JP2926637B2 - ボリュームレンダリング装置及びこれに好適な方法 - Google Patents
ボリュームレンダリング装置及びこれに好適な方法Info
- Publication number
- JP2926637B2 JP2926637B2 JP9097480A JP9748097A JP2926637B2 JP 2926637 B2 JP2926637 B2 JP 2926637B2 JP 9097480 A JP9097480 A JP 9097480A JP 9748097 A JP9748097 A JP 9748097A JP 2926637 B2 JP2926637 B2 JP 2926637B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- volume
- sub
- plane
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 41
- 238000009877 rendering Methods 0.000 title claims description 33
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 41
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 101710205841 Ribonuclease P protein component 3 Proteins 0.000 description 4
- 102100033795 Ribonuclease P protein subunit p30 Human genes 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 101100094105 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) NPL6 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100094104 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) rsc7 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004658 scanning gate microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/08—Volume rendering
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T1/00—General purpose image data processing
- G06T1/20—Processor architectures; Processor configuration, e.g. pipelining
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
- G06T3/4007—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Image Generation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボリュームデータセ
ットのレンダリング(rendering) に係り、特に並列処理
及びパイプライン方法によりメモリアクセスと演算処理
の隘路現象を低減させる新たなボリュームレンダリング
装置及びこれに好適なトリリニア(tri-linear)補間方法
に関する。
ットのレンダリング(rendering) に係り、特に並列処理
及びパイプライン方法によりメモリアクセスと演算処理
の隘路現象を低減させる新たなボリュームレンダリング
装置及びこれに好適なトリリニア(tri-linear)補間方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常的に、ボリュームレンダリングを通
して処理されるボリュームデータセットは３次元の空間
上の均一な格子構造から形成されたスカラデータの集合
体である。ボリュームデータセットは医学用の人体デー
タを始めとして化学分子構造、気相観測データ等の各種
分野のデータセットを含んでおり、そのサイズは約300K
byte乃至300Mbyteに達する。
して処理されるボリュームデータセットは３次元の空間
上の均一な格子構造から形成されたスカラデータの集合
体である。ボリュームデータセットは医学用の人体デー
タを始めとして化学分子構造、気相観測データ等の各種
分野のデータセットを含んでおり、そのサイズは約300K
byte乃至300Mbyteに達する。
【０００３】このようなボリュームデータセットのレン
ダリングは表面化された基本要素のレンダリングを通し
て画面を完成する多角形レンダリング方法とは異なり、
ボリュームデータセット自体がレンダリングのための基
本要素として用いられるので、演算量も更に増加するよ
うになる。膨大な量のボリュームデータを処理するため
に、大容量のメモリと高速の演算速度を有する高性能の
スーパーコンピューターや、大規模の並列処理構造を有
するシステム、又はネットワークにより連結された多く
のコンピューター等が用いられてきた。
ダリングは表面化された基本要素のレンダリングを通し
て画面を完成する多角形レンダリング方法とは異なり、
ボリュームデータセット自体がレンダリングのための基
本要素として用いられるので、演算量も更に増加するよ
うになる。膨大な量のボリュームデータを処理するため
に、大容量のメモリと高速の演算速度を有する高性能の
スーパーコンピューターや、大規模の並列処理構造を有
するシステム、又はネットワークにより連結された多く
のコンピューター等が用いられてきた。
【０００４】ところが、このような大容量のメモリと高
速の演算速度を有する汎用のシステムを以っても満足で
きる処理速度が得られないために、最近ではボリューム
レンダリングのための専用システムが開発されている。
前記ボリュームレンダリングの専用システムには、メモ
リアクセスの隘路現象を解消するためにソースボリュー
ムデータセットの３倍に達する特別なメモリを用いた
り、ｎ3 のボリュームサイズのデータを処理するために
ｎ個のメモリバンクを用いて処理するもの、演算処理の
隘路現象を解消するために大型のルックアップテーブル
を有する注文型集積回路を設けるもの等がある。
速の演算速度を有する汎用のシステムを以っても満足で
きる処理速度が得られないために、最近ではボリューム
レンダリングのための専用システムが開発されている。
前記ボリュームレンダリングの専用システムには、メモ
リアクセスの隘路現象を解消するためにソースボリュー
ムデータセットの３倍に達する特別なメモリを用いた
り、ｎ3 のボリュームサイズのデータを処理するために
ｎ個のメモリバンクを用いて処理するもの、演算処理の
隘路現象を解消するために大型のルックアップテーブル
を有する注文型集積回路を設けるもの等がある。
【０００５】ところが、前記専用システムはメモリアク
セスの隘路現象を解決するための特別なボリュームメモ
リ又は超高密度の特別な注文型集積回路が制作されると
いう前提として開発されるため、時間と経費が過度に消
費される上に次世代のチップ制作技術を待たなければな
らない問題点がある。
セスの隘路現象を解決するための特別なボリュームメモ
リ又は超高密度の特別な注文型集積回路が制作されると
いう前提として開発されるため、時間と経費が過度に消
費される上に次世代のチップ制作技術を待たなければな
らない問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決するために案出されたものであり、並列処理方法
によりメモリアクセスの隘路現象を解決し、パイプライ
ン方法により演算処理の隘路現象を低減させる、新たな
レンダリング装置を供することにその目的がある。
を解決するために案出されたものであり、並列処理方法
によりメモリアクセスの隘路現象を解決し、パイプライ
ン方法により演算処理の隘路現象を低減させる、新たな
レンダリング装置を供することにその目的がある。
【０００７】かつ、本発明の他の目的は前記レンダリン
グ装置に好適なレンダリング方法を提供することであ
る。
グ装置に好適なレンダリング方法を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明によるボリュームレンダリング装置は、ホスト
システムから供される分割された複数のサブボリューム
データを並列及びパイプラインシーケンスによりレンダ
リング処理するボリュームレンダリング装置において、
ホストシステムからダウンロードされたそれぞれのサブ
ボリュームデータを処理する複数のサブボリューム処理
部と、前記サブボリューム処理部で処理された結果を合
成して出力する合成部とを含み、前記各サブボリューム
処理部は視覚情報処理及びホストシステムとのインタフ
ェースを行う視覚システム管理部と、ホストシステムか
らダウンロードされたサブボリュームデータを格納する
ためのサブボリュームメモリと、前記サブボリュームメ
モリに格納されたサブボリュームデータからレイプレー
ンを抽出するレイプレーン処理器と、前記レイプレーン
処理器により生成されたレイプレーンデータを格納する
レイプレーンメモリと、前記レイプレーンメモリに格納
されたレイプレーンデータから前記プレーン上に存在す
るすべてのレイと所定の間隔を有するx,y,z 軸との交差
により発生するセグメントデータを計算するレイセグメ
ント発生器と、前記レイセグメント発生器により発生さ
れたレイセグメントデータを先入先出するバッファー
と、前記バッファーを通してレイセグメントデータを供
され前記レイセグメント内の決まったサンプリングポイ
ントのサンプリング値及び傾斜度を補間により求めるレ
イセグメント構成部と、前記レイセグメント構成部の結
果値を用いてシェーディング処理及び合成処理を行うレ
イ合成器と、前記レイ合成器におけるシェーディング及
び合成処理の遂行時に必要なカラー及び不透明度を格納
するルックアップテーブルとを含むことを特徴とする。
の本発明によるボリュームレンダリング装置は、ホスト
システムから供される分割された複数のサブボリューム
データを並列及びパイプラインシーケンスによりレンダ
リング処理するボリュームレンダリング装置において、
ホストシステムからダウンロードされたそれぞれのサブ
ボリュームデータを処理する複数のサブボリューム処理
部と、前記サブボリューム処理部で処理された結果を合
成して出力する合成部とを含み、前記各サブボリューム
処理部は視覚情報処理及びホストシステムとのインタフ
ェースを行う視覚システム管理部と、ホストシステムか
らダウンロードされたサブボリュームデータを格納する
ためのサブボリュームメモリと、前記サブボリュームメ
モリに格納されたサブボリュームデータからレイプレー
ンを抽出するレイプレーン処理器と、前記レイプレーン
処理器により生成されたレイプレーンデータを格納する
レイプレーンメモリと、前記レイプレーンメモリに格納
されたレイプレーンデータから前記プレーン上に存在す
るすべてのレイと所定の間隔を有するx,y,z 軸との交差
により発生するセグメントデータを計算するレイセグメ
ント発生器と、前記レイセグメント発生器により発生さ
れたレイセグメントデータを先入先出するバッファー
と、前記バッファーを通してレイセグメントデータを供
され前記レイセグメント内の決まったサンプリングポイ
ントのサンプリング値及び傾斜度を補間により求めるレ
イセグメント構成部と、前記レイセグメント構成部の結
果値を用いてシェーディング処理及び合成処理を行うレ
イ合成器と、前記レイ合成器におけるシェーディング及
び合成処理の遂行時に必要なカラー及び不透明度を格納
するルックアップテーブルとを含むことを特徴とする。
【０００９】前記他の目的を達成するために本発明によ
るボリュームレンダリング方法は、請求項１記載のボリ
ュームレンダリング装置でトリリニア補間処理を行う方
法であって、スクリーン上のスキャンラインにより形成
されたプレーンと分割された複数のサブボリュームとが
交差するサンプリング点を求め、前記サンプリング点に
おいて隣接する二つのサブボリュームデータを用いる線
形補間によりサンプリング値を求める第１補間段階と、
前記第１補間段階の結果として生ずるサンプリング値に
対して前記プレーン上に存在する各ビューレイパラメー
ターを参照し、レイと交差する軸上の隣接した二つの点
を用いて線形補間を行うことにより、各レイを両終端が
元のサブボリュームデータから双一次線形補間された値
を持つ複数のレイセグメントに分割する第２補間段階
と、レイサンプリング情報を参照して前記第２補間段階
の結果として生ずるレイセグメントの間の一つの点を線
形補間により算出する第３補間段階とを含むことを特徴
とする。
るボリュームレンダリング方法は、請求項１記載のボリ
ュームレンダリング装置でトリリニア補間処理を行う方
法であって、スクリーン上のスキャンラインにより形成
されたプレーンと分割された複数のサブボリュームとが
交差するサンプリング点を求め、前記サンプリング点に
おいて隣接する二つのサブボリュームデータを用いる線
形補間によりサンプリング値を求める第１補間段階と、
前記第１補間段階の結果として生ずるサンプリング値に
対して前記プレーン上に存在する各ビューレイパラメー
ターを参照し、レイと交差する軸上の隣接した二つの点
を用いて線形補間を行うことにより、各レイを両終端が
元のサブボリュームデータから双一次線形補間された値
を持つ複数のレイセグメントに分割する第２補間段階
と、レイサンプリング情報を参照して前記第２補間段階
の結果として生ずるレイセグメントの間の一つの点を線
形補間により算出する第３補間段階とを含むことを特徴
とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付した図面に基
づき更に詳細に説明する。図１は本発明によるボリュー
ムレンダリング装置の望ましい実施例を示すブロック図
である。図１に示された装置はボリュームデータをx,y,
z 軸の方向に八つのサブボリュームデータに分割して処
理する例を示している。
づき更に詳細に説明する。図１は本発明によるボリュー
ムレンダリング装置の望ましい実施例を示すブロック図
である。図１に示された装置はボリュームデータをx,y,
z 軸の方向に八つのサブボリュームデータに分割して処
理する例を示している。
【００１１】図１に示された装置は分割されたサブボリ
ュームデータをそれぞれ処理する八つのサブボリューム
処理部100 〜800 と、前記サブボリューム処理部100 〜
800で処理された結果を合成して出力する合成部900 と
を含む。かつ、各サブボリューム処理部は視覚情報処理
及びホストシステム（図示せず）とのインタフェースの
ための視覚システム管理者(VSM)10 と、ホストシステム
からダウンロードされたサブボリュームデータを格納す
るためのサブボリュームメモリ(SVM)20 と、SVM20 に格
納されたサブボリュームデータからレイプレーンを抽出
するレイプレーン処理器(RPP)30 と、RPP30 により生成
されたレイプレーンデータを格納するレイプレーンメモ
リ(RPM)40 と、RPM40 に格納されたレイプレーンデータ
から前記プレーン上に存在するすべてのレイと所定間隔
を有するx,y,z 軸との交差により発生するセグメントデ
ータを計算するレイセグメント発生器(RSG)50 と、前記
RSG50 により発生されたレイセグメントデータを先入先
出バッファー(FIFO)60を通して供され、前記レイセグメ
ント内の決まったサンプリングポイントのデータを補間
にて求めるレイセグメント構成部(RSC) 70と、前記RSC7
0 の結果値を用いてシェーディング及び合成処理を行う
レイ合成器(RC)80と、かつシェーディング及び合成処理
の遂行時に必要な不透明度を格納しているルックアップ
テーブル(LUT)90 とを含む。
ュームデータをそれぞれ処理する八つのサブボリューム
処理部100 〜800 と、前記サブボリューム処理部100 〜
800で処理された結果を合成して出力する合成部900 と
を含む。かつ、各サブボリューム処理部は視覚情報処理
及びホストシステム（図示せず）とのインタフェースの
ための視覚システム管理者(VSM)10 と、ホストシステム
からダウンロードされたサブボリュームデータを格納す
るためのサブボリュームメモリ(SVM)20 と、SVM20 に格
納されたサブボリュームデータからレイプレーンを抽出
するレイプレーン処理器(RPP)30 と、RPP30 により生成
されたレイプレーンデータを格納するレイプレーンメモ
リ(RPM)40 と、RPM40 に格納されたレイプレーンデータ
から前記プレーン上に存在するすべてのレイと所定間隔
を有するx,y,z 軸との交差により発生するセグメントデ
ータを計算するレイセグメント発生器(RSG)50 と、前記
RSG50 により発生されたレイセグメントデータを先入先
出バッファー(FIFO)60を通して供され、前記レイセグメ
ント内の決まったサンプリングポイントのデータを補間
にて求めるレイセグメント構成部(RSC) 70と、前記RSC7
0 の結果値を用いてシェーディング及び合成処理を行う
レイ合成器(RC)80と、かつシェーディング及び合成処理
の遂行時に必要な不透明度を格納しているルックアップ
テーブル(LUT)90 とを含む。
【００１２】図１に示された装置の動作を詳細に説明す
る。本発明によるボリュームレンダリング装置は各サブ
ボリューム処理部上においてパイプライン処理シーケン
スを保ち、全体的には客体単位の並列処理構造からな
る。例えば、512 ×512 ×512 のサイズのボリュームデ
ータを処理する場合、それぞれ256 ×256 ×256 のサイ
ズのサブボリュームデータを処理する八つのサブボリュ
ーム処理部を用いる。
る。本発明によるボリュームレンダリング装置は各サブ
ボリューム処理部上においてパイプライン処理シーケン
スを保ち、全体的には客体単位の並列処理構造からな
る。例えば、512 ×512 ×512 のサイズのボリュームデ
ータを処理する場合、それぞれ256 ×256 ×256 のサイ
ズのサブボリュームデータを処理する八つのサブボリュ
ーム処理部を用いる。
【００１３】図２はボリュームデータセットとサブボリ
ュームデータとの関係を示す。図２に示されたように、
512 ×512 ×512 のサイズのボリュームデータは八つの
サブボリュームデータに分割され、それぞれ決まった八
つのサブボリューム処理部にダウンローディングされ
る。各サブボリューム処理部は入力されたサブボリュー
ムデータを処理し、前記処理された結果は合成部900 で
合成され、最終的に画面上における一つのピクセル値を
発生する。
ュームデータとの関係を示す。図２に示されたように、
512 ×512 ×512 のサイズのボリュームデータは八つの
サブボリュームデータに分割され、それぞれ決まった八
つのサブボリューム処理部にダウンローディングされ
る。各サブボリューム処理部は入力されたサブボリュー
ムデータを処理し、前記処理された結果は合成部900 で
合成され、最終的に画面上における一つのピクセル値を
発生する。
【００１４】ボリュームレンダリングを行うためには、
３次元空間内の元のボリュームデータセットが現在のビ
ュー(view)環境に応じて２次元のスクリーン上に投影さ
れるべきである。レイキャスティング方法では、基本的
にビューポイントから始まるそれぞれのビューレイの軌
跡上でボリュームデータセットを所定間隔で横折しなが
ら元のボリュームデータから現在のビュー環境に相応し
新たな中間データセットを発生する。これをボリューム
再構成といい、普通は元のボリュームデータセットの３
段階線形補間を用いて行う。
３次元空間内の元のボリュームデータセットが現在のビ
ュー(view)環境に応じて２次元のスクリーン上に投影さ
れるべきである。レイキャスティング方法では、基本的
にビューポイントから始まるそれぞれのビューレイの軌
跡上でボリュームデータセットを所定間隔で横折しなが
ら元のボリュームデータから現在のビュー環境に相応し
新たな中間データセットを発生する。これをボリューム
再構成といい、普通は元のボリュームデータセットの３
段階線形補間を用いて行う。
【００１５】図３は従来のボリューム再構成方法を示し
たものである。図３に示された従来のボリューム再構成
方法において、任意のレイ上にあるサンプリングポイン
トｓ０の値は隣接した元のボリュームデータを用い下記
式(1) のように求められる。 ((ν0 ×(1.0-DZ )+ν４×D2×(1.0-Dy ) ＋（ν２×(1.0-DZ )+ν６× Dz )) × Dy ) ×(1.0-Dx ))+(( ν１×(1.0-Dz )+ν５× Dz ×(1.0-Dy )+（ν３ ×(1.0-DZ )+ν7 × DZ ) × Dy ) × Dx ) …(1) 式(1) に示された補間方法は３段階補間方法といい、演
算過程が複雑である。ここで、v0-v7 はボリュームデー
タ値を、 Dx,Dy,Dz はボリュームデータの間の距離をそ
れぞれ示す。
たものである。図３に示された従来のボリューム再構成
方法において、任意のレイ上にあるサンプリングポイン
トｓ０の値は隣接した元のボリュームデータを用い下記
式(1) のように求められる。 ((ν0 ×(1.0-DZ )+ν４×D2×(1.0-Dy ) ＋（ν２×(1.0-DZ )+ν６× Dz )) × Dy ) ×(1.0-Dx ))+(( ν１×(1.0-Dz )+ν５× Dz ×(1.0-Dy )+（ν３ ×(1.0-DZ )+ν7 × DZ ) × Dy ) × Dx ) …(1) 式(1) に示された補間方法は３段階補間方法といい、演
算過程が複雑である。ここで、v0-v7 はボリュームデー
タ値を、 Dx,Dy,Dz はボリュームデータの間の距離をそ
れぞれ示す。
【００１６】本発明ではレイキャスティング方法による
ボリュームレンダリング装置の具現を妨げる３段階線形
補間をサブボリューム処理部の各パイプラインステップ
で単純な線形補間に分配して算術演算の隘路現象を解決
した。レイキャスティング方法によるボリュームレンダ
リングにおいて、スクリーン上に投影される一つのスキ
ャンラインはビューイング投影の方法（平行又は透視）
に問わず３次元空間内で一つの平面を形成し、前記平面
は図６に示されたようにボリュームデータセットと交差
する。
ボリュームレンダリング装置の具現を妨げる３段階線形
補間をサブボリューム処理部の各パイプラインステップ
で単純な線形補間に分配して算術演算の隘路現象を解決
した。レイキャスティング方法によるボリュームレンダ
リングにおいて、スクリーン上に投影される一つのスキ
ャンラインはビューイング投影の方法（平行又は透視）
に問わず３次元空間内で一つの平面を形成し、前記平面
は図６に示されたようにボリュームデータセットと交差
する。
【００１７】本発明による補間方法は次の段階に応じて
行われる。始めに、プレーンパラメーターを参照してボ
リュームデータセットと交差する点（交差点）の座標を
求め、隣接する二つのサブボリュームデータを用い交差
点におけるサンプリング値を線形補間により求める。(y
軸補間） 二番目に、プレーン上に存在する各ビューレイパラメー
ターを参照してレイと交差する軸上の隣接した二つの点
の値を用いて線形補間を行う。(x軸補間） 一番目と二番目の過程を行った結果、図８に示されたよ
うに、スクリーン上のスキャンラインにより形成された
プレーン上に存在するすべてのレイは小さいレイセグメ
ントに分割され、結果的にレイセグメントの両終点は元
のサブボリュームデータから双一次線形補間(bilinear
interpolation)された値を有する。
行われる。始めに、プレーンパラメーターを参照してボ
リュームデータセットと交差する点（交差点）の座標を
求め、隣接する二つのサブボリュームデータを用い交差
点におけるサンプリング値を線形補間により求める。(y
軸補間） 二番目に、プレーン上に存在する各ビューレイパラメー
ターを参照してレイと交差する軸上の隣接した二つの点
の値を用いて線形補間を行う。(x軸補間） 一番目と二番目の過程を行った結果、図８に示されたよ
うに、スクリーン上のスキャンラインにより形成された
プレーン上に存在するすべてのレイは小さいレイセグメ
ントに分割され、結果的にレイセグメントの両終点は元
のサブボリュームデータから双一次線形補間(bilinear
interpolation)された値を有する。
【００１８】三番目に、レイサンプリング情報を参照
し、前記二番目の過程で計算されたレイセグメントの間
の一つの点を線形補間により計算する。三番目の過程の
結果として生じるレイセグメント内の補間結果値はカラ
ー情報及び不透明度を計算するのに供される。得られた
カラー情報と傾斜ベクトルはシェーディング処理に供さ
れ、最後に不透明度を参照して一つのビューレイ上でサ
ンプリング／シェーディングされたすべての点を式(2)
に応じて合成する。
し、前記二番目の過程で計算されたレイセグメントの間
の一つの点を線形補間により計算する。三番目の過程の
結果として生じるレイセグメント内の補間結果値はカラ
ー情報及び不透明度を計算するのに供される。得られた
カラー情報と傾斜ベクトルはシェーディング処理に供さ
れ、最後に不透明度を参照して一つのビューレイ上でサ
ンプリング／シェーディングされたすべての点を式(2)
に応じて合成する。
【００１９】 colori+1 ＝ colori ＋ colorc × opacityc ×(1.0− opacityi ） opacityi+1 ＝ opacityi ＋ opacityc ×(1.0− opacityi ） …(2) ここで、傾斜ベクトルは一番目乃至三番目の過程のサン
プリング値と同一な過程を経て計算される。図１に示さ
れた装置において、VSM10 はホストシステムインタフェ
ースを通してビューパラメーターの変更に応じるプレー
ンパラメーター、ビューレイパラメーター及びビューサ
ンプリングパラメーターを発生してそれぞれRPP30 、RS
G50及びRSC70 に供し、分類パラメーターの変更に応じ
るLUT90 のアップデート機能を有する。
プリング値と同一な過程を経て計算される。図１に示さ
れた装置において、VSM10 はホストシステムインタフェ
ースを通してビューパラメーターの変更に応じるプレー
ンパラメーター、ビューレイパラメーター及びビューサ
ンプリングパラメーターを発生してそれぞれRPP30 、RS
G50及びRSC70 に供し、分類パラメーターの変更に応じ
るLUT90 のアップデート機能を有する。
【００２０】本発明に適用されているサブボリュームの
傾斜ベクトルは求めようとするサブボリュームの位置で
各軸に対応する隣接した二つの点を用いて決定される。
例えば、図４に示されたサブボリュームポイントv7にお
ける傾斜ベクトル(G7x,G7y,G7z) はそれぞれG7x=(v6-v
a)/2.0 、G7y=(v5-vb)/2.0 、 G7z=(v3-vc)/2.0にな
る。
傾斜ベクトルは求めようとするサブボリュームの位置で
各軸に対応する隣接した二つの点を用いて決定される。
例えば、図４に示されたサブボリュームポイントv7にお
ける傾斜ベクトル(G7x,G7y,G7z) はそれぞれG7x=(v6-v
a)/2.0 、G7y=(v5-vb)/2.0 、 G7z=(v3-vc)/2.0にな
る。
【００２１】各サブボリューム処理部は基本的にn3/8の
大きさのサブボリュームデータをSVM20 に格納する。と
ころが、図１のサブボリューム＃0 を処理するサブボリ
ューム処理部＃０は各軸のn/2 番目に対応するサブボリ
ュームロケーションにおける傾斜ベクトルを求めるため
に、サブボリューム＃1 、サブボリューム＃2 、サブボ
リューム＃6 にあるサブボリュームを参照しなければな
らない。
大きさのサブボリュームデータをSVM20 に格納する。と
ころが、図１のサブボリューム＃0 を処理するサブボリ
ューム処理部＃０は各軸のn/2 番目に対応するサブボリ
ュームロケーションにおける傾斜ベクトルを求めるため
に、サブボリューム＃1 、サブボリューム＃2 、サブボ
リューム＃6 にあるサブボリュームを参照しなければな
らない。
【００２２】本発明の装置では各サブボリューム処理部
間のデータ処理の独立性を保障するために隣接するサブ
ボリューム間のサブボリュームデータを共有させ、各サ
ブボリューム処理部は総n3/8＋3(n/2)2 のサブボリュー
ムデータが格納できるメモリ空間を有する。従って、サ
ブボリュームメモリバンクは全部で八つのバンクから構
成され、各サブボリュームデータのバンク割当ては図４
に示された数に当たるメモリバンクに割り当てられるの
で、一回のメモリアクセスにより八つのサブボリューム
データを読むことができる。ここで、サブボリュームメ
モリはダイナミックRAM を用いる。
間のデータ処理の独立性を保障するために隣接するサブ
ボリューム間のサブボリュームデータを共有させ、各サ
ブボリューム処理部は総n3/8＋3(n/2)2 のサブボリュー
ムデータが格納できるメモリ空間を有する。従って、サ
ブボリュームメモリバンクは全部で八つのバンクから構
成され、各サブボリュームデータのバンク割当ては図４
に示された数に当たるメモリバンクに割り当てられるの
で、一回のメモリアクセスにより八つのサブボリューム
データを読むことができる。ここで、サブボリュームメ
モリはダイナミックRAM を用いる。
【００２３】DRAMのアクセス速度を最大限に用いるため
には、ページモードによる連続アクセスを行わなければ
ならない。このために、DRAMのロー（ページ）に格納す
べきサブボリュームデータはRPP30 の補間されたレイプ
レーンを発生する時に必要なサブボリュームデータの手
順に応じて格納される。RPP30 で補間されたレイプレー
ンを形成する手順はボリュームとプレーンとが交差する
最も遠くの外郭からボリュームの中心まで螺旋状に処理
される。結局、DRAMのサブボリュームデータは図５に示
されたように、x-z 平面上に存在する元のボリュームデ
ータスライスを外郭から中心部の方に至らせる手順に応
じて格納される。
には、ページモードによる連続アクセスを行わなければ
ならない。このために、DRAMのロー（ページ）に格納す
べきサブボリュームデータはRPP30 の補間されたレイプ
レーンを発生する時に必要なサブボリュームデータの手
順に応じて格納される。RPP30 で補間されたレイプレー
ンを形成する手順はボリュームとプレーンとが交差する
最も遠くの外郭からボリュームの中心まで螺旋状に処理
される。結局、DRAMのサブボリュームデータは図５に示
されたように、x-z 平面上に存在する元のボリュームデ
ータスライスを外郭から中心部の方に至らせる手順に応
じて格納される。
【００２４】前記のようなx-z 平面上における螺旋状の
格納方法は、レイプレーンの傾斜がx-z 平面に接近する
場合に最大のページモードアクセス効果を示し、レイプ
レーンの傾斜がy-z 及びx-y 平面に接近する場合にもｘ
又はｙ軸の何れか一つの軸に対してページモードアクセ
スを行うことができる。RPP30 はSVM20 からサブボリュ
ームデータを読み取りレイプレーンとボリュームとが交
差する点のサンプリング値を元のサブボリュームデータ
を用いて補間方法にて求める機能を働く。ボリューム分
類及びシェーディング処理に必要な傾斜ベクトルも交差
点のサンプリング値を求める方法と同一な方法にて計算
される。
格納方法は、レイプレーンの傾斜がx-z 平面に接近する
場合に最大のページモードアクセス効果を示し、レイプ
レーンの傾斜がy-z 及びx-y 平面に接近する場合にもｘ
又はｙ軸の何れか一つの軸に対してページモードアクセ
スを行うことができる。RPP30 はSVM20 からサブボリュ
ームデータを読み取りレイプレーンとボリュームとが交
差する点のサンプリング値を元のサブボリュームデータ
を用いて補間方法にて求める機能を働く。ボリューム分
類及びシェーディング処理に必要な傾斜ベクトルも交差
点のサンプリング値を求める方法と同一な方法にて計算
される。
【００２５】RPP30 はボリュームとレイプレーンとが交
差する交差点のサンプリング値を計算するためにVSM10
からレイプレーンに関わるパラメーター（プレーンパラ
メーター）を入力される。プレーンパラメーターのうち
には、各軸に対するレイプレーンの傾斜値を比較する時
に最小の傾斜値を有する軸に対する情報と、前記軸に対
する残りの軸の傾斜率と、レイプレーンとボリュームが
最初に交差する点（処理開始点）に対する座標が含まれ
る。
差する交差点のサンプリング値を計算するためにVSM10
からレイプレーンに関わるパラメーター（プレーンパラ
メーター）を入力される。プレーンパラメーターのうち
には、各軸に対するレイプレーンの傾斜値を比較する時
に最小の傾斜値を有する軸に対する情報と、前記軸に対
する残りの軸の傾斜率と、レイプレーンとボリュームが
最初に交差する点（処理開始点）に対する座標が含まれ
る。
【００２６】即ち、図６に示されたように、ｙ軸に対す
るレイプレーンの傾斜値が一番小さい時、RPP30 は現在
処理されるべきレイプレーンの中心軸がｙ軸だという情
報とdy/dx、dy/dz 、処理開始点(xs, ys, zs ) を VSM1
0から入力される。図９は図１に示されたRPP30 の詳細
な構成を示したブロック図である。図９に示された装置
はレイプレーンパラメーター及びサブボリュームデータ
を格納するためのレジスタファイルと、レイプレーンと
ボリュームとの交差点を発生させる座標発生器と、四つ
の線形補間器と、四つの線形補間器と、サブボリューム
メモリとのインタフェースのためのロジックユニット
と、レイプレーンメモリとのインタフェースのためのロ
ジックユニットとから構成される。
るレイプレーンの傾斜値が一番小さい時、RPP30 は現在
処理されるべきレイプレーンの中心軸がｙ軸だという情
報とdy/dx、dy/dz 、処理開始点(xs, ys, zs ) を VSM1
0から入力される。図９は図１に示されたRPP30 の詳細
な構成を示したブロック図である。図９に示された装置
はレイプレーンパラメーター及びサブボリュームデータ
を格納するためのレジスタファイルと、レイプレーンと
ボリュームとの交差点を発生させる座標発生器と、四つ
の線形補間器と、四つの線形補間器と、サブボリューム
メモリとのインタフェースのためのロジックユニット
と、レイプレーンメモリとのインタフェースのためのロ
ジックユニットとから構成される。
【００２７】処理開始点を入力されたRPP30 は最初にSV
M20 から12個のサブボリュームデータを入力される。図
６において、処理開始点の座標が(xs, ys, zs ) なので
12個のサブボリュームデータの座標は(Xs, Ys -Dx,
Zs ) 、(Xs, Ys +( 1.0-Dx ),Z s ) の二つの座標に基づ
き各軸の方向に+1.0、-1.0のサブボリューム座標にな
る。入力されたサブボリュームデータは四つの補間器に
入力されて処理開始点(xs,ys, zs ) における補間され
た傾斜ベクトル及びサンプリング値の計算に用いられ
る。
M20 から12個のサブボリュームデータを入力される。図
６において、処理開始点の座標が(xs, ys, zs ) なので
12個のサブボリュームデータの座標は(Xs, Ys -Dx,
Zs ) 、(Xs, Ys +( 1.0-Dx ),Z s ) の二つの座標に基づ
き各軸の方向に+1.0、-1.0のサブボリューム座標にな
る。入力されたサブボリュームデータは四つの補間器に
入力されて処理開始点(xs,ys, zs ) における補間され
た傾斜ベクトル及びサンプリング値の計算に用いられ
る。
【００２８】図６において、処理開始点の次に処理され
るべき二つの基準サブボリュームはVs0 、Vs1 になる。
この場合、処理開始点の基準サブボリューム(Xs, Ys -D
x, Z s ) 、(Xs, Ys +( 1.0-Dx ), Zs ) とVs0 、Vs1 は
処理開始点の処理のために予めRPP30 内に入力されてい
るので、新たに入力されるサブボリュームデータの数は
八つになる。
るべき二つの基準サブボリュームはVs0 、Vs1 になる。
この場合、処理開始点の基準サブボリューム(Xs, Ys -D
x, Z s ) 、(Xs, Ys +( 1.0-Dx ), Zs ) とVs0 、Vs1 は
処理開始点の処理のために予めRPP30 内に入力されてい
るので、新たに入力されるサブボリュームデータの数は
八つになる。
【００２９】新たに入力されるべき八つのサブボリュー
ムデータはサブボリュームデータのローディング時に相
異なる八つのメモリバンクに格納されているので、一回
のメモリサイクルによりアクセスできる。かつ、Vs0 、
Vs1 は(Xs, Ys -Dx , Z s )、(Xs, Ys +( 1.0-Dx ), Z
s ) のようにメモリの同一ページ内に存在するので、ペ
ージモードアクセスにて読み取ることができる。処理開
始点から次の点の座標は予め格納されているdy/dx 、dy
/dz を用いて計算する。
ムデータはサブボリュームデータのローディング時に相
異なる八つのメモリバンクに格納されているので、一回
のメモリサイクルによりアクセスできる。かつ、Vs0 、
Vs1 は(Xs, Ys -Dx , Z s )、(Xs, Ys +( 1.0-Dx ), Z
s ) のようにメモリの同一ページ内に存在するので、ペ
ージモードアクセスにて読み取ることができる。処理開
始点から次の点の座標は予め格納されているdy/dx 、dy
/dz を用いて計算する。
【００３０】RPM40 はRPP30 で計算された補間された傾
斜ベクトル及びサンプリング値を格納し、一つのレイプ
レーンに対して計算したすべての結果を格納する。図７
においてレイプレーンRa,Rb,RcとボリュームデータY-Z
プレーンとの交差の場合を考えると、レイプレーンRaと
RcはＺ軸上のサブボリュームデータ区間内でボリューム
のＺ軸平面と交差しないが、レイプレーンRbはサブボリ
ュームデータV3とVb区間内で交差点１を発生させる。
斜ベクトル及びサンプリング値を格納し、一つのレイプ
レーンに対して計算したすべての結果を格納する。図７
においてレイプレーンRa,Rb,RcとボリュームデータY-Z
プレーンとの交差の場合を考えると、レイプレーンRaと
RcはＺ軸上のサブボリュームデータ区間内でボリューム
のＺ軸平面と交差しないが、レイプレーンRbはサブボリ
ュームデータV3とVb区間内で交差点１を発生させる。
【００３１】この場合、区間Caの間のレイプレーン上で
サンプリングポイントが発生すると、サンプリングポイ
ントのサンプリング値はサブボリュームデータvq,v3,v
a,vbにより補間されるべきである。かつ、区間Cbの間の
レイプレーン上でサンプリングポイントが発生すると、
サンプリングポイントのサンプリング値はサブボリュー
ムデータv3,v1',vb,vcにより補間されるべきである。
サンプリングポイントが発生すると、サンプリングポイ
ントのサンプリング値はサブボリュームデータvq,v3,v
a,vbにより補間されるべきである。かつ、区間Cbの間の
レイプレーン上でサンプリングポイントが発生すると、
サンプリングポイントのサンプリング値はサブボリュー
ムデータv3,v1',vb,vcにより補間されるべきである。
【００３２】結局、サブボリュームの大きさがn3である
場合、一つのレイプレーンを処理かつ格納するためには
2n3 個の補間された傾斜ベクトル及びサンプリング値を
格納する空間が必要になる。かつ、レイプレーンメモリ
40はRPP30 とRSG50 との間のメモリアクセスが衝突する
ことを解決するために4n2 の二重バッファーから構成さ
れる。
場合、一つのレイプレーンを処理かつ格納するためには
2n3 個の補間された傾斜ベクトル及びサンプリング値を
格納する空間が必要になる。かつ、レイプレーンメモリ
40はRPP30 とRSG50 との間のメモリアクセスが衝突する
ことを解決するために4n2 の二重バッファーから構成さ
れる。
【００３３】RSG50 はRPP30 から計算されてRPM40 に格
納された補間されたデータセットを読み取り、レイプレ
ーン上に存在するレイとボリュームデータセット格子構
造の交差点に対して再びもう一回の補間を行い、図８に
示されたように３次元空間上の一つのレイを多数のレイ
に分割する。この際、RSG50 はVSM10 からレイの分割に
要る各レイのパラメーター（ビューレイパラメーター）
を供される。VSM10 から入力されるビューレイパラメー
ターには、図８に示されたように、処理されるべきレ
イ、ボリュームデータセットの処理開始点(xs, ys,
zs ) 、レイの進行方向に対して最大の増加率を有する
軸(z）、前記軸の増加率に対する残りの軸の増加率(dx/
dz,dy/dz）が含まれる。
納された補間されたデータセットを読み取り、レイプレ
ーン上に存在するレイとボリュームデータセット格子構
造の交差点に対して再びもう一回の補間を行い、図８に
示されたように３次元空間上の一つのレイを多数のレイ
に分割する。この際、RSG50 はVSM10 からレイの分割に
要る各レイのパラメーター（ビューレイパラメーター）
を供される。VSM10 から入力されるビューレイパラメー
ターには、図８に示されたように、処理されるべきレ
イ、ボリュームデータセットの処理開始点(xs, ys,
zs ) 、レイの進行方向に対して最大の増加率を有する
軸(z）、前記軸の増加率に対する残りの軸の増加率(dx/
dz,dy/dz）が含まれる。
【００３４】図８に示されたレイRbは図７に示されたレ
イRbのようにボリュームのｙ平面を交差する。このよう
な場合、RSG50 は二つのセグメント値を発生する。一つ
は図７でサブボリューム値v1,v3,va,vb により発生され
たレイプレーン内の補間された値を用い、もう一つはv
3,v1'vb,vc により発生された値を用いる。RSG50 内で
行われるすべての演算はRPP30 により発生された傾斜ベ
クトル及びサブボリュームサンプリング値を用いた線形
補間である。従って、RSG50 は外部インタフェースロジ
ックを除いたRPP30 の構造と同一な形態の構造を有す
る。このように発生されたデータはFIFO60を通してRSC7
0 に入力される。
イRbのようにボリュームのｙ平面を交差する。このよう
な場合、RSG50 は二つのセグメント値を発生する。一つ
は図７でサブボリューム値v1,v3,va,vb により発生され
たレイプレーン内の補間された値を用い、もう一つはv
3,v1'vb,vc により発生された値を用いる。RSG50 内で
行われるすべての演算はRPP30 により発生された傾斜ベ
クトル及びサブボリュームサンプリング値を用いた線形
補間である。従って、RSG50 は外部インタフェースロジ
ックを除いたRPP30 の構造と同一な形態の構造を有す
る。このように発生されたデータはFIFO60を通してRSC7
0 に入力される。
【００３５】RSC70 はレイセグメントの両端のデータ、
即ち双一次の線形補間された傾斜ベクトル及びサンプリ
ング値を再び線形補間して、サンプリングされる位置の
傾斜ベクトル及びサンプリング値を求める様になる。RC
80はFIFO60から計算かつ出力される一つのレイ上のすべ
てのサンプリングポイントの傾斜ベクトル及び補間され
たサンプリング値を用いてシェーディング動作を行い、
その結果は式(2) に応じて合成される。
即ち双一次の線形補間された傾斜ベクトル及びサンプリ
ング値を再び線形補間して、サンプリングされる位置の
傾斜ベクトル及びサンプリング値を求める様になる。RC
80はFIFO60から計算かつ出力される一つのレイ上のすべ
てのサンプリングポイントの傾斜ベクトル及び補間され
たサンプリング値を用いてシェーディング動作を行い、
その結果は式(2) に応じて合成される。
【００３６】レイ上でサンプリングされたサンプリング
値と傾斜ベクトルの大きさはLUT90のカラー及び不透明
度を読み取るに用いられる。このようにLUT 90から入力
されたカラーは図１０に示されたRC80内のポンシェーデ
ィングロジック(Phong shading logic) ユニットに伝達
されてシェーディング処理に用いられる。レイ上の一つ
のサンプリングポイントに対するシェーディング処理の
結果は前記ポインタにおける不透明度値と共に合成ロジ
ックユニットに伝達されて合成の処理に用いられる。
値と傾斜ベクトルの大きさはLUT90のカラー及び不透明
度を読み取るに用いられる。このようにLUT 90から入力
されたカラーは図１０に示されたRC80内のポンシェーデ
ィングロジック(Phong shading logic) ユニットに伝達
されてシェーディング処理に用いられる。レイ上の一つ
のサンプリングポイントに対するシェーディング処理の
結果は前記ポインタにおける不透明度値と共に合成ロジ
ックユニットに伝達されて合成の処理に用いられる。
【００３７】LUT90 はボリュームのサブボリューム値に
対するカラー及び不透明度を格納しており、レンダリン
グフレーム単位で前記値を変更することができる。ボリ
ュームの分類のための不透明度セットアップは式(3) に
応じて計算かつ格納される。
対するカラー及び不透明度を格納しており、レンダリン
グフレーム単位で前記値を変更することができる。ボリ
ュームの分類のための不透明度セットアップは式(3) に
応じて計算かつ格納される。
【００３８】
【数１】
【００３９】ここで、G(i)はレイ上のサンプリングポイ
ントにおける傾斜ベクトルであり、D(i)はサンプリング
ポイントにおけるサンプリング値であり、
ントにおける傾斜ベクトルであり、D(i)はサンプリング
ポイントにおけるサンプリング値であり、
【００４０】
【外１】
【００４１】s はDsのサブボリューム値に設定された不
透明度の境界値であり、
透明度の境界値であり、
【００４２】
【外２】
【００４３】は De のサブボリューム値に設定された不
透明度の境界値である。レイキャスティングによるボリ
ュームレンダリング専用システムを具現する時、一番大
きい問題は膨大なボリュームメモリからデータを読み取
る際に発生するメモリアクセスの隘路現象とボリューム
を再構成する際に行われる多量の演算量による演算処理
の隘路現象である。
透明度の境界値である。レイキャスティングによるボリ
ュームレンダリング専用システムを具現する時、一番大
きい問題は膨大なボリュームメモリからデータを読み取
る際に発生するメモリアクセスの隘路現象とボリューム
を再構成する際に行われる多量の演算量による演算処理
の隘路現象である。
【００４４】本発明のシステムと異なる点は、ボリュー
ム分割による客体単位並列処理とパイプライン構造であ
る。即ち、並列処理方法による処理単位別のボリューム
メモリの分散はメモリアクセスの隘路現象を最小化し、
パイプライン方法にて算術演算の負荷を全ボリュームレ
ンダリングシステムにかけて分散させる。特に、パイプ
ライン構造による算術演算の分散は高速のシステムを具
現する際に必要な注文型の集積回路の制作を容易にす
る。かつ、ボリューム分割による並列処理方法は処理単
位間の伝達を切って処理部の添加に応じる拡張性を保障
する。
ム分割による客体単位並列処理とパイプライン構造であ
る。即ち、並列処理方法による処理単位別のボリューム
メモリの分散はメモリアクセスの隘路現象を最小化し、
パイプライン方法にて算術演算の負荷を全ボリュームレ
ンダリングシステムにかけて分散させる。特に、パイプ
ライン構造による算術演算の分散は高速のシステムを具
現する際に必要な注文型の集積回路の制作を容易にす
る。かつ、ボリューム分割による並列処理方法は処理単
位間の伝達を切って処理部の添加に応じる拡張性を保障
する。
【００４５】512 ×512 ×512 のボリュームデータセッ
トを50Mhz で駆動される八つのサブボリューム処理部に
て分割して処理する場合、１秒当たり３フレームをレン
ダリング処理することができる。
トを50Mhz で駆動される八つのサブボリューム処理部に
て分割して処理する場合、１秒当たり３フレームをレン
ダリング処理することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上、本発明によるボリュームデータセ
ットのレンダリング装置は、分割されたボリュームデー
タセットをそれぞれ処理する複数のサブボリューム処理
部を具備し、これらをパイプライン構造により動作させ
て、メモリアクセスの隘路現象を低減させる。
ットのレンダリング装置は、分割されたボリュームデー
タセットをそれぞれ処理する複数のサブボリューム処理
部を具備し、これらをパイプライン構造により動作させ
て、メモリアクセスの隘路現象を低減させる。
【００４７】本発明によるボリュームデータセットのレ
ンダリング方法はボリュームの再構成に必要な３段階の
補間処理を段階別に行う方法を供することにより演算処
理の隘路現象を低減させることができる。
ンダリング方法はボリュームの再構成に必要な３段階の
補間処理を段階別に行う方法を供することにより演算処
理の隘路現象を低減させることができる。
【図１】本発明によるボリュームレンダリング装置の望
ましい実施例を示すブロック図である。
ましい実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明のボリュームレンダリング装置において
ボリュームデータと分割されたボリュームデータとの関
係を示している。
ボリュームデータと分割されたボリュームデータとの関
係を示している。
【図３】従来のボリュームレンダリング方法を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１に示されたSGM の集合により構成されたボ
リュームデータバンクのメモリ割当てを示す図である。
リュームデータバンクのメモリ割当てを示す図である。
【図５】図１に示されたSVM にボリュームデータを格納
する手順を示す図である。
する手順を示す図である。
【図６】スクリーン上のスキャンラインにより形成され
たレイプレーンとボリュームデータセットとの関係を示
す図である。
たレイプレーンとボリュームデータセットとの関係を示
す図である。
【図７】レイプレーンの傾斜度に応じるセルの交差状態
を示す図である。
を示す図である。
【図８】レイプレーン上のレイセグメントを示す図であ
る。
る。
【図９】図１に示されたRPP の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１０】図１に示されたRCの詳細な構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１０ ＶＳＭ ２０ ＳＶＭ ３０ ＲＰＰ ４０ ＲＰＭ ５０ ＲＳＧ ６０ ＦＩＦＯ ７０ ＲＳＣ ８０ ＲＣ ９０ ＬＵＴ １００，２００，８００ サブボリューム処理部 ９００ 合成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−335278（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−363775（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36486（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−138078（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−108840（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−251551（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−134447（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−73557（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−342095（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−254057（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−50537（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 15/00 - 15/70 G06T 1/00 - 1/20 G06T 1/60 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 ホストシステムから供される分割された
複数のサブボリュームデータを並列及びパイプラインシ
ーケンスによりレンダリング処理するボリュームレンダ
リング装置において、 ホストシステムからダウンロードされたそれぞれのサブ
ボリュームデータを処理する複数のサブボリューム処理
部と、 前記サブボリューム処理部で処理された結果を合成して
出力する合成部とを含み、 前記各サブボリューム処理部は視覚情報処理及びホスト
システムとのインタフェースを行う視覚システム管理部
と、 ホストシステムからダウンロードされたサブボリューム
データを格納するためのサブボリュームメモリと、 前記サブボリュームメモリに格納されたサブボリューム
データからレイプレーンを抽出するレイプレーン処理器
と、 前記レイプレーン処理器により生成されたレイプレーン
データを格納するレイプレーンメモリと、 前記レイプレーンメモリに格納されたレイプレーンデー
タから前記プレーン上に存在するすべてのレイと所定の
間隔を有するx,y,z 軸との交差により発生するセグメン
トデータを計算するレイセグメント発生器と、 前記レイセグメント発生器により発生されたレイセグメ
ントデータを先入先出するバッファーと、 前記バッファーを通してレイセグメントデータを供さ
れ、前記レイセグメント内の決まったサンプリングポイ
ントのサンプリング値及び傾斜度を補間にて求めるレイ
セグメント構成部と、 前記レイセグメント構成部の結果値を用いてシェーディ
ング処理及び合成処理を行うレイ合成器と、 前記レイ合成器におけるシェーディング及び合成処理の
遂行時に要されるカラー及び不透明度を格納するルック
アップテーブルとを含むことを特徴とするボリュームレ
ンダリング装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のボリュームレンダリング
装置でトリリニア補間処理を行う方法であって、 スクリーン上のスキャンラインにより形成されたプレー
ンと分割された複数のサブボリュームとが交差するサン
プリング点を求め、前記サンプリング点において隣接す
る二つのサブボリュームデータを用いる線形補間により
サンプリング値を求める第１補間段階と、 前記第１補間段階の結果として生ずるサンプリング値に
対して前記プレーン上に存在する各ビューレイパラメー
ターを参照し、レイと交差する軸上の隣接した二つの点
を用いて線形補間を行い、各レイを両終端が元のサブボ
リュームデータから双一次線形補間された値を持つ複数
のレイセグメントに分割する第２補間段階と、 レイサンプリング情報を参照し前記第２補間段階の結果
として生ずるレイセグメントの間の一つの点を線形補間
により算出する第３補間段階とを含むことを特徴とする
トリリニア補間方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR12939/1996 | 1996-04-25 | ||
| KR1019960012939A KR100261077B1 (ko) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 볼륨 렌더링 장치 및 이에 적합한 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1069547A JPH1069547A (ja) | 1998-03-10 |
| JP2926637B2 true JP2926637B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=19456725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9097480A Expired - Fee Related JP2926637B2 (ja) | 1996-04-25 | 1997-04-15 | ボリュームレンダリング装置及びこれに好適な方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926637B2 (ja) |
| KR (1) | KR100261077B1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3763136B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2006-04-05 | ソニー株式会社 | 描画方法および描画装置 |
| JP2001022950A (ja) * | 1999-05-20 | 2001-01-26 | Mitsubishi Electric Inf Technol Center America Inc | ボリュームレンダリンググラフィックボード |
| JP2001109904A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-04-20 | Mitsubishi Electric Inf Technol Center America Inc | 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 |
| US20020190984A1 (en) * | 1999-10-01 | 2002-12-19 | Larry D. Seiler | Voxel and sample pruning in a parallel pipelined volume rendering system |
| KR100392516B1 (ko) * | 2001-01-02 | 2003-07-22 | 주식회사 인피니트테크놀로지 | 보간되지 않은 볼륨 데이터의 실시간 렌더링 방법 |
| KR100490885B1 (ko) * | 2002-04-17 | 2005-05-19 | 중앙대학교 산학협력단 | 직각 교차 실린더를 이용한 영상기반 렌더링 방법 |
| US7385607B2 (en) | 2004-04-12 | 2008-06-10 | Nvidia Corporation | Scalable shader architecture |
| KR101228109B1 (ko) | 2006-07-24 | 2013-01-31 | 삼성전자주식회사 | 움직임 예측장치 및 방법과 이를 채용하는 영상 부호화장치및 방법 |
| US20080232694A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-25 | Peter Sulatycke | Fast imaging data classification method and apparatus |
| KR101334188B1 (ko) * | 2011-11-25 | 2013-11-28 | 삼성전자주식회사 | 볼륨 데이터의 렌더링 장치 및 방법 |
-
1996
- 1996-04-25 KR KR1019960012939A patent/KR100261077B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9097480A patent/JP2926637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970071296A (ko) | 1997-11-07 |
| JPH1069547A (ja) | 1998-03-10 |
| KR100261077B1 (ko) | 2000-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Deering et al. | The triangle processor and normal vector shader: a VLSI system for high performance graphics | |
| US5898437A (en) | Method for fast rendering of three-dimensional objects by generating lists of like-facing coherent primitives | |
| Sproull et al. | A clipping divider | |
| Kaufman et al. | Memory and processing architecture for 3D voxel-based imagery | |
| Sigg et al. | Signed distance transform using graphics hardware | |
| US8188996B2 (en) | Shallow bounding volume hierarchies for accelerated ray tracing | |
| US5946000A (en) | Memory construct using a LIFO stack and a FIFO queue | |
| US6664961B2 (en) | Resample and composite engine for real-time volume rendering | |
| EP0747861B1 (en) | Computer graphics system having high performance primitive clipping preprocessing | |
| US5963210A (en) | Graphics processor, system and method for generating screen pixels in raster order utilizing a single interpolator | |
| US5317682A (en) | Parametric curve evaluation method and apparatus for a computer graphics display system | |
| US20030052878A1 (en) | Hierarchical image-based representation of still and animated three-dimensional object, method and apparatus for using this representation for the object rendering | |
| US7173622B1 (en) | Apparatus and method for generating 3D images | |
| US20020000996A1 (en) | Method for progressively constructing morphs | |
| JP2926637B2 (ja) | ボリュームレンダリング装置及びこれに好適な方法 | |
| JPH09120465A (ja) | ３ｄ映像を効率よくレンダリングする方法および装置 | |
| Whitted et al. | A software testbed for the development of 3D raster graphics systems | |
| US7546425B2 (en) | Data processor with a built-in memory | |
| US5883629A (en) | Recursive and anisotropic method and article of manufacture for generating a balanced computer representation of an object | |
| WO2000042571A1 (en) | Method and apparatus for stretch blitting using a 3d pipeline | |
| Weiler et al. | Hardware-software-balanced resampling for the interactive visualization of unstructured grids | |
| Liao et al. | Fast volumetric CSG modeling using standard graphics system | |
| Schneider | A processor for an object‐oriented rendering system | |
| US6563507B1 (en) | Storage circuit control device and graphic computation device | |
| US6476818B1 (en) | Storage circuit control device and graphic computation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |