JP2004086428A - 三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及び三次元画像表示方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段とを備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータグラフィックスにおける三次元画像の生成及び表示を行う三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及び三次元画像表示方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
三次元コンピュータグラフィックスで最もよく用いられているレンダリング手法としてポリゴンレンダリングがある。これは、表現しようとする物体形状の表面に着目し、その表面を三角形などの多角形や曲面の組み合わせで表現するものである。そのレンダリング機能はグラフィックアクセラレータとしてハードウェア化されており、一般的なパーソナルコンピュータに搭載されている。
【0003】
また別のレンダリング手法としてボリュームレンダリングがある。これは、表現しようとする物体をボクセルと呼ばれる細かい領域、例えば立方体、に分けて、この領域に色や透明度を定義して表現するものである。このボリュームレンダリングは、物体の表面のみに着目するポリゴンレンダリングに比較して、物体内部まで表現できるため医療分野等で有用である。ボリュームレンダリング専用ハードウェアとしては、例えば、特開2001−22950号公報に開示されたボリュームレンダリンググラフィックボードがある。
【0004】
また従来、ボリュームレンダリングを用いた三次元画像表示装置として、例えば、特開2001−276066号公報に開示された三次元画像処理装置がある。この三次元画像処理装置は、ボリュームデータに切断面を設定することによって、ボリュームデータから複数の分割ボリュームデータを生成すると共に、各分割ボリュームデータに対して投影画像を生成し、分割ボリュームデータと投影画像とを合成した合成画像を表示する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のボリュームレンダリングを用いた三次元画像表示装置は、三次元画像の表示対象がボリュームデータだけであるため、三次元空間座標を有するボリュームデータとボリュームデータより生成した投影画像とを合成した合成画像を表示するものである。したがって、例えばポリゴンデータ等の三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の表示対象物(重畳データ)をボリュームデータに重ね合わせて表示させることについては開示されていない。
【0006】
ボリュームデータは半透明で表示されることが一般的であるため、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の表示対象物(重畳データ)をボリュームデータの表示対象物に重ね合わせて表示させた場合には、相互の位置関係、前後関係が把握しづらいとう問題がある。
【0007】
例えば、図15はボリュームデータで表された雲データに、風の速度データを矢印で重畳表示しようとした場合である。図15のように、単にボリュームデータとポリゴンデータを重ね合わせるだけでは、雲が半透明で表示されるため矢印が雲の内部に存在するのか、外部に存在するのか、また、雲の中にあるとしても、雲の中にのどの位置に存在するのかが、はっきりと認識できない場合が多い。
【0008】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の表示対象物(重畳データ)とボリュームデータの表示対象物とを重ね合わせて表示した場合に、相互の位置関係をユーザに分かりやすく表示させることができる三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及び三次元画像表示方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る三次元画像生成装置は、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段とを備えたものである。
【0010】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、ユーザからの入力に基づいて上記断面を設定する断面設定手段を備えたものである。
【0011】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面通過点に基づいて断面を設定するものである。
【0012】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面設定手段は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザから入力された上記断面候補のいずれかを選択した選択結果に基づいて断面を設定するものである。
【0013】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面の条件に基づいて断面を設定するものである。
【0014】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面である。
【0015】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、上記表示対象のうち上記断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データを生成するものである。
【0016】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されたボリューム表示データを生成するものである。
【0017】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと上記表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されたボリューム表示データを生成するものである。
【0018】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データのみで形成された重畳表示データを生成するものである。
【0019】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データと上記断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成するものである。
【0020】
さらに次の発明に係る三次元画像表示装置は、上記いずれかに記載の三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を表示する表示手段を備えたものである。
【0021】
さらに次の発明に係る三次元画像表示方法は、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成ステップと、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成ステップと、上記ボリューム表示データ生成ステップで生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成ステップで生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成ステップと、上記重畳表示画面生成ステップで生成された重畳表示画面を表示する表示ステップとを有したものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
本発明の実施の形態1の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成を示す構成図である。
【0023】
図1において、100は、三次元表示領域内に表示される表示対象のボリュームデータを保持するボリュームデータ保持手段である。101は、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象物と共に上記三次元表示領域内に表示される重畳データを保持する重畳データ保持手段である。102は、上記三次元表示領域を切断する断面を設定する断面設定手段である。103は、上記ボリュームデータ保持手段100に保持されたボリュームデータと上記断面設定手段102で設定された断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段である。104は、上記重畳データ保持手段101に保持された重畳データと上記断面設定手段102で設定された断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段である。105は、上記ボリューム表示データ生成手段103で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段104で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段である。106は、上記重畳表示画面生成手段105で生成された重畳表示画面を表示する表示手段である。
【0024】
なお、本実施の形態において、三次元画像生成装置は、断面設定手段102、ボリューム表示データ生成手段103、重畳表示データ生成手段104、重畳表示画面生成手段105で構成される。また、三次元画像表示装置は、ボリュームデータ保持手段100、重畳データ保持手段101、断面設定手段102、ボリューム表示データ生成手段103、重畳表示データ生成手段104、重畳表示画面生成手段105、表示手段106で構成される。
【0025】
次に、図1〜7を用いて動作を説明する。
図2は、本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れを示すフローチャートである。図3、図4、図6、図7は、それぞれ処理内容を説明する説明図である。図5は、重畳データの一例を示す表である。
【0026】
まず、断面設定手段102が三次元表示領域を切断する1つ以上の断面を設定する(ステップS1)。本実施の形態においては、断面設定手段102は、ユーザの入力を受け付けるように構成されており、ユーザが3つの断面通過点を入力すると、断面設定手段102は、ユーザから入力された三次元表示領域内の3つの断面通過点に基づいて、当該断面通過点を通る面を1つ求め、これを断面として設定する。
【0027】
図3は、設定された断面を示す。図3において、200は、三次元空間の三次元表示領域である。201は、三次元表示領域200内部にある雲を表現したボリュームデータを表示したものである。202、203、204は、ユーザから入力された断面通過点を表示したものである。205は、上記断面通過点202、203、204を通るように断面設定手段102で設定された断面を表示したものである。
【0028】
次に、ボリューム表示データ生成手段103がボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、ボリューム表示データを生成する(ステップS2)。本実施の形態においては、ボリューム表示データ生成手段103で生成されたボリューム表示データは、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成される。
【0029】
図3と同一又は相当部分に同一符号を付して、図4にボリューム表示データ生成手段103で生成されたボリューム表示データを示す。図4において、301は、ボリューム表示データ生成手段103で生成されたボリューム断面データを表示したものである。302は、ボリューム表示データ生成手段103で生成されたボリューム下部データを表示したものである。ボリューム表示データはボリューム断面データ301とボリューム下部データ302で形成されている。
【0030】
また、本発明では特に限定しないが、ボリューム表示データ生成手段103として、ボリュームレンダリングハードウェアで提供される機能を用いてもよいし、一般的なレイキャスティング法などのソフトウェアで提供される機能を用いてもよい。
【0031】
次に、重畳表示データ生成手段104が重畳データ保持手段101に保持された重畳データと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、重畳表示データを生成する(ステップS3)。この発明において重畳表示データの内容は限定されないが、本実施の形態では、重畳データは、例えば、図5に示す風向風速データとする。当該風向風速データは、XYZ軸の三次元空間座標とXYX軸の風向ベクトルとを有する。本実施の形態において、重畳表示データ生成手段104は、重畳データである複数の風向風速データから断面設定手段102で設定された断面上にある風向風速データのみを選択し、これを重畳表示データとする。
【0032】
図3と同一又は相当部分に同一符号を付して、図6に重畳表示データ生成手段104で生成された重畳表示データを示す。図6において、401、402、403は、重畳表示データ生成手段104で生成された重畳表示データを表示したものである。重畳表示データは、断面設定手段102で設定された断面上にある風向風速データのみで形成されている。
【0033】
次に、重畳表示画面生成手段105が上記ボリューム表示データ生成手段103で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段104で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する(ステップS4)。本実施の形態においては、重畳表示画面生成手段105は、ボリューム断面データとボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データに、断面上にある風向風速データのみで形成された重畳表示データを重畳して重畳表示画面を生成する。図3、図4、図6と同一又は相当部分に同一符号を付して、図7に重畳表示画面生成手段105で生成された重畳表示画面を示す。
【0034】
最後に、表示手段106が重畳表示画面生成手段105で生成された重畳表示画面を表示する(ステップS5)。例えば、表示手段106は、図7に示したように重畳表示画面を表示する。このように、ボリュームデータで表現された雲のうち、設定された断面と交わった部分と上記断面より下の部分とを表示すると共に、複数の風向風速データのうち上記設定された断面上にある風向風速データのみを重畳表示することにより、ユーザは、ボリュームデータで表現された雲の中のどこに風向風速データが存在するのかを明確に視認することができる。
【0035】
以上のように本実施の形態1においては、表示対象の雲と断面とが交わった部分でなるボリューム断面データに、上記断面上にある重畳データのみを選択して生成した重畳表示データを重畳して重畳表示画面を生成することにより、表示対象の雲と断面とが交わった部分と、断面上のみの重畳データとが表示されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、上記断面に基づいて、ボリュームデータで表現された雲の中のどこに風向風速データが存在するのかを明確に視認することができる。
【0036】
また、本実施の形態1においては、表示対象の雲と断面とが交わった部分でなるボリューム断面データと表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとでボリューム表示データを生成することにより、断面より上の部分は表示されないので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、ボリュームデータで表現された雲の中のどこに風向風速データが存在するのかを明確に視認することができる。
【0037】
また、本実施の形態1においては、ユーザから入力された三次元表示領域内の3つの断面通過点に基づいて断面を設定することにより、ユーザの要求に応じた断面通過点に基づいて断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象の雲と重畳データとの相互の位置関係を視認することができる。
【0038】
なお、本実施の形態1では、ユーザから入力された三次元表示領域内の3つの断面通過点に基づいて設定された断面を用いてボリューム表示データ及び重畳表示データを生成する場合について説明したが、予め設定された断面を用いるようにしてもよい。
【0039】
実施の形態2.
本発明の実施の形態2の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
以上の実施の形態1では、断面設定手段102は、ユーザから入力された三次元表示領域内の3つの断面通過点に基づいて、当該断面通過点を通る面を1つ求め、これを断面として設定する場合について説明したが、予め設定された複数の断面候補のうちユーザが選択した断面候補を断面として設定してもよい。次に、予め設定された複数の断面候補のうちユーザが選択した断面候補を断面として設定する場合の実施の形態2について説明する。
【0040】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段102は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザの選択結果の入力を受け付けるように構成されており、上記ユーザの選択結果に基づいて上記複数の断面候補から選択された断面候補を断面として設定する。
【0041】
次に、図1、図2、図8を用いて動作を説明する。図8は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段102が断面を設定する(ステップS1)時に、本実施の形態においては、まず、ユーザが予め設定された複数の断面候補から断面候補を選択し、その選択結果を入力する。すると、断面設定手段102は、上記ユーザから入力された選択結果に基づいて、上記複数の断面候補から選択された断面候補を断面として設定する。
【0042】
図3と同一又は相当部分に同一符号を付して、図8に断面候補を示す。図8において、601、602、603は予め設定された断面候補を表示したものであり、602はユーザに選択され設定された断面を表示したものである。
【0043】
以上のように本実施の形態2においては、ユーザの選択結果に基づいて、予め設定された複数の断面候補から選択された断面候補を断面として設定することにより、ユーザは断面候補から所望の断面候補を選択すれば良いので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、ユーザは入力を容易に行うことができる。
【0044】
実施の形態3.
本発明の実施の形態3の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態1では、断面設定手段102は、ユーザから入力された三次元表示領域内の3つの断面通過点に基づいて、当該断面通過点を通る面を1つ求め、これを断面として設定する場合について説明したが、ユーザが設定した断面の条件に基づいて断面を求め、これを断面として設定してもよい。次に、ユーザが設定した断面の条件に基づいて断面を求め、これを断面として設定する場合の実施の形態3について説明する。
【0045】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段102は、ユーザが設定した断面の条件の入力を受け付けるように構成されており、上記ユーザが設定した断面の条件に基づいて断面を求め、これを断面として設定する。
【0046】
次に、図1、図2、図9を用いて動作を説明する。図9は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段102が断面を設定する(ステップS1)時に、本実施の形態においては、まず、ユーザが断面の条件を設定し、その条件を入力する。すると、断面設定手段102は、上記ユーザから入力された断面の条件に基づいて、断面を自動計算して設定する。
【0047】
例えば、ユーザがユーザが雲データの下端をとおり水平の面という断面の条件を設定し、入力する。すると、断面設定手段102では、ユーザから入力された条件に基づいて、雲の下端と雲の下端をとおり水平な断面が計算され断面を設定する。
【0048】
図3と同一又は相当部分に同一符号を付して、図9にユーザが雲の下端をとおり水平の面という条件を入力した結果、設定された断面を示す。図9において、701は雲の下端の点を表示したものであり、702は断面設定手段102により計算され、設定された断面を表示したものである。
【0049】
以上のように本実施の形態3においては、ユーザの設定した断面の条件に基づいて、断面を求めて設定することにより、ユーザは自由に断面の条件を設定でき、ユーザの要求に応じた断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、さらにより明確に表示対象の雲と重畳データとの相互の位置関係を視認することができる。
【0050】
実施の形態4.
本発明の実施の形態4の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態1〜3では、断面設定手段102は、一つの断面を設定する場合について説明したが、2つ以上の断面を設定してもよい。次に、2つ以上の断面を設定する場合の実施の形態4について説明する。
【0051】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段102は、2つ以上の断面を設定する。
【0052】
次に、図1、図2、図10を用いて動作を説明する。図10は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0053】
ただし、断面設定手段102が三次元表示領域を切断する断面を設定する(ステップS1)時に、本実施の形態においては、断面設定手段102は、2つ以上の断面を設定する。ここで例えば、断面設定手段102は、ユーザから入力された2つ以上の断面に対応する断面通過点に基づいて2つ以上の断面を設定する。また例えば、予め設定された複数の断面候補のうちユーザから選択され、入力された2つ以上の断面候補を断面として設定してもよい。また例えば、ユーザから入力された条件に基づいて2つ以上の断面を設定してもよい。
【0054】
図3と同一又は相当部分に同一符号を付して、図10に設定された断面を示す。図10において、801、802は設定された断面を表示したものである。
【0055】
また、ボリューム表示データ生成手段103は、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データを含むボリューム表示データを生成する場合には、2つ以上の断面のうちいずれかの断面より下の部分を上記ボリューム下部データとする。
【0056】
以上のように本実施の形態4においては、2つ以上の断面を設定することにより、2つ以上の断面上の重畳データが表示されるので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、より必要な情報を得ることができる。
【0057】
実施の形態5.
本発明の実施の形態5の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態1〜4では、断面設定手段102は、平面による断面を設定する場合について説明したが、断面は面を有するものであれば良く、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面、例えば、曲面の断面、表示対象のボリュームデータの一部を切り取った断面等を設定してもよい。次に、三次元表示領域を任意の立体で切り取ってなる平面以外の面の断面を設定する場合の実施の形態5について説明する。
【0058】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段102は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面を設定する。
【0059】
次に、図1、図2、図11を用いて動作を説明する。図11は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0060】
ただし、断面設定手段102が三次元表示領域を切断する断面を設定する(ステップS1)時に、本実施の形態においては、断面設定手段102は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であり、平面以外の面の断面を設定する。
【0061】
図3と同一又は相当部分に同一符号を付して、図11にボリュームデータの一部を直方体で切り取った場合の断面を示す。図11において、900は切り取った直方体部分、901、902、903は切り取った結果設定された断面を表示したものである。
【0062】
以上のように本実施の形態5においては、断面設定手段102は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であり、平面以外の面の断面を設定することにより、断面の設定の自由度が増すので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象の雲と重畳データとの相互の位置関係を視認することができる。
【0063】
実施の形態6.
本発明の実施の形態6の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態1では、ボリューム表示データは、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成される場合について説明したが、ボリューム断面データのみをボリューム表示データとしてもよい。次に、ボリューム表示データがボリューム断面データのみで形成される場合の実施の形態6について説明する。
【0064】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、ボリューム表示データ生成手段103は、ボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを生成する。
【0065】
次に、図1、図2、図12を用いて動作を説明する。図12は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0066】
ただし、ボリューム表示データ生成手段103がボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、ボリューム表示データを生成する(ステップS2)時に、本実施の形態においては、ボリューム表示データ生成手段103は、ボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを生成する。
【0067】
図3、図4、図6と同一又は相当部分に同一符号を付して、図12にボリューム表示データを示す。図12において、301はボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを表示したものである。
【0068】
以上のように本実施の形態6においては、ボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分のみが表示されるので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、断面上のデータのみに着目することができる。
【0069】
実施の形態7.
本発明の実施の形態7の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態1では、ボリューム表示データは、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成される場合について説明したが、表示対象全体でなるボリューム全体データとボリューム断面データとで形成してもよい。次に、ボリューム表示データがボリューム全体データとボリューム断面データとで形成される場合の実施の形態7について説明する。
【0070】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、ボリューム表示データ生成手段103は、ボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを生成する。
【0071】
次に、図1、図2、図13を用いて動作を説明する。図13は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0072】
ただし、ボリューム表示データ生成手段103がボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、ボリューム表示データを生成する(ステップS2)時に、本実施の形態においては、ボリューム表示データ生成手段103は、ボリュームデータ保持手段100に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを生成する。
【0073】
図3、図4と同一又は相当部分に同一符号を付して、図13にボリューム表示データを示す。図13において、201と301はボリューム断面データとボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを表示したものである。
【0074】
以上のように本実施の形態7においては、ボリューム断面データとボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分と表示対象全体とが表示されるので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、表示対象の全体像を見つつ断面上の重畳データに着目することができる。
【0075】
実施の形態8.
本発明の実施の形態8の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態1では、重畳表示データは、断面上にある重畳データのみで形成される場合について説明したが、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なるようにしてもよい。次に、重畳表示データが断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なるようにした場合の実施の形態8について説明する。
【0076】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図1に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
ただし、重畳表示データ生成手段104は、重畳データ保持手段101に保持された重畳データと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成する。
【0077】
次に、図1、図2、図14を用いて動作を説明する。図14は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図2に示すとおりであり、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0078】
ただし、重畳表示データ生成手段104が重畳データ保持手段101に保持された重畳データと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、重畳表示データを生成する(ステップS3)時に、本実施の形態においては、重畳表示データ生成手段104は、重畳データ保持手段101に保持された重畳データと、上記断面設定手段102で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成する。
【0079】
例えば、異なる表示形態として、断面上にある重畳データを濃くし、他の重畳データを薄く表示する。また、別の表示形態として、断面上にある重畳データと他の重畳データとを異なる色で表示するようにしてもよい。
【0080】
図3、図4、図6と同一又は相当部分に同一符号を付して、図14に断面上にある重畳データを濃くし、他の重畳データを薄く表示した場合の重畳表示データを示す。図14において、1200、1201、1202、1203が断面上にないため薄く表示された重畳データである。
【0081】
以上のように本実施の形態8においては、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成することにより、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとが視覚的に区別して表示されるので、実施の形態1と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、重畳データの全体を確認しつつ断面上の重畳データに着目することができる。
【0082】
【発明の効果】
以上のように、本発明の三次元画像生成装置によれば、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段とを備えたことにより、断面を用いてボリューム表示データ及び重畳表示データが生成された上で、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、上記断面に基づいて、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【0083】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、ユーザからの入力に基づいて上記断面を設定する断面設定手段を備えたことにより、ユーザの要求に応じた断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【0084】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面通過点に基づいて断面を設定することにより、ユーザの要求に応じた断面通過点に基づいて断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【0085】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面設定手段は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザから入力された上記断面候補のいずれかを選択した選択結果に基づいて断面を設定することにより、ユーザは断面候補から所望の断面候補を選択すれば良いので、ユーザは入力を容易に行うことができるという効果がある。
【0086】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面の条件に基づいて断面を設定することにより、ユーザは自由に断面の条件を設定でき、ユーザの要求に応じた断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、さらにより明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【0087】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であることにより、断面の設定の自由度が増すので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【0088】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、上記表示対象のうち上記断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データを生成することにより、断面より上の部分は表示されない重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【0089】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されたボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分のみが表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された重畳表示画面を見たユーザは、断面上のデータのみに着目することができるという効果がある。
【0090】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと上記表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されたボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分と表示対象全体とが表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された重畳表示画面を見たユーザは、表示対象の全体像を見つつ断面上の重畳データに着目することができるという効果がある。
【0091】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データのみで形成された重畳表示データを生成することにより、断面上のみの重畳データが表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【0092】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データと上記断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成することにより、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとが視覚的に区別して表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された重畳表示画面を見たユーザは、重畳データの全体を確認しつつ断面上の重畳データに着目することができるという効果がある。
【0093】
さらにまた、次の発明の三次元画像表示装置によれば、上記いずれかに記載の三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を表示する表示手段を備えたことにより、ユーザは上記三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を視認することができ、上記各三次元画像生成装置と同様の効果を得ることができる。
【0094】
さらにまた、次の発明の三次元画像表示方法によれば、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成ステップと、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成ステップと、上記ボリューム表示データ生成ステップで生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成ステップで生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成ステップと、上記重畳表示画面生成ステップで生成された重畳表示画面を表示する表示ステップとを有したことにより、断面を用いてボリューム表示データ及び重畳表示データが生成された上で、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、上記断面に基づいて、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【0095】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1〜8の三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の構成図である。
【図2】実施の形態1〜8の動作を示すフローチャートである。
【図3】実施の形態1の処理の内容を説明する説明図である。
【図4】実施の形態1の処理の内容を説明する説明図である。
【図5】実施の形態1の重畳データの一例を示す表である。
【図6】実施の形態1の処理の内容を説明する説明図である。
【図7】実施の形態1の処理の内容を説明する説明図である。
【図8】実施の形態2の処理の内容を説明する説明図である。
【図9】実施の形態3の処理の内容を説明する説明図である。
【図10】実施の形態4の処理の内容を説明する説明図である。
【図11】実施の形態5の処理の内容を説明する説明図である。
【図12】実施の形態6の処理の内容を説明する説明図である。
【図13】実施の形態7の処理の内容を説明する説明図である。
【図14】実施の形態8の処理の内容を説明する説明図である。
【図15】従来技術で三次元画像を表示した場合の説明図である。
【符号の説明】
100 ボリュームデータ保持手段、 101 重畳データ保持手段、 102 断面設定手段、 103 ボリューム表示データ生成手段、 104 重畳表示データ生成手段、 105 重畳表示画面生成手段、 106 表示手段。
Claims (13)
- 表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、
三次元座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、
上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段と
を備えたことを特徴とする三次元画像生成装置。 - ユーザからの入力に基づいて上記断面を設定する断面設定手段を備えたことを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面通過点に基づいて断面を設定することを特徴とする上記請求項2に記載の三次元画像生成装置。
- 上記断面設定手段は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザから入力された上記断面候補のいずれかを選択した選択結果に基づいて断面を設定することを特徴とする上記請求項2に記載の三次元画像生成装置。
- 上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面の条件に基づいて断面を設定することを特徴とする上記請求項2に記載の三次元画像生成装置。
- 上記断面は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であることを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、上記表示対象のうち上記断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データを生成することを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されたボリューム表示データを生成することを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと上記表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されたボリューム表示データを生成することを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データのみで形成された重畳表示データを生成することを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データと上記断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成することを特徴とする上記請求項1に記載の三次元画像生成装置。
- 上記請求項1から請求項11のいずれかに記載の三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする三次元画像表示装置。
- 表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成ステップと、
三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成ステップと、
上記ボリューム表示データ生成ステップで生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成ステップで生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成ステップと、
上記重畳表示画面生成ステップで生成された重畳表示画面を表示する表示ステップと
を有したことを特徴とする三次元画像表示方法。
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