合成する際、各３次元データに対応づけられたボ
クセルの数がそれぞれ等しくなるように、合成処理単位
を構成する各ボクセルを３次元データに対応づけるよう
に構成される。

【００２０】請求項６に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記データ合成手段が、第１及び第２の３
次元データを合成する際、直方体としての合成処理単位
の各面において、第１の３次元データに対応づけられた
ボクセルの面が占める割合と、第２の３次元データに対
応づけられたボクセルの面が占める割合とが等しくなる
ように、合成処理単位を構成する各ボクセルを第１又は
第２の３次元データに割り当てるように構成される。

【００２１】請求項７に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記ボクセルは直方体の３次元空間を画定
し、上記合成処理単位は、３つの直交軸ごとに２個ずつ
合計８個のボクセルで構成される直方体からなり、上記
データ合成手段が、２つの３次元データを合成する際、
合成処理単位の各面において対角線上にあるボクセルに
同一の３次元データを対応づけるように構成される。

【００２２】請求項８に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記ボクセルが直方体の３次元空間を画定
し、上記合成処理単位が、３つの直交軸ごとに２個ずつ
合計８個のボクセルで構成される直方体からなり、上記
データ合成手段が、４つの３次元データを合成する際、
合成処理単位の対向する頂点にあるボクセルに同一の３
次元データを対応づけるように構成される。

【００２３】請求項９に記載の本発明による３次元情報
合成装置は、上記データ合成手段が、２以上の３次元デ
ータを合成する際、直方体の合成処理単位の表面におい
て、１つの３次元データに対応づけられたボクセルの面
が占める割合が、他の１つの３次元データに対応づけら
れたボクセルの面が占める割合よりも大きくなるよう
に、合成処理単位を構成する各ボクセルを３次元データ
に割り当てるように構成される。

【００２４】請求項１０に記載の本発明による３次元情
報合成装置は、上記ボクセルが直方体の３次元空間を画
定し、上記合成処理単位が、３つの直交軸ごとに２個ず
つ合計８個のボクセルで構成される直方体からなり、上
記データ合成手段が、２以上の３次元データを合成する
際、合成処理単位の対向する頂点にあるボクセルに同一
の３次元データを対応づけるように構成される。

【００２５】請求項１１に記載の本発明による３次元情
報表示装置は、３次元空間を画定するボクセルごとのパ
ラメータにより規定された２以上の３次元データを記憶
するデータ記憶手段と、上記ボクセルごとのパラメータ
により規定される合成３次元データを、２以上の隣接す
るボクセルを合成処理単位とし、当該合成処理単位を構
成する各ボクセルを上記３次元データのいずれかに対応
づけ、各ボクセルのパラメータを当該ボクセルが対応づ
けられた上記３次元データに基づき決定することにより
生成するデータ合成手段と、合成３次元データをボリュ
ームグラフィックス処理により２次元の画像データに変
換する表示処理手段と、この画像データを表示する画像
表示手段とを備えて構成される。

【００２６】請求項１２に記載の本発明による３次元情
報表示装置は、３次元空間におけるパラメータ分布が規
定されたソースデータを記憶するソースデータ記憶手段
と、上記ソースデータを、当該ソースデータが対象とす
る３次元空間よりも小さい３次元空間を画定するボクセ
ルごとのパラメータとして規定する３次元データに変換
し、上記データ記憶手段に格納するデータ変換手段とを
備えて構成される。

【００２７】請求項１３に記載の本発明による３次元情
報表示装置は、３次元空間における気象パラメータを計
測して気象データを生成するレーダ計測装置、ドップラ
計測装置又は音波計測装置を備え、計測された２以上の
気象データをそれぞれソースデータとして上記ソースデ
ータ記憶手段に格納するように構成される。

【００２８】請求項１４に記載の本発明による３次元情
報合成方法は、３次元空間を画定するボクセルごとのパ
ラメータにより規定された２以上の３次元データを合成
し、上記ボクセルごとのパラメータにより規定される合
成３次元データを生成する３次元情報合成方法であっ
て、２以上の隣接するボクセルを合成処理単位とし、当
該合成処理単位を構成する各ボクセルを３次元データの
いずれかに対応づけるステップと、各３次元データにつ
いて、ボクセルごとのパラメータを合成処理単位ごとの
パラメータに変換するステップと、合成３次元データの
各ボクセルごとのパラメータを、当該ボクセルが対応づ
けられた３次元データにおける、当該ボクセルが属する
合成処理単位に相当する合成処理単位のパラメータに基
づいて決定するステップからなる。

【００２９】請求項１５に記載の本発明による３次元情
報合成方法は、３次元空間を画定するボクセルごとのパ
ラメータにより規定された２以上の３次元データを合成
し、上記ボクセルごとのパラメータにより規定される合
成３次元データを生成する３次元情報合成方法であっ
て、２以上の隣接するボクセルを合成処理単位とし、当
該合成処理単位を構成する各ボクセルを３次元データの
いずれかに対応づけるステップと、合成３次元データの
各ボクセルごとのパラメータを、当該ボクセルが対応づ
けられた３次元データにおける、当該ボクセルに相当す
るボクセルのパラメータに基づいて決定するステップか
らなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１による３次元情報表示装置の一構成例を示
したブロック図であり、２つの３次元情報を重畳してボ
リュームグラフィックス表示するための装置である。図
中の１１，１２はソースデータ記憶手段、２１，２２は
ＶＧデータ変換手段、３１，３２はＶＧデータ記憶手
段、４はＶＧデータ合成手段、５は合成ＶＧデータ記憶
手段、６はＶＧ処理手段、７は画像表示手段である。

【００３１】ソースデータ記憶手段１１，１２には、異
なるソースデータＳ１，Ｓ２がそれぞれ記憶保持されて
いる。ソースデータＳ１，Ｓ２は、同一の３次元空間に
おいて異なる対象物を図示しない測定機器で測定して得
られた３次元情報、あるいはコンピュータなどにより生
成された３次元情報である。これらのソースデータＳ
１，Ｓ２は、例えば、所定のパラメータ（特徴量）の３
次元空間における分布として与えられ、通常、異なるデ
ータ形式の３次元情報として入力され記憶されている。

【００３２】ＶＧデータ変換手段２１，２２は、３次元
情報のデータ形式を変換する変換処理部であり、コンピ
ュータ上で実行される。ＶＧデータ変換手段２１は、ソ
ースデータ記憶手段１１から読み出したソースデータＳ
１に基づいて所定形式のＶＧデータＶ１を生成し、ＶＧ
データ記憶手段３１に格納する。同様にして、ＶＧデー
タ変換手段２２は、ソースデータ記憶手段１２から読み
出したソースデータＳ２に基づいて所定形式のＶＧデー
タＶ２を生成し、ＶＧデータ記憶手段３２に格納する。
ＶＧデータＶ１，Ｖ２は、同一形式のＶＧデータであ
り、同一の方法でボクセルによって対象となる３次元空
間が分割され、３次元情報をボクセルごとのパラメータ
（通常はスカラ量）として規定している。

【００３３】ＶＧデータ合成手段４は、ＶＧデータ記憶
手段３１，３２から読み出したＶＧデータＶ１，Ｖ２を
３次元情報として重畳し、新たな合成ＶＧデータＶｍを
生成し、合成ＶＧデータ記憶手段５に格納するＶＧデー
タの合成手段であり、コンピュータ上で実行される。Ｖ
Ｇデータ合成手段４により生成される合成ＶＧデータＶ
ｍは、２つの対象物を３次元空間上で重ね合わせた３次
元情報である。

【００３４】ＶＧ処理手段６は、３次元情報としてのＶ
ＧデータＶｍを２次元面へ投射して得られる２次元画像
データに変換するボリュームグラフィックス処理を行っ
ている。ＶＧ処理手段６は、パラメータ等に基づいて各
ボクセルの色及び透明度を決定し、２次元面への投影画
像を生成する。ＶＧ処理手段６で生成された画像データ
は、ＣＲＴ等の画像表示手段７により表示される。

【００３５】図２は、図１のＶＧデータ変換手段２１で
生成されるＶＧデータＶ１，Ｖ２の一構成例を示した説
明図である。ソースデータＳ１，Ｓ２の対象となる３次
元空間は４ｋｍ四方の立方体であり、ボクセルＶＸは、
この３次元空間を６４（＝４×４×４）個のボクセルに
分割して得られる各立方体である。ＶＧデータ変換手段
２１，２２により、ソースデータＳ１，Ｓ２は、ボクセ
ルＶＸごとのパラメータ、すなわち６４個のパラメータ
に変換され、ＶＧデータＶ１，Ｖ２は、これら６４個の
パラメータによって規定される。

【００３６】図３は、ＶＧデータＶ１，Ｖ２の合成処理
の概略について説明するための説明図である。ここで
は、ＶＧデータＶ１，Ｖ２は、それぞれ同一の３次元空
間において得られた３次元情報であるものとする。合成
ＶＧデータＶｍの各パラメータは、ＶＧデータＶ１，Ｖ
２のいずれか一方に基づいて決定され、対象空間全体と
して３次元情報の合成が行われる。

【００３７】なお、合成ＶＧデータＶｍは、ＶＧデータ
Ｖ１，Ｖ２と同様の方法により規定されている。すなわ
ち、４ｋｍ四方の３次元空間を対象とし、この空間を６
４（＝４×４×４）個のボクセルＶＸで分割した場合の
各ボクセルＶＸごとのパラメータにより規定されてい
る。

【００３８】図４は、図１のＶＧデータ合成手段４にお
ける合成処理の処理単位について説明するための説明図
である。ＶＧデータ合成手段は、３つの直交軸ごとに２
個ずつ合計８（＝２×２×２）個の隣接すボクセルＶＸ
からなる立方体を合成処理単位Ｕとし、この合成処理単
位Ｕごとに、ボクセルＶＸをＶＧデータＶ１又はＶＧデ
ータＶ２に割り当てて合成処理を行っている。

【００３９】図５は、図１のＶＧデータ合成手段４にお
ける合成処理の一例を示した図である。まず、ＶＧデー
タＶ１，Ｖ２をそれぞれ合成処理単位Ｕごとのパラメー
タに変換する。すなわち、ＶＧデータＶ１，Ｖ２それぞ
れについて、合成処理単位Ｕごとのパラメータを当該処
理単位Ｕを構成する８個のボクセルＶＸの各パラメータ
に基づいて求める。例えば、８個のボクセルＶＸの各パ
ラメータの平均値を求め、この平均値を当該ボクセルＶ
Ｘからなる合成処理単位Ｕのパラメータとすることがで
きる。

【００４０】次に、合成ＶＧデータＶｍを構成する各ボ
クセルＶＸが、ＶＧデータＶ１，Ｖ２のいずれかに割り
当てられる。また、このボクセルＶＸの割り当ては、合
成処理単位Ｕごとに行われ、各合成処理単位Ｕで同じ割
り当てがなされている。合成ＶＧデータＶｍの各ボクセ
ルＶＸのパラメータは、当該ボクセルが属する合成処理
単位Ｕに相当する（３次元空間が一致している）ＶＧデ
ータＶ１，Ｖ２の合成処理単位Ｕのパラメータに基づい
て決定される。

【００４１】つまり、ＶＧデータＶ１に割り当てられた
合成ＶＧデータＶｍのボクセルＶＸのパラメータには、
当該ボクセルＶＸが属する合成処理単位Ｕに相当するＶ
ＧデータＶ１のパラメータが採用される。同様にして、
ＶＧデータＶ２に割り当てられた合成ＶＧデータＶｍの
ボクセルＶＸのパラメータには、当該ボクセルＶＸが属
する合成処理単位Ｕに相当するＶＧデータＶ２のパラメ
ータが採用される。

【００４２】図６は、表示処理単位Ｕを構成する各ボク
セルＶＸのＶＧデータＶ１，Ｖ２への割り当て方法の一
例を示した図である。図中の（ａ）、（ｂ）は同一の合
成処理単位Ｕを異なる方向から見た図であり、（ｂ）は
（ａ）を向かって左（矢印ｂ）から見た図である。

【００４３】合成処理単位Ｕは、８個のボクセルＶＸ１
〜ＶＸ８からなり、ＶＸ１，ＶＸ３，ＶＸ６，ＶＸ８が
一方のＶＧデータ（例えばＶＧデータＶ１）に対応づけ
られ、残りのボクセルＶＸ２，ＶＸ４，ＶＸ５，ＶＸ７
が他方のＶＧデータ（例えばＶＧデータＶ２）に対応づ
けられている。

【００４４】８個のボクセルＶＸを合成処理単位Ｕと
し、２つのＶＧデータを合成処理単位ごとに合成する場
合、合成処理単位Ｕの各面において対角線上にあるボク
セルを同一のＶＧデータに対応づけることにより、合成
処理単位の各面においてＶＧデータＶ１，Ｖ２に対応づ
けられたボクセルＶＸの面の占める割合を等しくするこ
とができる。このため、どの角度から見ても同じ割合で
ＶＧデータＶ１とＶＧデータＶ２が見えるように重畳さ
せる、すなわち２つの対象物を対等に重ね合わせること
ができる。

【００４５】２つのＶＧデータＶ１，Ｖ２を対等に重ね
合わせる場合、図６に示した様に合成処理単位Ｕの各面
について、１つの面内でそれぞれのＶＧデータに対応づ
けられたボクセルの占める割合を同一にすることが望ま
しいが、同一合成処理単位Ｕ内で各ＶＧデータに対応づ
けられるボクセル数を同一にすることによっても対等に
重ね合わせることができる。すなわち、合成処理単位Ｕ
の各面ごとには同一の割合でなくても、１つの合成処理
単位Ｕを構成する各ボクセルＶＸのうち、ＶＧデータＶ
１，Ｖ２に対応づけられる数が等しく（ＶＧデータが２
つの場合は半数ずつに）なっていれば、対等に重ね合わ
せることができる。

【００４６】本実施の形態によれば、２つのＶＧデータ
Ｖ１，Ｖ２を３次元空間上で重ね合わせた合成３次元デ
ータＶｍを生成することができ、合成された３次元情報
を表示させることができる。また、合成ＶＧデータＶｍ
は、合成前の各ＶＧデータＶ１，Ｖ２を規定しているボ
クセルと同じボクセルにより規定されるので、合成ＶＧ
データＶｍは、ＶＧデータＶ１，Ｖ２をそれぞれ表示さ
せるための従来のハードウエア、すなわちＶＧ処理手段
６及び画像表示手段７をそのまま用いて表示させること
ができる。

【００４７】また、本実施の形態によれば、合成前のＶ
ＧデータＶ１，Ｖ２について、ボクセルＶＸごとのパラ
メータを合成処理単位Ｕごとのパラメータに変換し、こ
の変換後のパラメータを用いて合成ＶＧデータＶｍのパ
ラメータを生成している。このため、合成される３次元
データの各パラメータを反映させた合成３次元データを
生成することができる。

【００４８】また、本実施の形態によれば、８個（直交
軸方向にそれぞれ２個）のボクセルＶＸからなる立方体
の合成処理単位Ｕにおいて、各ボクセルＶＸを２つのＶ
ＧデータＶ１，Ｖ２のいずれかに対応づける際、合成処
理単位Ｕの各面において対角線上にあるボクセルＶＸに
同一の３次元データを対応づけている。このため、２つ
の対象物を対等に重ね合わせた合成ＶＧデータを生成す
ることができる。

【００４９】なお、本実施の形態では、ボクセルＶＸ及
び合成処理単位Ｕが立方体の場合の例について説明した
が、ボクセルＶＸ及び合成処理単位Ｕの一方又は両方が
直方体であってもよい。更に、ボクセルＶＸ及び合成処
理単位Ｕを、直方体以外の形状とすることもできる。

【００５０】また、ボクセルＶＸ及び合成処理単位Ｕが
直方体である場合であっても、８個の隣接するボクセル
ＶＸを合成処理単位Ｕとし、合成処理単位Ｕの各面の対
角線上にあるボクセルを同一のＶＧデータに対応づける
ことにより、合成処理単位Ｕの各面においてＶＧデータ
Ｖ１，Ｖ２を対応づけた面の占める割合を等しくし、２
つのＶＧデータを対等に合成することができる。

【００５１】また、本実施の形態では、３つの各直交軸
に関して２×２×２となる８個のボクセルを１つの合成
処理単位とする場合の例について説明したが、合成処理
単位は必ずしもこの様な関係にあるボクセルの組み合わ
せでなくてもよい。

【００５２】また、本実施の形態では、合成されるソー
スデータＳ１，Ｓ２が、同一の３次元空間を対象とする
３次元情報である場合の例について説明したが、ソース
データＳ１，Ｓ２が、一部重複する３次元空間を対象と
する３次元情報である場合についても、当該重複空間に
ついて同様にして合成することができる。更に、ソース
データＳ１，Ｓ２が、重複しない空間を対象とする３次
元情報であっても、ソースデータＳ１，Ｓ２を重ね合わ
せる位置関係が与えられれば、全く同様にして合成する
ことができる。

【００５３】実施の形態２．実施の形態１では２つのＶ
Ｇデータを対等に合成する場合の例について説明した
が、本実施の形態では、４つのＶＧデータを対等に合成
する場合の例について説明する。

【００５４】図７は、本発明の実施の形態２による３次
元情報表示装置の動作の一例を示した図であり、図１の
ＶＧデータ合成手段４において４つのＶＧデータＶ１〜
Ｖ４を合成する際、合成処理単位Ｕを構成する各ボクセ
ルの各ＶＧデータへの割り当て方法の一例が示されてい
る。図６の場合と同様、合成処理は合成処理単位Ｕごと
に行われ、各ボクセルがいずれかのＶＧデータＶ１〜Ｖ
４に割り当てられる。図中の（ａ）、（ｂ）は同一の合
成処理単位Ｕを異なる方向から見た図であり、（ｂ）は
（ａ）を向かって左（矢印ｂ）から見た図である。

【００５５】合成処理単位Ｕは、８個のボクセルＶＸ１
〜ＶＸ８からなり、ボクセルＶＸ１，ＶＸ７が第１のＶ
ＧデータＶ１に、ボクセルＶＸ２，ＶＸ８が第２のＶＧ
データＶ２に、ボクセルＶＸ３，ＶＸ５が第３のＶＧデ
ータＶ３に、ボクセルＶＸ４，ＶＸ６が第４のＶＧデー
タＶ４に対応づけられている。

【００５６】合成処理単位Ｕが、立方体又は直方体から
なる８個（直交軸方向にそれぞれ２個）のボクセルＶＸ
からなり、各ボクセルＶＸを４つのＶＧデータＶ１〜Ｖ
４を対応づける場合に、合成処理単位Ｕの対向する頂点
を含むボクセルを同一のＶＧデータに対応づけることに
より、合成処理単位の各面においてＶＧデータＶ１〜Ｖ
４を対応づけた面の占める割合を等しくすることができ
る。このため、どの角度から見ても同じ割合で４つのＶ
ＧデータＶ１〜Ｖ４が見えるように重畳させる、すなわ
ち４つの対象物を対等に重ね合わせることができる。

【００５７】なお、実施の形態１では２つのＶＧデータ
を合成する場合について、本実施の形態では４つのＶＧ
データを合成する場合について説明したが、全く同様に
して、３又は５以上のＶＧデータを重畳して１つの合成
ＶＧデータを生成し表示させることもできる。

【００５８】実施の形態３．実施の形態１及び２では、
ＶＧデータ合成手段において２以上のＶＧデータを対等
に重ね合わせる場合の例について説明したが、本実施の
形態では、２以上のＶＧデータのうち、一方のＶＧデー
タを強調して表示させる場合の例について説明する。

【００５９】図８は、本発明の実施の形態３による３次
元情報表示装置の動作の一例を示した図であり、図１の
ＶＧデータ合成手段４において２つのＶＧデータＶ１，
Ｖ２を合成する際、合成処理単位Ｕを構成する各ボクセ
ルの各ＶＧデータへの割り当て方法の一例が示されてい
る。図６の場合と同様、合成処理は合成処理単位Ｕごと
に行われ、各ボクセルがいずれかのＶＧデータＶ１，Ｖ
２に割り当てられる。図中の（ａ）、（ｂ）は同一の合
成処理単位Ｕを異なる方向から見た図であり、（ｂ）は
（ａ）を向かって左（矢印ｂ）から見た図である。

【００６０】合成処理単位Ｕは、８個のボクセルＶＸ１
〜ＶＸ８からなり、ボクセルＶＸ３，ＶＸ６，ＶＸ８が
第１のＶＧデータＶ１に、ＶＸ１，ＶＸ２，ＶＸ４，Ｖ
Ｘ５，ＶＸ７が第２のＶＧデータＶ２に対応づけられて
いる。

【００６１】図６の場合と比較すれば、ＶＧデータＶ１
に対応づけられていたボクセルＶＸ１が、ＶＧデータＶ
２に対応づけられている。このため、合成処理単位Ｕを
構成するボクセルＶＸ１〜ＶＸ８の過半数がＶＧデータ
Ｖ２に対応づけられ、ＶＧデータＶ１よりも多くのボク
セルが対応づけられたＶＧデータ２は、ＶＧデータＶ１
よりも強調して表示されることになる。

【００６２】本実施の形態によれば、１つの合成処理単
位Ｕ中に占める同一ＶＧデータに対応づけられたボクセ
ル数の割合を異ならせる（すなわち、１つの合成表示単
位Ｕの表面に占める各ＶＧデータに対応づけられたボク
セルの面の割合を異ならせる）ことによって、合成され
る一方のＶＧデータを合成ＶＧデータにおいて強調させ
ることができる。

【００６３】なお、本実施の形態では、２つのＶＧデー
タを合成する場合の例について説明したが、３以上のＶ
Ｇデータを合成する場合であっても同様にして一部のＶ
Ｇデータを強調させることができる。

【００６４】実施の形態４．本実施の形態では、実施の
形態３と同様、一方のＶＧデータを強調するよう２以上
のＶＧデータを重ね合わせる場合に、どの角度から見て
も同じ割合で一方のＶＧデータが見えるように重畳させ
る場合について説明する。

【００６５】図９は、表示処理単位Ｕを構成する各ボク
セルＶＸのＶＧデータＶ１，Ｖ２への割り当て方法の一
例を示した図である。図中の（ａ）、（ｂ）は同一の合
成処理単位Ｕを異なる方向から見た図であり、（ｂ）は
（ａ）を向かって左（矢印ｂ）から見た図である。

【００６６】合成処理単位Ｕは、８個のボクセルＶＸ１
〜ＶＸ８からなり、ＶＸ３，ＶＸ５が一方のＶＧデータ
（例えばＶＧデータＶ１）に対応づけられ、残りのボク
セルＶＸ１，ＶＸ２，ＶＸ４，ＶＸ６〜ＶＸ８が他方の
ＶＧデータ（例えばＶＧデータＶ２）に対応づけられて
いる。つまり、合成処理単位Ｕの向かいあう頂点（ここ
では、合成処理単位Ｕの中心に関して対称な位置にある
最も遠い頂点）に位置するボクセルを同じＶＧデータ
（ＶＧデータＶ１）に対応づけている。

【００６７】この場合、合成処理単位Ｕを構成するボク
セルＶＸ１〜ＶＸ８の過半数がＶＧデータＶ２に対応づ
けられ、ＶＧデータＶ１よりも多くのボクセルが対応づ
けられたＶＧデータ２は、ＶＧデータＶ１よりも強調し
て表示される点では、図８の場合と同様であるが、どの
角度から見ても一定の強調となるように２つの対象物を
重ね合わせている点で図８の場合とは異なる。

【００６８】すなわち、８個のボクセルＶＸを合成処理
単位Ｕとし、２つのＶＧデータを合成処理単位ごとに合
成する場合に、合成処理単位Ｕの向かいあう頂点に位置
するボクセルを同じＶＧデータに対応づけることによ
り、合成処理単位の各面において、当該ＶＧデータに対
応づけられた面の占める割合を等しくすることができ
る。このため、どの角度から見ても同じ割合で当該ＶＧ
データＶ１が見えるように重畳させる、つまり一定の強
調となるように２つの対象物を重ね合わせることができ
る。

【００６９】本実施の形態によれば、１つの合成処理単
位Ｕの向かいあう頂点に位置するボクセルを同じＶＧデ
ータに対応づけることによって、どの角度から見ても一
定の強調となるように２つの対象物を合成することがで
きる。

【００７０】なお、本実施の形態では、２つのＶＧデー
タを合成する場合の例について説明したが、３以上のＶ
Ｇデータを合成する場合であっても同様にして一部のＶ
Ｇデータを一定の強調となるように合成することができ
る。本実施の形態により４つのＶＧデータを合成すれ
ば、図７（実施の形態２）と同様になり、この場合に
は、強調表示ではなく対等な重ね合わせになる。

【００７１】実施の形態５．実施の形態１から３では、
ＶＧデータのパラメータを合成処理単位ごとのパラメー
タに変換し、合成ＶＧデータの各パラメータとする場合
の例について説明したが、本実施の形態では、ＶＧデー
タのボクセルごとのパラメータを合成ＶＧデータのパラ
メータとする場合について説明する。

【００７２】図１０は、本発明の実施の形態５によるＶ
Ｇデータ合成手段４における合成処理の一例を示した図
である。図５（実施の形態１）の合成処理とは異なり、
ＶＧデータＶ１，Ｖ２のボクセルＶＸごとのパラメータ
を合成処理単位Ｕごとのパラメータに変換する処理は行
われない。

【００７３】合成処理単位Ｕは、８個のボクセルＶＸか
らなり、それぞれがＶＧデータＶ１，Ｖ２のいずれかに
割り当てられている。このボクセルＶＸの割り当ては、
合成処理単位Ｕごとに行われ、各合成処理単位Ｕで同じ
割り当てがなされている。この様な割り当て方法は図６
〜９の場合と全く同様であるが、合成ＶＧデータＶｍの
各ボクセルＶＸのパラメータが、当該ボクセルＶＸに相
当する（３次元空間が一致している）ＶＧデータＶ１，
Ｖ２のボクセルＶＸのパラメータに基づいて決定される
点で異なっている。

【００７４】つまり、ＶＧデータＶ１に割り当てられた
合成ＶＧデータＶｍのボクセルＶＸのパラメータには、
当該ボクセルＶＸに相当するＶＧデータＶ１のボクセル
ＶＸのパラメータが採用される。同様にして、ＶＧデー
タＶ２に割り当てられた合成ＶＧデータＶｍのボクセル
ＶＸのパラメータには、当該ボクセルＶＸに相当するＶ
ＧデータＶ２のボクセルＶＸのパラメータが採用され
る。

【００７５】本実施の形態によれば、ボクセルごとのパ
ラメータからなるＶＧデータを合成処理単位ごとのパラ
メータに変換することなく、２以上のＶＧデータを合成
して、合成ＶＧデータを生成し、表示させることができ
る。このため、合成処理が簡単になりＶＧデータの合成
を高速に行うことができる。

【００７６】実施の形態６．本実施の形態では、気象現
象に関する３次元情報を表示するための気象表示装置に
ついて説明する。図１１は、本発明による実施の形態６
による３次元情報表示装置の一構成例を示したブロック
図であり、気象現象に関する２以上の３次元情報を重畳
してボリュームグラフィックス表示するための装置が示
されている。図中の１はソースデータ記憶手段、２はＶ
Ｇデータ変換手段、３はＶＧデータ記憶手段、４はＶＧ
データ合成手段、５は合成ＶＧデータ記憶手段、６はＶ
Ｇ処理手段、７は画像表示手段、８１〜８３は計測装置
である。

【００７７】計測装置８１は、レーダ信号を送出すると
ともにそのエコー信号を受信し、受信信号に基づいて空
中の水分量を計測するレーダ計測装置である。送信レー
ダ信号の周波数帯域を変化させることにより、測定対象
空間における湿度、霧、雲などの分布を計測することが
できる。計測装置８１において測定された湿度、霧又は
雲の３次元分布情報は、ソースデータＳ１としてソース
データ記憶手段１に格納される。

【００７８】計測装置８２は、ドップラー計測装置であ
り、受信信号のドップラ成分を検出することによって、
測定対象空間における風の分布を計測することができ
る。計測装置８３は、音波計測装置であり、音波を送受
信し、その伝搬速度に基づいて、測定対象空間における
温度分布を計測することができる。計測装置８２、８３
において計測された風及び温度の３次元分布情報は、そ
れぞれソースデータＳ２，Ｓ３としてソースデータ記憶
手段１に格納される。

【００７９】ＶＧデータ変換手段２は、ソースデータ記
憶手段１から読み出したソースデータをＶＧデータに変
換してＶＧデータとしてＶＧデータ記憶手段３に格納す
る。この操作を各ソースデータＳ１〜Ｓ３ごとに順次に
行う。

【００８０】ＶＧデータ合成手段４は、ＶＧデータ記憶
手段３から３つのソースデータＳ１〜Ｓ３を読み出し
て、３次元空間上で合成し合成ＶＧデータＶｍを生成
し、合成ＶＧデータ記憶手段５に格納する。

【００８１】この様にして生成された合成ＶＧデータＶ
ｍは、ＶＧ処理手段６においてＶＧ処理され、画像表示
手段７に表示される。計測装置８１〜８３により同一又
は一部重複する３次元空間における気象現象を測定した
場合には、これらの測定結果を合成して表示することが
できる。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、２以上の３次元データ
を３次元空間上での位置関係を考慮して重ね合わせた合
成３次元データを生成する３次元情報合成装置および３
次元情報合成方法を提供することができる。また、２以
上の３次元データを３次元空間上で重ね合わせて表示す
る３次元情報合成表示装置を提供することができる。

【００８３】更に、合成３次元データが、合成前の３次
元データを規定するボクセルと同一ボクセルによって規
定されているため、合成前の各３次元データを表示する
ための従来の装置、例えば、ボリュームグラフィックス
処理手段や画像表示手段などを用いて、合成３次元デー
タをボリュームグラフィック表示させることができる。

【００８４】また、本は発明によれば、２以上の３次元
データを重ね合わせる際、これらの３次元データを対等
に合成し、あるいは、一方の３次元データを強調して重
ね合わせることができる。

【００８５】また、本発明によれば、２以上の３次元デ
ータを重畳した画像を表示させる場合であっても、重畳
前の３次元データをボリュームグラフィックス表示する
ための従来のハードウエア、つまり、ボリュームグラフ
ィックス処理手段や画像表示手段などを用いて行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による３次元情報表示
装置の一構成例を示したブロック図であり、２つの３次
元情報を重畳してボリュームグラフィックス表示するた
めの装置である。

【図２】 図１のＶＧデータ変換手段２１で生成される
ＶＧデータＶ１，Ｖ２の一構成例を示した説明図であ
る。

【図３】 ＶＧデータＶ１，Ｖ２の合成処理の概略につ
いて説明するための説明図である。

【図４】 図１のＶＧデータ合成手段４における合成処
理の処理単位について説明するための説明図である。

【図５】 図１のＶＧデータ合成手段４における合成処
理の一例を示した図である。

【図６】 表示処理単位Ｕを構成する各ボクセルＶＸの
ＶＧデータＶ１，Ｖ２への割り当て方法の一例を示した
図であり、合成処理単位Ｕを構成する各ボクセルの各Ｖ
Ｇデータへの割り当て方法の一例が示されている。

【図７】 本発明の実施の形態２による３次元情報表示
装置の動作の一例を示した図であり、合成処理単位Ｕを
構成する各ボクセルの各ＶＧデータへの割り当て方法の
一例が示されている。

【図８】 本発明の実施の形態３による３次元情報表示
装置の動作の一例を示した図であり、合成処理単位Ｕを
構成する各ボクセルの各ＶＧデータへの割り当て方法の
一例が示されている。

【図９】 本発明の実施の形態４による３次元情報表示
装置の動作の一例を示した図であり、合成処理単位Ｕを
構成する各ボクセルの各ＶＧデータへの割り当て方法の
一例が示されている。

【図１０】 本発明の実施の形態５によるＶＧデータ合
成手段４における合成処理の一例を示した図である。

【図１１】 本発明による実施の形態６による３次元情
報表示装置の一構成例を示したブロック図であり、気象
現象に関する２以上の３次元情報を重畳してボリューム
グラフィックス表示するための装置が示されている。

【図１２】 従来の３次元情報表示装置の構成を示した
ブロック図である。

【符号の説明】

１，１１，１２ ソースデータ記憶手段、２，２１，２
２ ＶＧデータ変換手段、３，３１，３２ ＶＧデータ
記憶手段、４ ＶＧデータ合成手段、５ 合成データ記
憶手段、Ｖｍ 合成ＶＧデータ、６ＶＧ処理手段、７
表示装置、８１〜８３ 計測装置、Ｓ１〜Ｓ３ ソース
データ、Ｕ 合成処理単位、Ｖ１〜Ｖ３ ＶＧデータ、
ＶＸ，ＶＸ１〜ＶＸ８ ボクセル

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元空間を画定するボクセルごとのパ
   ラメータにより規定された２以上の３次元データを記憶
   するデータ記憶手段と、上記ボクセルごとのパラメータ
   により規定される合成３次元データを、２以上の隣接す
   るボクセルを合成処理単位とし、当該合成処理単位を構
   成する各ボクセルを上記３次元データのいずれかに対応
   づけ、各ボクセルのパラメータを当該ボクセルが対応づ
   けられた上記３次元データに基づき決定することにより
   生成するデータ合成手段と、合成された３次元データを
   記憶する合成データ記憶手段とを備えたことを特徴とす
   る３次元情報合成装置。
2. 【請求項２】 上記データ合成手段は、データ記憶手段
   に記憶された３次元データのボクセルごとのパラメータ
   を合成処理単位ごとのパラメータに変換し、合成３次元
   データの各ボクセルごとのパラメータを当該ボクセルが
   属する合成処理単位に相当する上記３次元データにおけ
   る合成処理単位のパラメータに基づいて決定することを
   特徴とする請求項１に記載の３次元情報合成装置。
3. 【請求項３】 上記データ合成手段は、データ記憶手段
   に記憶された３次元データの各合成処理単位ごとに、合
   成処理単位を構成する各ボクセルのパラメータの平均値
   を求め、この平均値を当該合成処理単位のパラメータと
   することを特徴とする請求項２に記載の３次元情報合成
   装置。
4. 【請求項４】 上記データ合成手段は、合成３次元デー
   タの各ボクセルごとのパラメータを当該ボクセルに相当
   する上記３次元データにおけるボクセルのパラメータに
   基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の３
   次元情報合成装置。
5. 【請求項５】 上記データ合成手段が、２以上の３次元
   データを合成する際、各３次元データに対応づけられた
   ボクセルの数がそれぞれ等しくなるように、合成処理単
   位を構成する各ボクセルを３次元データに対応づけるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の３次元情報合成装置。
6. 【請求項６】 上記データ合成手段が、第１及び第２の
   ３次元データを合成する際、直方体としての合成処理単
   位の各面において、第１の３次元データに対応づけられ
   たボクセルの面が占める割合と、第２の３次元データに
   対応づけられたボクセルの面が占める割合とが等しくな
   るように、合成処理単位を構成する各ボクセルを第１又
   は第２の３次元データに割り当てることを特徴とする請
   求項５に記載の３次元情報合成装置。
7. 【請求項７】 上記ボクセルは直方体の３次元空間を画
   定し、上記合成処理単位は、３つの直交軸ごとに２個ず
   つ合計８個のボクセルで構成される直方体からなり、上
   記データ合成手段が、２つの３次元データを合成する
   際、合成処理単位の各面において対角線上にあるボクセ
   ルに同一の３次元データを対応づけることを特徴とする
   請求項５に記載の３次元情報合成装置。
8. 【請求項８】 上記ボクセルは直方体の３次元空間を画
   定し、上記合成処理単位は、３つの直交軸ごとに２個ず
   つ合計８個のボクセルで構成される直方体からなり、上
   記データ合成手段が、４つの３次元データを合成する
   際、合成処理単位の対向する頂点にあるボクセルに同一
   の３次元データを対応づけることを特徴とする請求項５
   に記載の３次元情報合成装置。
9. 【請求項９】 上記データ合成手段が、２以上の３次元
   データを合成する際、直方体の合成処理単位の表面にお
   いて、１つの３次元データに対応づけられたボクセルの
   面が占める割合が、他の１つの３次元データに対応づけ
   られたボクセルの面が占める割合よりも大きくなるよう
   に、合成処理単位を構成する各ボクセルを３次元データ
   に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の３次元
   情報合成装置。
10. 【請求項１０】 上記ボクセルは直方体の３次元空間を
    画定し、上記合成処理単位は、３つの直交軸ごとに２個
    ずつ合計８個のボクセルで構成される直方体からなり、
    上記データ合成手段が、２以上の３次元データを合成す
    る際、合成処理単位の対向する頂点にあるボクセルに同
    一の３次元データを対応づけることを特徴とする請求項
    １に記載の３次元情報合成装置。
11. 【請求項１１】 ３次元空間を画定するボクセルごとの
    パラメータにより規定された２以上の３次元データを記
    憶するデータ記憶手段と、上記ボクセルごとのパラメー
    タにより規定される合成３次元データを、２以上の隣接
    するボクセルを合成処理単位とし、当該合成処理単位を
    構成する各ボクセルを上記３次元データのいずれかに対
    応づけ、各ボクセルのパラメータを当該ボクセルが対応
    づけられた上記３次元データに基づき決定することによ
    り生成するデータ合成手段と、合成３次元データをボリ
    ュームグラフィックス処理により２次元の画像データに
    変換する表示処理手段と、この画像データを表示する画
    像表示手段とを備えたことを特徴とする３次元情報表示
    装置。
12. 【請求項１２】 ３次元空間におけるパラメータ分布が
    規定されたソースデータを記憶するソースデータ記憶手
    段と、上記ソースデータを、当該ソースデータが対象と
    する３次元空間よりも小さい３次元空間を画定するボク
    セルごとのパラメータとして規定する３次元データに変
    換し、上記データ記憶手段に格納するデータ変換手段と
    を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の３次元情
    報表示装置。
13. 【請求項１３】 ３次元空間における気象パラメータを
    計測して気象データを生成するレーダ計測装置、ドップ
    ラ計測装置又は音波計測装置を備え、計測された２以上
    の気象データをそれぞれソースデータとして上記ソース
    データ記憶手段に格納することを特徴とする請求項１２
    に記載の３次元情報表示装置。
14. 【請求項１４】 ３次元空間を画定するボクセルごとの
    パラメータにより規定された２以上の３次元データを合
    成し、上記ボクセルごとのパラメータにより規定される
    合成３次元データを生成する３次元情報合成方法におい
    て、 ２以上の隣接するボクセルを合成処理単位とし、当該合
    成処理単位を構成する各ボクセルを３次元データのいず
    れかに対応づけるステップと、 各３次元データについて、ボクセルごとのパラメータを
    合成処理単位ごとのパラメータに変換するステップと、 合成３次元データの各ボクセルごとのパラメータを、当
    該ボクセルが対応づけられた３次元データにおける、当
    該ボクセルが属する合成処理単位に相当する合成処理単
    位のパラメータに基づいて決定するステップからなるこ
    とを特徴とする３次元情報合成方法。
15. 【請求項１５】 ３次元空間を画定するボクセルごとの
    パラメータにより規定された２以上の３次元データを合
    成し、上記ボクセルごとのパラメータにより規定される
    合成３次元データを生成する３次元情報合成方法におい
    て、 ２以上の隣接するボクセルを合成処理単位とし、当該合
    成処理単位を構成する各ボクセルを３次元データのいず
    れかに対応づけるステップと、 合成３次元データの各ボクセルごとのパラメータを、当
    該ボクセルが対応づけられた３次元データにおける、当
    該ボクセルに相当するボクセルのパラメータに基づいて
    決定するステップからなることを特徴とする３次元情報
    合成方法。