JPH11508386A

JPH11508386A - 平行法及び遠近法によりボリュームを実時間で視覚化する装置及び方法

Info

Publication number: JPH11508386A
Application number: JP10525927A
Authority: JP
Inventors: アリーイーカウフマン; イングマービッター
Original assignee: ザリサーチファウンデーションオブステイトユニヴァーシティオブニューヨーク
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1999-07-21
Also published as: CA2285966A1; AU732652B2; AU7113998A; WO1998047105A1; EP0992023A4; EP0992023A1

Abstract

(57)【要約】ボリュームを平行法及び遠近法により実時間で視覚化する装置及び方法。本方法は線スライス掃引を使用し、目視及び処理パラメタを選択するステップ、合成バッファを初期化するステップ、ボクセル値を三次元メモリバッファからサンプル点の現スライス上にサンプリングするステップ、現スライスと合成バッファに関連付けられた隣接スライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメントに沿ってサンプル点値と合成バッファの画素とを組合わせるステップ、最後の処理スライスに到達するまで、最初の処理スライスに平行なその後のサンプル点のスライスを引き続き掃引することによってサンプリング及び組合わせステップを繰り返すステップを含む。その後の各スライスは、順番に現スライスになる。本装置は、三次元バッファ、画素バス、複数の描像パイプライン、及び制御ユニットを含む。複数の各描像パイプラインは、第１のスライスユニット、合成ユニット、二次元スライス合成バッファ、及び第１の（好ましくは、二重線形）補間ユニットを含む。サンプル点値は、合成ユニットにおいて、スライスユニット内に含まれる現スライスと二次元スライス合成バッファ内に含まれるスライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメントに沿う合成バッファの画素と組合わされる。本発明の装置及び方法においてはグラディエントがボクセル位置において計算されて正確さを改善し、従来の方法及び装置よりも少ないオーバヘッドでよりコンパクトに実現を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】平行法及び遠近法によりボリュームを実時間で視覚化する装置及び方法政府権利のステートメント本発明は、National Science Foundation との契約 MIP-9527694の下に合衆国政府に支援されてなされたものである。政府は、本発明に若干の権利を有している。発明の背景本発明は、三次元（３Ｄ）グラフィックス及びボリュームの描像に関し、より詳しくは高解像力ボリューム画像を実時間で平行法及び遠近法で投影する装置及び方法に関する。描像は、複雑な情報を、その情報の完全性及び精度を維持しながら、人が理解できるように修正可能なフォーマットに変換するプロセスである。三次元現象に関連する情報からなるボリュームのデータは、改良された描像技術により得ることができる複雑な情報の種の１つである。ある視点から、あるボリュームのどの部分を表示させるかを決定するためにそのボリュームのデータを解析するプロセスを、一般にボリュームの視覚化と呼ぶ。従来のボリュームを視覚化する方法は、ある物体を正確に表現するために、データ点を順次に走査するように動作していた。物体を実時間でモデル化する必要性、及びコンピュータグラフィックシステムを使用してそのようにすることの利点は明白である。ボリュームを視覚化する専用コンピュータアーキテクチャ及び方法は公知である。図１に、ボリュームを視覚化するシステム１を示す。ボリューム視覚化システム１は、どの正射方向においてもボクセル（voxel）のビームの無競合アクセスを可能ならしめるスキュードメモリ構成を有する立体（キュービック）フレームバッファ２と、二次元（２Ｄ）スキュードバッファ４と、線（ray）投影樹木６と、２つのコンベヤ８、１０とを含んでいる。コンベヤは、一般にバレルシフタと呼ばれている。第１のコンベヤ８は立体フレームバッファと二次元スキュードバッファとの間に結合され、一方第２のコンベヤ１０は二次元スキュードバッファと線投影樹木との間に結合されている。このボリューム視覚化システムは、Ｏ（ｎ² log ｎ）時間で平行投影することができる（但しｎは立体フレームバッファの１つの軸の測度）。立体フレームバッファ２と、２Ｄスキュートバッファの動作及び相互関係を図２に示す。従来のボリューム視覚化システム１は、投影面（図示してない）内の画素から発する目視線（viewing ray）１２を、選択された目視方向に沿って立体フレームバッファ２を通して投射するように作動する。目視線は、立体フレームバッファ内に格納されている複数のボクセル１４（投影線面（ＰＲＰ）１６を限定する）にアクセスする。ＰＲＰを限定しているボクセルは、直交ビーム１８によって同時に検索され、コンベヤ８へ供給される。コンベヤ８は、直交ビームのボクセルを２Ｄに切取ってＰＲＰを限定する。この２Ｄ切取りによって、２Ｄスキュードバッファの２Ｄ軸に平行な方向に沿う離散した各目視線の全てのボクセルが整列し、スキューした目視線が発生する。目視線が２Ｄスキュードバッファ内に整列されると、線投影樹木６がスキューした目視線を検索し、処理できるようになる。線投影樹木６がスキューした目視線を検索する前に、アクセスされたスキューした目視線がコンベヤ１０に供給される。コンベヤ１０は、線投影樹木６の入力モジュールの物理的逐次順序と、各目視線のボクセルの逐次順序とを突き合わせるために、デスキュー動作を遂行する。詳しく述べれば、各投影線内の第１のボクセルが線投影樹木の対応する第１の入力位置に現れるように各目視線が移動させられる。次いで、各目視線のボクセルは線投影樹木によって並列に処理され、その投影線に関連する画素値が生成される。上述したボリューム視覚化システムは多くの欠点及び欠陥を有している。第１に、システムの動作速度がシステムアーキテクチャ（このシステムアーキテクチャはＯ（ｎ² log ｎ）時間で平行及び正射投影の何れかを行う）によって制限されることである。第２に、各投影線を特定の向きで線投影樹木へ供給する必要があることである。このため二次元スキュードバッファと線投影樹木との間にコンベヤが必要になり、そのためにシステムに要求される総合ハードウェアと、ボリューム視覚化のために必要な時間とが付加されることになる。第３に、従来のシステムは、連続投影線に沿う実際の値の代わりに、離散した投影線に沿う点に最も近い不透明の離散したボクセルを使用するために離散した投影線の表面近似のみを発生する。そのため物体の表現がやゝ不正確になる。第４に、コンベヤは遠近法投影（データのファンニング及びデファンニング）、及び四次元（４Ｄ）データの実時間視覚化に要求される手法で、容易にデータをシフトさせることはできない。従って、本発明の目的は、従来のボリューム視覚化システムよりも高速で動作する方法及び装置を提供することである。従来のボリューム視覚化システムよりも効率的な方法及び装置を提供することも本発明の目的である。本発明の別の目的は、従来のボリューム視覚化システムよりも良好な解像力及び物体の正確な表現を生成する方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は、遠近投影及び四次元（４Ｄ）データの実時間視覚化を容易に支援することができる方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、投影当たり１回だけ立体フレームバッファからボクセルデータへアクセスする方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、公知のボリューム視覚化システムに固有の欠陥を解消する方法及び装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、データセットの全てのボクセルが描像に貢献するようになっている遠近投影方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、正確さを改善し、よりコンパクトに実現できるようにするために、ボクセル位置においてグラディエントを計算する装置及び方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、従来の装置及び方法よりも制御オーバヘッドが少ないボリューム視覚化装置及び方法を提供することである。当分野に精通していれば、本明細書から他の及びさらなる目的は明白になるであろう。従って、本発明は本明細書から実現されるこれらの全ての目的を含むことを意図している。発明の概要三次元ボリューム投影画像を生成するための本発明による線スライス掃引方法（ray-slice-sweeping method）における第１のステップは、目視及び処理パラメタを選択し、それによって画像を生成する視点と、ある位置及び少なくとも１つのボクセル値を有する離散したボクセルを格納する三次元バッファの少なくとも１つの基底面とを限定することからなる。この基底面は、投影の目的のために使用される。視点及び処理パラメタは、三次元バッファの最初と最後の処理スライスをも限定する。本方法は付加的に、各々がそれに関連付けられた少なくとも色、透明度、及び位置を有する複数の画素を有する合成バッファを初期化するステップと、ボクセル値を三次元バッファから最初の処理スライスに平行なサンプル点の現スライス上へサンプリングしてサンプル点値を発生させるステップと、サンプル点値と合成バッファの画素とを組合わせるステップとを含む。現スライスは、サンプリングステップの最初の実行中の最初の処理スライスである。組合わせステップにおける組合わせは、現スライスと合成バッファに関連付けられた隣接スライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメント（interslice r ay segments）に沿って発生する。サンプリング及び組合わせステップは、最後の処理スライスに到達するまで、最初の処理スライスに平行なその後のサンプル点のスライスを順次に掃引することによって繰り返される。その後のスライスが順次に現スライスになる。第１の好ましい方法では、サンプリングステップは、格子点と一致するサンプル点を用いて、ボクセル値を三次元バッファからサンプル点の現スライスの格子点上へ直接サンプリングすることを含む。組合わせステップは、視点からサンプル点の現スライスの格子点を通して複数のサイト（sight）線を投射するサブステップを含む。スライス間線セグメントは、サイト線に沿って現スライスのサンプル点から、サイト線が複数の交点において交わる合成バッファに関連付けられた隣接スライスまで伸びる。更に、サンプリング及び組合わせステップが繰り返され、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線が再投射される。第１の好ましい方法の付加的なステップは、交点に隣接する合成バッファの画素の間に０次、１次、２次、３次、及びより高次の補間の１つ、またはそれらの適応組合わせを遂行し、補間済みの画素値と現スライスのサンプル点との組合わせを得ることを含む。本発明の第２の好ましい方法では、組合わせステップは、複数のサイト線を、視点から合成バッファに関連付けられた隣接スライス内の位置（合成バッファ内の画素の格子点位置に対応する）を通して投射するサブステップを含む。サイト線は、現スライスと複数の交点において交わる。更にサンプリングステップは、三次元バッファから複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値の間に０次、１次、２次、３次、及びより高次の補間またはそれらの適応組合わせを遂行することによって、ボクセル値を複数の交点上へサンプリングすることを含む。最後に、サンプリング及び組合わせが繰り返され、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線が再投射される。本発明による第３の方法では、サンプリングステップは、格子点と一致するサンプル点を用いて、ボクセル値を三次元バッファからサンプル点の現スライスの格子点上へ直接サンプリングすることを含む。組合わせステップの最初の実行は複数のサイト線を、視点からサンプル点の現スライスの格子点を通して投射するサブステップを含み、スライス間線セグメントは現スライスのサンプル点からサイト線と合成バッファとの交点まで伸びる。本方法は、更に、交点に隣接する合成バッファの画素の間に０次、１次、２次、３次、及びより高次の補間の１つ、またはそれらの適応組合わせを遂行し、補間済みの画素値と現スライスのサンプル点との組合わせを得ることを含む。補間及び組合わせステップの結果は、累積されたオフセットと共に、サイト線と合成バッファとの交点に最も近い合成バッファ内の画素の格子点位置内に格納される。更に、スライス間線セグメントの併合及び分割の一方が遂行される。併合は補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされると遂行され、一方分割はスライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると遂行される。この好ましい方法の付加的なステップは、併合または分割が遂行される場合を除いて組合わせステップの最初の実行で形成されたサイト線を順次掃引の間維持し、併合が遂行される場合には、視点から同一格子点位置の近傍（neighborhood）の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成し、分割が遂行される場合には、視点から現スライス内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成し、そして累積されたオフセットが所定値を超えると補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置に格納することを含む。後者の場合、格納は新たに累積されたオフセットの値と共に行われる。第３の好ましい方法の特に好ましい形状では、三次元バッファを、ゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割する付加的なステップを含む。併合及び分割はこれらのゾーンに制限され、ゾーン境界を横切って発生することはない。ゾーン及びゾーン境界は、最も好ましくは、視点から、基底面に関連付けられた画素の境界を通って三次元バッファ内へ伸びる一般化された三次元ピラミッドを形成することによって画像の鋭さと正確さを強化するために選択される。本発明による第４の好ましい方法では、組合わせステップの最初の実行は、複数のサイト線を、視点から合成バッファに関連付けられた隣接スライス内の位置を通して投射するサブステップを含む。これらの位置は合成バッファ内の画素の格子点に対応し、サイト線は現スライスと複数の交点において交わる。スライス間線セグメントは、合成バッファ内の画素の格子点位置から、交点まで伸びる。更にサンプリングステップは、３Ｄバッファから複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値の間に０次、１次、２次、３次、及びより高次の補間の１つ、またはそれらの適応組合わせを遂行することによって、ボクセル値を複数の交点上へサンプリングすることを含む。付加的なステップは、補間及び組合わせの結果を、累積されたオフセットと共に合成バッファ内の画素の格子点位置内に格納し、スライス間線セグメントの併合及び分割の一方を遂行し、併合及び分割の一方が遂行される場合を除いて、組合わせステップの最初の実行において形成されたサイト線を維持することを含む。併合は、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされると遂行される。この場合、２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントが併合される。分割は、隣接スライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると、少なくとも１つのスライス間線セグメントについて遂行される。第４の好ましい方法は、併合が遂行される場合には、視点から同一の格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成するステップと、分割が遂行される場合には、視点から合成バッファ内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成するステップと、累積されたオフセットが所定値を超えると補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置の１つに格納するステップとを含む。格納は、新たに累積されたオフセットの値と共に行われる。第４の好ましい方法の特に好ましい形状では、本方法は、三次元バッファを、ゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割することを含む。併合及び分割は、個々のゾーン及びそのゾーンの何れかの側の隣接ゾーンに制限され、所与のゾーンについて言えば、その所与のゾーンの各側の１つより多くのゾーン境界を横切って発生することはない。ゾーン及びゾーン境界は、画像の鋭さ及び正確さを強化するように、及びエイリアシングを減少させるように選択される。これらは、好ましくは、視点から基底面に関連付けられた画素の境界を通して三次元バッファ内へ伸びる一般化された三次元ピラミッドを形成することによって決定される。本発明による線スライス掃引を介して、平行法及び遠近法により実時間で視覚化する装置は、三次元バッファ、画素バス、複数の描像パイプライン、及び制御ユニットを含む。本装置は視点を限定する目視及び処理パラメタに応答し、また本装置は視点からの三次元ボリューム投影画像を生成する。画像は複数の画素を有している。三次元バッファは複数の離散したボクセルを格納し、各ボクセルは位置と、それに関連付けられた少なくとも１つのボクセル値を有している。三次元バッファは複数のメモリユニットを含み、目視及び処理パラメタは、三次元バッファの少なくとも１つの基底面、及び三次元バッファの最初と最後の処理スライスを限定する。画素バスは、グローバルな横の連絡を行う。制御ユニットは、先ず最初の処理スライスを現スライスとして指定し、最後の処理スライスに到達するまで三次元バッファのその後のスライスを現スライスとして掃引を制御する。複数の各描像パイプラインは、複数のメモリユニットの対応する１つと、画素バスとに縦に結合され、また各描像パイプラインは、多くともその２つの最も近い近傍との横の連絡を行う。各描像パイプライン自体は、少なくとも第１のスライスユニットと、合成ユニットと、二次元スライス合成バッファと、第１の二重線形補間ユニットとを備えている。スライスユニットは、複数のメモリユニットの対応する１つに結合されている入力と、出力とを有し、第１の処理スライスに平行なサンプル点の現スライスを含んでいる。スライスユニットは、ボクセル値を三次元バッファからサンプル点上に受け、サンプル点値を発生する。合成ユニットは、スライスユニットの出力に結合されている入力と、画素バスに結合されている出力とを有している。二次元スライス合成バッファは複数の画素を有し、各画素は少なくともそれに関連付けられた色、透明度、及び位置を有している。合成バッファは、合成ユニットの出力に結合されている入力と、合成ユニットの入力に結合されている出力を有している。第１の二重線形補間ユニットは、合成バッファの出力、または複数のメモリユニットの対応する１つの何れかに結合される入力を有している。二重線形補間ユニットは出力も有している。二重線形補間ユニットの出力は、二重線形補間ユニットの入力が合成バッファの出力に結合される場合には、合成ユニットの入力に結合される。二重線形補間ユニットの出力は、二重線形補間ユニットの入力が複数のメモリユニットの対応する１つに結合される場合には、スライスユニットの入力に結合される。サンプル点値は、合成ユニットにおいて合成バッファの画素と組合わされる。この組合わせは、スライスユニット内の現スライスと、二次元スライス合成バッファ内に含まれているスライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメントに沿って発生する。本発明による装置の第１の好ましい形状では、スライスユニットは、格子点と一致するサンプル点を用いて、ボクセル値を、三次元バッファからサンプル点の現スライスの格子点上に直接受ける。スライス間線セグメントは、複数のサイト投射に沿って、視点からサンプル点の現スライスの格子点を通って伸びる。スライス間線セグメントは、スライスユニット内の現スライスのサンプル点から、二次元スライス合成バッファ内に含まれているスライスまで伸び、二次元スライス合成バッファ内に含まれているスライスと複数の交点において交わる。二重線形補間ユニットは、合成バッファの出力に結合されている入力と、合成ユニットの入力に結合されている出力とを有している。二重線形補間ユニットは、交点に隣接する二次元スライス合成バッファの画素に関連付けられた信号を受け、合成ユニット内の現スライスのサンプル点と組合わせるための補間された画素値を発生する。制御ユニットは、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線を再投射する。本発明による装置の第２の好ましい形状においては、第１の二重線形補間ユニットは、三次元バッファに結合されている入力と、スライスユニットの入力に結合されている出力とを有している。スライス間線セグメントは、視点から複数のサイト線投射に沿って、二次元スライス合成バッファ内に含まれているスライス内の位置を通って伸びる。これらの位置は、合成バッファ内の画素の格子点位置に対応し、サイト線は現スライスと複数の交点において交わる。第１の二重線形補間ユニットは、複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値を受け、ボクセル値の間を補間して複数の交点に関連付けられた補間済みのボクセル値を発生する。制御ユニットは、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線を再投射する。本発明による装置の第３の好ましい形状においては、スライスユニットは、格子点に一致するサンプル点を用いて、ボクセル値を、三次元バッファからサンプル点の現スライスの格子点上に直接受ける。スライス間線セグメントは、視点から複数のサイト投射に沿い、サンプル点の現スライスの格子点を通って伸びる。スライス間線セグメントは、スライスユニット内の現スライスのサンプル点から二次元スライス合成バッファ内に含まれているスライスまで伸びる。スライス間線セグメントは、二次元スライス合成バッファ内に含まれているスライスと複数の交点において交わる。第１の二重線形補間ユニットは、合成バッファの出力に結合されている入力と、合成ユニットの入力に結合されている出力とを有している。二重線形補間ユニットは、交点に隣接する二次元スライス合成バッファの画素に関連付けられた信号を受け、合成ユニット内の現スライスのサンプル点と組合わせるための補間された画素値を発生する。補間済みの画素値及び現スライスのサンプル点の組合わせの結果は、累積されたオフセットと共に、サイト線と合成バッファとの交点に最も近い合成バッファ内の画素の格子点位置内に格納される。制御ユニットはスライス間線セグメントの併合及び分割の一方を可能にする。２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの併合は、補間及び同一格子点位置における組合わせの２つまたはそれ以上の結果を格納する試みがなされた時に遂行される。少なくとも１つのスライス間線セグメントの分割は、隣接するスライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると遂行される。制御ユニットは、併合または分割が遂行される場合を除いて、その後のスライスの順次掃引の間サイト線を維持する。制御ユニットは、併合が遂行される場合には、視点から同一格子点位置の近傍の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成する。制御ユニットは、分割が遂行される場合には、視点から現スライス内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成する。制御ユニットは、累積されたオフセットが所定値を超えると、補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置の１つに格納する。この場合、格納は新たに累積されたオフセット値と共に行われる。第３の好ましい装置の特に好ましい形状では、制御ユニットは、三次元バッファを、ゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割する。併合及び分割はゾーンに制限され、ゾーン境界を横切って発生することはない。ゾーン、及びゾーン境界は画像の鋭さ及び正確さを強化するように選択される。本発明による装置の第４の好ましい形状においては、第１の二重線形補間ユニットは、三次元バッファに結合されている入力と、スライスユニットの入力に結合されている出力とを有している。スライス間線セグメントは、複数のサイト線投射に沿って、視点から二次元スライス合成バッファ内に含まれるスライス内の位置を通って伸びる。これらの位置は、合成バッファ内の画素の格子点位置に対応する。サイト線は、現スライスと複数の交点において交わる。第１の二重線形補間ユニットは、複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられた信号を受け、合成バッファ内の画素と組合わせるための補間されたボクセル値を発生する。組合わせの結果は、累積されたオフセットと共に、合成バッファ内の画素の格子点位置に格納される。制御ユニットはスライス間線セグメントの併合及び分割の一方を可能にする。２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの併合は、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされた時に遂行される。少なくとも１つのスライス間線セグメントの分割は、隣接するスライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると遂行される。制御ユニットは、併合または分割が遂行される時を除いて、サイト線をその後のスライスの順次掃引の間維持する。制御ユニットはまた、併合が遂行される場合には、視点から同一格子点位置の近傍の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成し、分割が遂行される場合には、視点から合成バッファ内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成する。また更に制御ユニットは、累積されたオフセットが所定値を超えると、補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置の１つに格納する。格納は、新たに累積されたオフセット値と共に行われる。第４の好ましい装置の特に好ましい形状では、制御ユニットは、三次元バッファを、ゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割する。併合及び分割は、個々のゾーン及びそのゾーンの各側の隣接ゾーンに制限され、所与のゾーンについて言えば、その所与のゾーンの各側の１つより多くのゾーン境界を横切って発生することはない。ゾーン及びゾーン境界は、画像の鋭さ及び正確さを強化するように、及びエイリアシングを減少させるように選択される。本発明の装置は、画素バスと三次元バッファとの間にグローバルフィードバック接続を使用することもできる。グローバルフィードバック接続は、画素バスから３Ｄバッファまでの、及びその後に複数の描像パイプライン内の何れかの中間段までのフィードバックを構成するグローバルループを形成する。グローバルフィードバックループは、本発明の装置の上述した実施例の何れかと共に使用することができる。本発明の装置及び方法は、性能、簡易さ、画像の質、拡張性、及びハードウェアの実現の容易さ、並びに低オーバヘッドについて、従来の３Ｄボクセルをベースとするグラフィックス方法及びアーキテクチャより優れており、どの任意方向からも実時間高解像力平行及び遠近ボリューム目視を発生する。本発明の実時間ボリューム視覚化のための装置及び方法の好ましい形状、並びに他の実施例、目的、特色及び長所は、添付図面に基づく以下の詳細な説明から明白になるであろう。図面の簡単な説明図１は、従来のボリューム視覚化システムのブロック線図である。図２は、従来のボリューム視覚化システムの立体フレームバッファ、目視線、直交ビーム、投影線面、及び二次元スキュードバッファの相互関係を示す図である。図３は、本発明による、ある物体の所望の目視方向からの３Ｄボリューム投影を発生する装置の機能的ブロック線図である。図４は、立体フレームバッファと二次元バッファとを結合する相互接続機構の機能的ブロック線図である。図５Ａは、本発明による 10 近傍グラディエント推定方法のグラフである。図５Ｂは、本発明による 26 近傍グラディエント推定方法のグラフである。図５Ｃは、本発明による 12 近傍グラディエント推定方法のグラフである。図５Ｄは、本発明による８近傍グラディエント推定方法のグラフである。図６は、本発明による投影機構の機能的ブロック線図である。図７Ａは、本発明により使用される第１の補間方法のグラフである。図７Ｂは、本発明により使用される第２の補間方法のグラフである。図８Ａは、平行投影のための補間方法の図である。図８Ｂは、遠近投影のための補間方法の図である。図８Ｃは、平行投影のための補間方法の図である。図８Ｄは、遠近投影のための補間方法の図である。図９は、本発明による変形補間方法の図である。図１０は、本発明の補間方法に使用される最大オフセット推定の図である。図１１は、視野が異なる場合の立体フレームバッファのサンプリングレートを示す図である。図１２は、本発明による、ある物体の所望の目視方向からの３Ｄボリューム投影を発生する装置の代替形状の機能的ブロック線図である。図１３は、立体フレームバッファの一部としてのボクセルビーム及びボクセルデータのスライスを示す機能図である。図１４は、本発明の方法の機能図である。図１５は、隣接するボクセルビーム及び投影線面のためのボクセルデータのスキューイング計画を示す機能図である。図１６は、本発明による、ある物体の３Ｄボリューム投影を発生する装置の機能的ブロック線図である。図１７は、本発明による前・後合成を用いる線スライス掃引方法を示す図である。図１８は、本発明による後・前合成を用いる線スライス掃引方法を示す図である。図１９は、本発明による前・後及び後・前合成技術を示す図である。図２０は、本発明の好ましい形状のアーキテクチャの概要図である。図２１は、本発明に使用される部分ビーム処理順序を示す図である。図２２は、本発明による装置の好ましい形状の個々の描像パイプラインを示す図である。図２３は、本発明に使用されるサイト線、及び異なる座標系を限定する図である。図２４は、本発明によるグラディエント推定に使用されるグラディエント成分及び６つの計算パラメタのスキューされていない空間関係を示す図である。図２５は、図２４に示すグラディエント計算パラメタのスキューされた位置を示す図である。図２６は、デスキューイング及び適切な時間ラインアップを含む本発明のグラディエントｙ成分の信号フローグラフである。図２７は、最も近い近傍接続だけを有する本発明のグラディエントｙ成分の信号フローグラフである。図２８は、対応する中心ボクセルのパイプライン内で結果が計算される本発明の形状におけるグラディエントｙ成分の信号フローグラフである。図２９は、スキューした空間内に本発明の２つの連続する完全ビームを示す図である。図３０は、時間内に本発明の２つの連続する完全ビームを示す図である。図３１は、本発明のグラディエントｙ成分の別の形状を、信号フローグラフの形状で示す図である。図３２は、全てのグラディエント成分の信号フローグラフを、ピンカウントを最小にする構成で示す図である。図３３は、全てのグラディエント成分の信号フローグラフを、内部バッファサイズを最小にする構成で示す図である。図３４は、合成バッファ及び二重線形補間を使用する本発明による合成方法を示す図である。図３５は、現ボクセル及び先行スライス内のボクセルのスキューされた相対位置を示す図である。図３６は、後・前合成のための二重線形補間におけるパイプライン段の機能を示す図である。図３７は、本発明による二重線形補間の信号フローグラフである。図３８は、本発明の線スライス掃引方法におけるボクセルエネルギ分布を、従来の線投射技術と比較して示す図である。図３９は、本発明におけるスライス順処理を示す図である。図４０は、スライス順線投射として知られる本発明による新しい型の線投射を示す図である。図４１は、本発明による遠近線併合の二次元例を示す図である。図４２は、本発明によるスライス順エネルギスプラッティング（splatting）方法における単位距離エネルギ分布を示す図である。図４３は、ボクセル要素の三次元ボリュームに適用される本発明の線スライス掃引方法を示す図である。図４４は、現スライスに対して補間が遂行されるようになっている本発明の形状を示す図である。図４５は、ボクセルボリュームが複数のゾーンに分割されるようになっている本発明の形状を示す図である。図４６は、本発明による装置の好ましい形状の詳細を示す図である。図４７は、合成バッファにおける補間と共に線分割を使用する本発明による方法を示す図である。図４８は、現スライスに対する補間と共に線分割を使用する本発明による方法を示す図である。好ましい実施例の詳細な説明本発明の方法及び装置は、データを処理し、高解像力ボクセルをベースとするデータセットの実時間視覚化を支援することができる。本方法及び装置は、以下に列挙する Arie Kaufman の米国特許及び特許出願に開示されているボクセルをベースとするシステムとして使用するように設計されたものである。 1991年８月６日付、米国特許第 5,038,302号“Method Of Converting Continu ous Three-Dimensional Voxel-Based Representations Within A Three-Dimensi onal Voxel-Based System” 1991年１月22日付、米国特許第 4,987,554号“Method Of Converting Geometr ical Representations Of Polygonal Objects Into Discrete Three-Dimensiona l Voxel-Based Representations Thereof Within A Three-Dimensional Voxel-B ased System” 1991年１月15日付、米国特許第 4,985,856号“Method And Apparatus For Sto ring，Accsessing，And Processing Voxel-Based Data” 1993年３月15日付、米国特許出願第 08/031,599 号（1989年５月４日付一連番号第 07/347,593 号の継続として出願、同時に上記 '593 号は取り下げ）“Meth od Of Converting Continuous Three-Dimensional Geometrical Representation s Of Quadratic Objects Into Discrete Three-Dimensional Voxel-Based Repre sentations Thereof Within A Three-Dimensional Voxel-Based System” 1992年３月31日付、米国特許第 5,101,475号“Method And Apparatus For Gen erating Arbitrary Projections Of Three-Dimensional Data” 1993年７月26日付、米国特許出願第 08/097,637 号“Method And Apparatus F or Real-Time Volume Rendering From An Arbitrary Viewing Direction” 1992年３月20日付、米国特許出願第 07/855,223 号“Method And Apparatus F or Generating Realistic Images Using A Discrete Representation” 図３を参照する。本発明の装置２０は、好ましくは６つの基本構成要素を含んでいる。これらは、ボクセルを格納することができる複数のメモリ記憶ユニットを有する立体フレームバッファ２２、３つの二次元（２Ｄ）バッファ２４、及び立体フレームバッファと各２Ｄバッファとを結合する相互接続機構２６を含む。立体フレームバッファは、ｎメモリモジュール（またはメモリスライス）に編成された三次元（３Ｄ）メモリであり、各メモリモジュールはｎ²メモリ記憶ユニットを有している（上記参照特許及び特許出願参照）。立体フレームバッファは独立デュアルアクセス及びアドレス指定ユニット（図示してない）をも含む。上記参照特許及び特許出願に開示されているように、３Ｄスキュードメモリ編成はどのビーム（即ち、立体フレームバッファの主軸に平行な線）に対しても無競合アクセスを可能にする。本装置は、補間機構２８、シェーディング機構３０、及び投影機構３２をも含む。立体フレームバッファ２２のアドレス指定ユニットは、ボクセルのビームに無競合でアクセスさせるように、立体フレームバッファの特定メモリ位置内にボクセルを写像する。詳述すれば、空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を有するボクセルは、ｋ＝（ｘ＋ｙ＋ｚ）mod ｎ但し、０≦ｋ，ｘ，ｙ，ｚ≦ｎ−１によってｋ番目のメモリモジュール上に写像される。ボクセルのビームは、２つの座標が常に一定であるようにアクセスされるから、第３の座標は、対応するビームからの１つのボクセルだけがメモリモジュールの何れか１つの中に存在することを保証する。本発明の各２Ｄバッファ２４は、２ｎ²−ｎメモリ記憶ユニットを有する２Ｄボクセル記憶装置である。立体フレームバッファ２２は、相互接続機構２６によって２Ｄバッファ２４に結合されている。相互接続機構（以下に「高速バス」という）は、立体フレームバッファから２Ｄバッファへのデータ（ボクセルのビーム）の広帯域幅転送を支援する相互接続ネットワークである。高速バスは、平行及び遠近の両投影を支援するために、ボクセルのビームを処理する。この処理には、ボクセルビームのスキューイング、デスキューイング、ファンニング、及びデファンニングが含まれる。好ましい実施例では、高速バスは、関連制御ユニットを有するマルチプレクサ及びトランシーバ、及び多重チャネルバスを使用して実時間でのボリューム視覚化に必要なデータ転送速度を達成している。ボリューム視覚化装置に使用されるボクセルは、データ収集装置２３（例えば、スキャナまたはＭ．Ｒ．Ｉ．装置）、または他の公知機構から供給することができる。図４に、ｎ＝512 である立体フレームバッファ２２、及び 32 バスチャネルを有する高速バスの好ましい形状の高速バス構造を示す。図示のように、立体フレームバッファの 512 のメモリモジュールは、各群内に 16 のメモリモジュールを有する 32 の群に分割される。その結果、メモリモジュール０〜１５は高速バスのチャネル０上のボクセル情報を転送し、メモリモジュール１６〜３１は高速バスのチャネル１上のボクセル情報を転送する、等々と続いて、メモリモジュール４９６〜５１１が高速バスのチャネル３１上のボクセル情報を転送することになる。上述したように、高速バスは複数のマルチプレクサ２５を含み、立体フレームバッファ２２のメモリモジュール（０〜５１１）からのボクセルデータを、メモリモジュールのその群のために指定された 16 ビット高速バスチャネル上に時間多重化する。以下の表１は、高速バス上に時間多重化されるメモリモジュールデータを示している。信号多重化は、クロック入力を各メモリモジュールに関連付けられたトランシーバ２７と共に使用することによって達成される。図４に示すように、２Ｄバッファは 32 群に分割され、各群は 16 のメモリモジュールを含んでいる。２Ｄバッファのメモリモジュールの各群毎に、高速バスの 32 チャネルからのボクセルデータが 16 メモリモジュールの群のそれぞれのメモリモジュール内へ供給される。マルチプレクサ２５及びトランシーバ２７の動作は、一般にバスチャネルマップと呼ばれているルックアップテーブルによって制御される。バスチャネルマップは、選択された目視パラメタ（即ち、目視方向等）に基づいて予め計算されている。選択された目視パラメタが変化した場合、ルックアップテーブルを再計算する必要がある。しかしながら、ルックアップテーブルのサイズが制限されていると、システムによる実時間でのボリューム視覚化及び処理に影響を与えることなく再計算を行うことができる。再度図３を参照する。本発明の装置２０は、２Ｄバッファ２４に結合されている補間機構２８をも含むことが好ましい。本発明の好ましい実施例では、補間装置は三重線形（ＴＲＩＬＩＮ）補間機構であり、好ましくは選択された目視位置から立体フレームバッファ２４を通して投射される連続目視線に関する情報を受信する。目視線に沿う等間隔の位置にサンプル点が指示される。補間機構は、各目視線サンプル点に直近の画素点に対応するボクセルデータを使用して三重線形補間を遂行し、これらのサンプル点の補間済みボクセル値を決定する。これらの補間済みボクセル値は、ボリュームをより正確に視覚化した画像を発生するために使用される。本発明の装置は、補間機構２８に結合されているシェーディング機構３０をも含む。代替として、シェーディング機構は各２Ｄバッファ２４に直接結合することもできる。本発明の好ましい実施例では、シェーディング機構は目視線及び補間機構からのサンプル点情報を受信する。次いで、シェーディング機構は各目視線サンプル点に直近のボクセルデータ値を受信する。より詳しく説明すると、シェーディング機構は、直近の左、右、上、及び下の離散したボクセル線、並びに現サンプル点に直近の目視線サンプル点の値を受信する。供給されたボクセル情報に基づいて、各サンプル点に直近の全てのボクセル値の差を取ることによって各サンプル点毎のグラディエントベクトルを決定し、その物体の特性の方向及び変化量の指示を発生する。図５Ａ及び５Ｂに、２つの差グラディエント推定計画を示す。最も簡単な方策は、６近傍グラディエント（図示してない）である。この方法は、連続線に沿う近傍サンプル値の差、即ちｘ方向のＰ（ｎ，ｍ＋１）−Ｐ（ｎ，ｍ−１）、及びｙ方向のＰ（ｎ＋１，ｍ＋１）−Ｐ（ｎ−１，ｍ−１）を使用する。左、右、上、及び下の線サンプルは同一面内にあって互いに直交しているが、線のｙ方向のサンプルはそうではない。より重要なことは、目視方向の変化が主要軸をｍからｎへ変化させ、ｘ方向のグラディエントを計算するためにＰ（ｎ＋１，ｍ）−Ｐ（ｎ−１，ｍ）が使用されることである。これは、顕著な運動エイリアシング（ aliasing）をもたらす。本発明の好ましい形状では、エイリアシング問題は付加的な線形補間を遂行することによって解消する。この付加的なステップは、現サンプル点に直交する位置において近傍線を再サンプルする（ブラックサンプル）ことを含む。この方策は一般に 10 近傍グラディエント推定と呼ばれており、物体の回転中の主軸のスイッチングの問題を軽減する。図５Ｂは、26 近傍グラディエントを説明する図である。４近傍線からサンプル値を取り込む代わりに、８近傍線から 26 の補間済みサンプルを取り込んで隣接する面間の内側及び差の加重和を取る（即ち、グラディエントを決定するためにサンプル点に最も近いボクセルに最大の重みを与える）ことによって、グラディエントを推定する。この方法によれば総合的な画像の質は向上するが、主軸のスイッチングは未だに顕著である（６近傍グラディエント法よりは少なくなるが）。図５Ｃ及び５Ｄに示す本発明の代替形状では、付加的な線形補間を遂行することによってエイリアシング問題を軽減している。この付加的なステップは、基底面に直交する位置において近傍線を再サンプルする（ホワイトサンプル）ことを含んでいる。新しい位置に依存して、二重線形補間または線形補間を遂行しなければならない。これらの方策はそれぞれ、一般に 12 近傍グラディエント推定、及び８近傍グラディエント推定と呼ばれている。これらの各計画は、物体の回転中の主軸のスイッチングの問題を解消し、データセットの主軸に対して直交するグラディエントベクトルを発生する。遠近投影の場合には、各投影線面（ＰＲＰ）の前方を１単位離間するｎ線を用いて均一にサンプルする。線は立体フレームバッファの後、ボリュームに向かって発散して線間の距離が増加するので、前述したように平均値が使用される。シェーディング機構は、光ベクトルルックアップテーブルをも含むことが好ましい。グラディエント値及び光ベクトルルックアップテーブルの値を知ることによって、いろいろなシェーディング法（例えば、公知の統合フォングシェーダー（integrated Phong Shader））を使用して各サンプル点の強度を生成することができる。サンプル点における半透明度を表示するために、サンプル密度によって索引された２Ｄルックアップテーブルとして表される伝達関数を使用して不透明度値が生成される。再び図３を参照する。前述したように、本発明は投影機構（ＲＰＣ）３２も含むことが好ましい。投影機構は、補間機構２８から補間済みボクセル値（目視線サンプル点に対応）を受信し、さまざまな方法の１つでこれらの補間済みボクセル値を組合せ、各目視線毎に画素値を生成する。この画素値は、対応する画素位置に表される物体または空間の色、不透明度、及び質感に対応する。投影機構は、後・前合成、前・後合成、最初の不透明投影、加重和投影、最後・最初カット投影、または最初・最後カット投影（これは指定された厚みを有する物体または領域の断面のボリュームを視覚化する）の何れかを用いて補間済みボクセルを組合せることができることが好ましい。本発明の好ましい実施例では、投影機構は、上述したいろいろな投影計画を使用してクロックサイクル当たり１画素値信号を生成する線投影コーン（ＲＰＣ）である。図６に示すように、線投影機構は、複数の各連続目視線毎の複数の補間済みサンプル信号を受信するための複数の入力ポート３４を含んでいる。各ボクセル組合せ段は、複数のボクセル組合せユニット（ＶＣＵ）３８を含んでいる。図６に示すように、各後続ボクセル組合せ段のＶＣＵの数は、先行ボクセル組合せ段よりも少なくなっている。各ＶＣＵは、３つの入力ポート３４に結合することが好ましい。しかしながら、好ましい実施例では、ＲＰＣは３つの入力ポートまたは先行ＶＣＵの２つから２つの補間済みサンプル信号のみを選択するように設計されている。詳しく述べれば、各ＶＣＵは、選択された目視計画に依存して入力信号を受信するように、入力として左及び中央、または右及び中央接続が選択されている。図６に示すように、ＲＰＣは円形に折り返されてクロスリンク式のｎ枚の葉を有する２進樹木であり、その最も左側の葉をＲＰＣの任意の端ノードに位置するようにある樹木上に動的に写像すことができる。これにより、線の第１のボクセルをＲＰＣのどの入力ポートにも供給できるように、ボクセルの目視線を処理できる。そのため、ボクセルを含む２Ｄバッファの出力に、コーンをハードワイヤードすることが可能になる。このような構成にすると、２Ｄバッファデータをデスキューするために（従来技術の線投影機構では必要とされていた）ｎ、ｎ対１スイッチングユニットまたはバレルシフタの集合を必要としなくなる。本発明の好ましい実施例では、コーンの葉がＴＲＩＬＩＮ及びシェーディング機構を含んでいる。ＲＰＣは、目視線に沿うｎ個の補間済みサンプル信号の集合を入力として受入れ、関連目視線に対応する画素のための画素値信号を発生することが好ましい。図６に示すように、コーンはｎ−１基本計算ノードＶＣＵの階層パイプラインである。任意の時間フレームに、コーンはパイプライン方式で logｎ目視線を同時に処理し、クロックサイクル毎に表示の１画像に対応する新しい画素値信号を発生する。各ボクセルの不透明度は、全ボクセルについて予め格納しておくか、またはルックアップテーブルまたはコーンの葉のシェーディング機構の内側の伝達関数を通して供給することができる。好ましい実施例では、ＶＣＵは、以下の演算を遂行することによって出力信号を発生する。第１の不透明：もし（α_Lが不透明）であればＶ’＝Ｖ_L そうでなければＶ’＝Ｌ_R 最大値：もし（Ｃ_L＜Ｃ_R）ならばＶ’＝Ｖ_R そうでなければＶ’＝Ｖ_L 加重和：Ｃ¹＝Ｃ_L＋Ｗ_kＣ_R ここにＷは重み付け係数であり、ｋはコーンレベル（即ち、ボクセル組合せ段の数）である。Ｗ_kは予め計算され、ＶＣＵ内に予めロードされている。加重和は深さキューイング（cueing）、輝くフィールド、及びＸ線投影に有用である。合成は以下の式によって決定される。Ｃ’＝Ｃ_L＋（1−α_L）Ｃ_R α’＝α_L＋（１−α_L）α_R 値がグレイレベルであるものとして、第１レベルＶＣＵが、Ｃ₁＝Ｃ₁α₁を計算する。これは、実際には前・後（または後・前）合成を並列に実現したものである。画素値は、例えば汎用ホストコンピュータまたは画素プロセッサ４２へ伝送されて事後処理（例えば、事後シェーディング、スプラッティング、及び２Ｄ変換またはワーピング）が遂行される。再度図３を参照する。本発明の装置は、投影機構に結合されているフレームバッファ４０、画素プロセッサ４２、及び表示装置４４をも含むことができる。投影機構３２が生成した画素値信号はフレームバッファ４０に供給され、フレームバッファ４０は各画素値信号を格納し、２Ｄ変換、濾波、またはワーピングのために画素プロセッサ４２へ供給され、次いで視覚表示のために表示装置４４へ供給される。以下に図７〜１１を参照して補間機構２８及び補間済みサンプル値信号を決定する方法を説明する。本発明の補間機構２８は、以下のように周囲の８つのボクセル及び補間を使用することによって非ボクセル位置におけるボクセル値信号を生成する。 P_abc ＝P₀₀₀(1−a)(1−b)(1−c)＋P₁₀₀a(1−b)(1−c)＋ P₀₁₀(1−a)b(1−c)＋P₀₀₁(1−a)(1−b)c＋ P₁₀₁a(1−b)＋P₀₁₁(1−a)b c＋ P₁₁₀ab（1−c）＋P₁₁₁a b c 原点に最も近いコーナーボクセルに対する立体フレームバッファ内の対応するサンプル点の相対３Ｄ座標は（ａ，ｂ，ｃ）である。立体フレームバッファのコーナーボクセルに関連するデータ値はＰ_ijk（但し、ｉ、ｊ、ｋ＝０または１）であり、またサンプル点に関連する補間済みデータ値はＰ_abcである。これらの異なる最適化はこの方法の演算の複雑さを減少させることが目的であるが、各サンプル点毎に８つの近傍ボクセルを取り込むために任意にメモリにアクセスしなければならないので、これらの最適化がボリュームを描くのに最も時間を消費する動作の１つになってしまう。立体フレームバッファ内に格納されているＰＲＰの離散した線を、それらが整列するように変換し、前述したようにそれらを２つの２Ｄバッファ内に格納することによって、データアクセス時間を大幅に短縮することができる。各再サンプリング位置のボクセルの８つの近傍ボクセルを取り込む代わりに、４つの離散した線（即ち、現線の上及び下の各投影線面（ＰＲＰ）から２つずつ）をバッファから取り込む。投影線面は２Ｄバッファから与えられる。補間法を並列に実現することで近傍線は隣接する補間モジュール内に存在するようになるから、近傍間で局部的に１ボクセル単位シフトさせるだけでよい。補間方法を図７Ａ及び７Ｂに示す。白丸３００は離散した線Ａを表し、黒丸３０４は離散した線Ｂを表す。図７Ａにおいて、連続線４８上のサンプル点４６は、直近の離散した線のサンプル５０（ホワイト）と５２（ブラック）との間の二重線形補間を使用して補間される。連続線４８の第１のサンプル点は、離散した線５０、５２からの４つのボクセルを使用して正確に補間することができる。何故ならば、４つのボクセルは矩形を形成するからである（即ち、線は左への、または右への離散したステップを作らない）。連続線４８に沿う第２及び第４サンプルの場合のように、離散した線が左へ、または右へステップすると、４つの隣接するボクセルが直ちに平行四辺形を形成し、単なる二重線形補間では正確なボクセルサンプル値を得ることはできなくなる。従って、より正確な結果を得るためには、斜線を施した方形ボクセル５４、５６が必要になる。しかしながら、これらのボクセルは、連続線４８から２単位離れた離散した線上に存在する。図７Ｂは、遠近投影に関して補間済みサンプル信号を発生させるために、最良ボクセル点を使用しない場合の問題を示している。遠近目視の場合には離散した線は発散するから、２Ｄバッファ内には正確な近傍ボクセルは格納されていない。例えば、離散した線６２の２つのボクセル５８、６０だけが、連続線６６の第３サンプル点６４の正確な補間に貢献する。３Ｄの場合には、遠近投影のためのサンプル点６４の直近の６つものボクセルが失われかねない。この解決法は、この方法を４つの線形補間と１つの二重線形補間に分割することにより切り離された三重線形補間を遂行することである。上述した方法で行ったように原点に最も近いコーナーボクセルに対するサンプル位置を指定するのではなく、連続線に沿う各３Ｄ座標に、考え得る切り離されたボクセル近傍内の各軸に沿う線形補間のための相対的な重みを付ける。これらの重みは、予め計算してテンプレート内に格納しておくことができる。図８Ａ〜８Ｄは、３Ｄにおける補間に必要なステップを、平行投影に関して（図８Ａ及び８Ｃ）、及び遠近投影に関して（図８Ｂ及び８Ｄ）示している。白丸３００は離散した線Ａを表し、黒丸３００は離散した線Ｂを表す。最初に、２Ｄバッファに格納されている４つの近傍の離散した線の８つのボクセルが使用され、４つの線形補間が主軸の方向に（ｚ軸が速続線の走行の主方向である）遂行される。図８Ａ及び８Ｂに示すように、これら８つのボクセルは、平行投影に関しては傾斜した平行六面体の頂点であり、また遠近投影に関してはピラミッドの錐台の頂点である。４つのボクセルは各々、１単位離れた２つの分離した面（これらは、線が主軸の方向に走行中に遭遇する順序に依存して一般に前面３０８または後面３０６と呼ばれる）上に存在する。従って、前面と線サンプル点の位置との間の距離に対応する１つの重み係数だけを格納しなければならない。得られた４つの補間済み値（二重にハッチされた丸３１２）は矩形を形成し、二重線形補間して最終の補間済みサンプル値３１０を得ることができる。この二重線形補間は、コーナー値（単一にハッチされた丸３１４）間の２つの線形補間と、縁値間の最終線形補間とに分割される。図８Ｃ及び８Ｄには、ｘ方向の２つの補間と、それに続くｙ方向の１つの補間としてこれが示されている。連続線に対応するサンプル点は、取り囲んでいる４つの離散した線上のボクセルによって限定される多面体の内側にあることが好ましい。離散した線を構成する時に、全ての連続線を基底面の整数位置から出発させる（即ち、それらを、ボリュームのデータセットの最初のスライスのボクセルに一致させる）。図９に示すように、投射中にこれらの線を使用すると、線に沿う全てのサンプル点は平行六面体またはピラミッド錐台の前面上に留まるので、三重線形補間が効果的に二重線形補間に変形される。図９のオフセットなしの場合、基底面上のｘ及びｙ整数位置を使用すると、自由度として基底面から線横断の主方向にオフセット（オフセットが範囲内の場合３１８を見よ）させることができ、切り離された三重線形補間が可能になる。しかしながら、図９の示す（オフセットが範囲外にある場合３２０）のように、主方向に比較的大きいオフセットがあると、線に沿う若干のサンプル３２２は離散した線によって限定される境界箱の外側に出る可能性がある。図９において、白丸３００は離散した線Ａを表しており、黒丸３０４は離散した線Ｂを表している。図１０を参照する。連続目視ベクトル３２４は、ｘ軸に沿うｄｘ成分（３Ｄではｄｘ及びｄｙ）と、主軸（ｙ軸）の方向の単位ベクトルとに分割される。主軸の方向にステップさせることによって、目視ベクトルを現サンプル位置に加算して新しいサンプル位置を求めることができる。現サンプル位置にｄｘを加算してｘ方向に離散した線のステップを生じさせるものとしよう。このステップは、現サンプル位置がより低い左コーナーボクセルに対して正のｄｘの場合には１−ｄｘより多い（負のｄｘの場合には、１＋ｄｘより少ない）相対的ｘオフセットを有している場合に限って、発生することができる。換言すれば、図１０に示すように現サンプル位置は辺ｄｘ×１の矩形の内側にあったのである。しかしながら、この矩形の斜線領域３２６だけがコーナーボクセルによって限定される平行六面体の内側にサンプル位置を含んでいる。最悪の場合として主軸内に最小の辺を取れば、これは、範囲内サンプルが、正のｄｘの場合には１−ｄｘより大きくない（負のｄｘの場合には１＋ｄｘより小さくない）最大相対ｙオフセットを有していることを意味している。ステッピングは主軸の方向に単位ベククトルで遂行されるから、連続線に沿う全ての相対オフセットは、最初の線サンプルの基底面からのオフセットによって決定される。上述した論旨は容易に３Ｄに拡張され、最大許容オフッセットを主軸の方向にする。 min （１−ｄｘ，１−ｄｙ），ｄｘ，ｄｙ≧０ min （１＋ｄｘ，１−ｄｙ），ｄｘ＜０，ｄｙ≧０ min （１−ｄｘ，１＋ｄｙ），ｄｘ≧０，ｄｙ＜０ min （１＋ｄｘ，１＋ｄｙ），ｄｘ，ｄｙ＜０ここに、ｄｘ及びｄｙはそれぞれ目視ベクトルのＸ及びｙ方向の成分である。目視角が45°の場合にはｄｘ及びｄｙは１であり、図９に示すように０のオフセットと二重線形補間が得られることに注目されたい。本発明の好ましい実施例では、サンプル間に均一な距離を使用して単一の線が画像面の原点から基底面上に投射され、オフセットは線が基底面へ突入した後の最初のサンプルの主方向に選択される。もし必要ならば、上述した条件が満足されるまでオフセットを繰り返して減少させる。これにより、走行の主要方向のオフセットは目視に依存し、データセットの再サンプリングが変化するようになる。目視方向によって再サンプリング点が変化することは、より多くの内部データ構造を現すことができるので、対話式視覚化には有利である。各離散した線は目視方向には関係なくｎボクセルからなる。主軸との最大目視角差は 45°より大きくないから、ボリュームのサンプルレートは立方体を通る対角線によって限定され、垂直目視の場合の√３倍だけ高くなる。線合成の場合、合成演算子が平均する性質があるので、これは重大な問題ではないことが分かっている。より重大な問題は、サンプル近傍のサイズが変化することである。平行投影の場合、サンプル点を取り囲む８つのボクセルは、一辺の長さが１である立方体を形成するか、または図８Ａに示すような斜めの平行六面体を形成するかの何れかである。しかしながら、遠近投影の場合には、取り囲むボクセルは、図８Ｂに示すように前面と後面とが平行なピラミッドの錐台を形成する。線がデータセットの後に向かって発散するために、この錐台によって走査される列が増加し、それにより三重線形補間の精度が低下する。しかしながら、256³データセットの場合、ボリュームの終わりにおける近傍の離散した線間の距離は２ボクセルを決して超えず、遠近法による高度の量が達成されることが分かった。更に、典型的なデータセットでは、線に沿う合成のためにボリュームの後におけるサンプルは最終画素色には殆ど影響を与えない。投影の中心（Ｃ）及び遠近投影における視野（ＦＯＶ）もサンプリングレートに影響する。離散ラインアルゴリズムは、基底面の画素当たり１線、または走査線当たり最大２線を正確に投射する。図１１のＦＯＶがデータセット（正しいサンプリングの場合３２８）を横切って伸びている場合を参照する。これは、規則的な画像順に線を投射する（ｎ線を投射してＦＯＶを走査し、データセットを見逃すような無駄な線を送る）よりも良好なサンプリングを保証する。しかしながら、ＦＯＶが小さい場合には、離散ラインステッピングは基底面の活動領域内においてアンダーサンプリング（場合３００）が発生する。図１１の場合３３２は、２つの基底面画像が最終目視画像に関与する場合を示す。これは、単一の遠近法画像に関して３つの基底面投影が生成される最悪例である。以上の説明から明白なように本発明の装置及び方法は、本発明に含まれる補間及びシェーディングにより、表示される物体または風景をより正確に表現するようになる。更に、本発明は従来の装置において使用されていたようなコンベヤ等を必要としないから、本発明の装置は、高度に並列な手法で、そして「オンザフライ」でデータ処理を遂行するため、従来技術のシステムより効率的に、且つ高速で動作する。詳しく述べれば、従来技術のシステムがＯ（ｎ² log ｎ）時間で遂行するのに対して、本装置及び方法はＯ（ｎ²）時間で遂行する。更に、補間機構は、平行投影に関してはデスキューイングを、また遠近投影に関してはデファンニング（即ち、データ圧縮の形状）を遂行することが可能であるから、本発明は四次元（４Ｄ）データの遠近法投影及び実時間視覚化を支援することが可能である。図１２に本発明の代替実施例７０を示す。本発明のこの代替実施例の装置は、立体フレームバッファ（ＣＦＢ）２２を含み、ＣＦＢは前述したようにボクセルデータを格納することができる複数のメモリ記憶装置を有している。本発明の代替形状の立体フレームバッファは、どのボクセルのビーム７２（図１３に示すように、立体フレームバッファの主軸に平行な線）にも無競合でアクセスを可能にする３Ｄスキュードメモリ編成を含んでいる。装置は、第１の二次元バッファ７３、補間機構（ＴＲＩＬＩＮ）２８、２つの二次元バッファ２４、シェーディング機構３０、及び合成機構７４をも含んでいる。合成機構の出力には、画素プロセッサ４２、フレームバッファ４０、及び表示装置４４が結合されていて、三次元（３Ｄ）ボリューム投影画像を生成するようになっている。画素プロセッサ４２とフレームバッファ４０の相対位置は、必要に応じて交換できる。本発明の代替形状における方法は、表示装置４４の複数の各画素毎に目視線を生成するステップを含む。各目視線が立体フレームバッファを横切るにつれて、目視線はそのｘ，ｙ及びｚ座標の何れかを変化させることができる。複数の目視線が立体フレームバッファを通る目視方向を限定する。本方法は、各目視線に沿って規則的に離間した複数のサンプル点を生成するステップをも含んでいる。目視線の各サンプル点に値信号を割当てるために、立体フレームバッファ内のボクセルに割当てられた値を使用する補間プロセスを使用する。即ち、ボクセルのビームが立体フレームバッファから検索される。ボクセルのビームは、立体フレームバッファの主軸（ｘ，ｙまたはｚ）に平行なボクセルの行、列、または軸の何れかである。本発明の一実施例では、ｎのボクセルのビームを含むボクセルデータ信号の２つのｎ×１スライス（図１３）が連続的に検索され、補間機構２８に供給される。ボクセルデータ信号のこれらのスライスは、３Ｄメモリの主軸に実質的に平行にする（即ち、基底面の垂線に平行）か、または３Ｄメモリの主軸に実質的に直交させる（即ち、基底面に平行）ことができる。ボクセルデータの２つのｎ×１スライス全部が補間機構に供給され、上述した複数の各目視線のために使用されるが、簡略化のために目視線の１つの群だけを説明する。本発明の別の実施例では、ｎのボクセルのビームを含むボクセルデータ信号７６の１つのｎ×１スライス（図１３参照）が連続的に検索され、補間機構２８に供給される。ボクセルデータのこれらのスライスは、３Ｄメモリの主軸に実質的に平行にする（即ち、基底面の垂線に平行）か、または３Ｄメモリの主軸に実質的に直交させる（即ち、基底面に平行）ことができる。平行目視の場合には、補間機構は二重線形か、またはそれより高次の装置である。代替として、遠近目視の場合には、補間機構は、ｎ×１スライスの内側のボクセルのより大きい近傍を使用する線形か、またはより高次の装置である。補間済みサンプル点信号を生成するために、ボクセルデータの１つのスライスだけが使用できるだけではなく、複数のスライスもアクセスできることが予測される。図１４に本発明の一実施例を示す。立体フレームバッファ２２（及びその上の対応するサンプル点）を横切る複数の各目視線７８は、立体フレームバッファ内の２つの投影線面（ＰＲＰ）によって限定することができる。これら２つのＰＲＰは一般に頂部ＰＲＰ８０、及び底部ＰＲＰ８２と呼ばれる。本発明の方法は、頂部ＰＲＰ８０からのボクセルの第１ビーム信号８１と、底部ＰＲＰ８２からのボクセルの第１ビーム信号８３とにアクセスするステップを含む。各ボクセルのビーム８１、８３は、図１４に示すように、補間機構の「後面」入力に供給される。図１５に、立体フレームバッファ（ＣＦＢ）メモリから取り出した頂部及び底部ＰＲＰ８０、８２を示す。スキューイング計画によれば、３Ｄ座標ｘ，ｙ及びｚを有するボクセルデータはメモリモジュール数Ｋ＝（ｘ＋ｙ＋ｚ）mod ｎ但し、０≦ｋ，ｘ，ｙ，ｚ≦ｎ−１内に物理的に格納される。ここに、ｎは立体メモリのサイズである。面内の数はあるｙ及びｚ座標が与えられたモジュールｋから読み出されるボクセルのＸ座標を指示している。図から明らかなように、同−ＰＲＰ内の隣接ビームからのボクセル、及び異なるＰＲＰからの隣接ビームからのボクセルは、異なる次数のｘ座標（即ち、１のスキューイング差）を有している。本発明では、隣接ボクセルビーム間のこのスキューイング差は、各ボクセルビーム（即ち、同一ｘ座標値を有するボクセル）の適切なボクセル値が整列するように、ボクセルデータ信号がアクセスされた時にあるシフトを与えることによって補償される。図１４に示すように、ボクセルデータ信号の整列は、ボクセルデータ信号をシフトさせずに底部ＰＲＰ８２を補間機構２８の後面に供給し、負のｋ方向に１単位シフトさせて頂部ＰＲＰ８０を補間機構の後面に供給することによって好ましく達成する。本発明の方法は、次のクロックサイクル中に、第１及び第２のボクセル面のボクセルの第１のビームを、補間機構の「後面」から「前面」へ移動させるステップをも含む。更に、頂部ＰＲＰ８０からのボクセルの第２のビーム、及び底部ＰＲＰ８２からのボクセルの第２のビームを、補間機構２８の「後面」入力に供給する。図１５に示すように、各ＰＲＰの第１のボクセルビームと第２のボクセルビームとの間のデータのスキューイングのために、頂部ＰＲＰ８０及び底部ＰＲＰ８２の第１のボクセルビームは、それらが補間機構の「後面」から「前面」へ供給される時に正のｋ方向に１位置シフトしている。従って、補間機構内に４つの対応ボクセルビームが存在している場合の各ボクセルビームのボクセルは、各目視線のサンプル点に関して三重線形補間を遂行するための正しい８ボクセル近傍が存在するように整列されることになる。その結果、補間機構内には４つのボクセルビームが同時に存在する。上述した立体フレームバッファ２２から補間機構２８の「後面」入力への、及び補間機構の「後面」入力から「前面」へのボクセルのシフトは、各クロックサイクル毎に行われる。しかしながら、もし立体フレームバッファ内に格納されているボクセルデータがスキューされていなければ、ボクセルビームのシフト、補間済みサンプル点信号、またはシェードされたサンプル点信号は必要ない。頂部ＰＲＰ８０及び底部ＰＲＰ８２の第１及び第２のボクセルビームがシフトされ、適切に配向された後に、各目視線の第１のサンプル点のための補間済みサンプル点信号が補間機構２８によって生成される。本発明の好ましい実施例では、補間機構２８は三重線形補間機構（ＴＲＩＬＩＮ）である。三重線形補間を遂行するためには、目視線のサンプル点の周囲にセルを形成する８つの隣接ボクセルを使用する必要がある。代替として、８つのボクセル近傍の内側または外側の（即ち、８ボクセル値より少ないか、または多い）ボクセルを使用する二重線形またはより高次の補間機構を使用することもできる。目視方向（即ち、目視線）がｙ方向に正または負の成分を有している場合は、簡単なステッピング計画を使用してボクセルビームを隣接ボクセル面内に整列させる。立体フレームバッファから補間機構の「後面」入力への、及び補間機構の「後面」入力から「前面」へのこのステッピング計画は以下のようである。ボクセルのＫ方向へのシフトＹステップＣＦＢから後面へのシフト後面から前面へのシフト補間サンプル点が決定された後に、本方法は、補間済みサンプル点信号をバッファ８４へ供給してそこに一時的に格納することによって、各補間済みサンプル点毎のグラディエント推定信号を生成するステップをも遂行する。このバッファは、上バッファ８６、現バッファ８８、及び下バッファ９０を含むことが好ましい。しかしながら、本方法は、これら３つのバッファの何れか２つを用いて実現することができる。グラディエント推定信号は、特定の補間済みサンプル点における表面傾斜を表す。本発明の好ましい形状では、グラディエント推定信号を生成するためには、特定の補間済みサンプル点に関する３対の補間済みサンプル点信号が必要である。３対のボクセルが必要であることを考慮し、選択された補間済みサンプル点間の中心差を決定することによって、全ての方向（上及び下、前及び後、右から左へ）における実際の差を計算できる。主方向における（即ち、ｚ目視方向に沿う）グラディエント差を決定するためには、シェーディング機構が、２クロックサイクル離れている現バッファ内の補間済みサンプル点の２つのビーム（即ち、所望サンプルより進んでいる１つのビームと、遅れている１つのビームと）へのアクセスを有している必要がある。図１４は、補間済みサンプル点の１つの群が、上、現、及び下の各バッファ８６、８８、９０からシェーディング機構３０へ同時に出力されることを示している。しかしながら、ＣＦＢ内のボクセルデータのスキューイングのために、補間済みサンプル点信号は、上、現、及び下バッファ内において望む通りに整列してはいない。上及び現バッファ内の補間済みサンプル点信号を適切に整列させるために、現バッファの補間済みサンプル点信号を、シェーディング機構３０内で正のｋ方向へ１位置シフトさせることが好ましい。上及び下バッファ内の補間済みサンプル点信号を適切に整列させるために、下バッファサンプル点信号を、シェーディング機構３０内で正のｋ方向へ２位置シフトさせることが好ましい。更に現バッファ内の補間済みサンプル点信号と整列させるように、上及び下バッファからの補間済みサンプル点信号を１クロックサイクルだけ遅延させることが好ましい。これらのシフト及び遅延の組合せが、上、下、及び現バッファによって供給される補間済みサンプル点信号の間のスキューイング差を補償する。適切に整列された補間済みサンプル点信号がシェーディング機構３０において使用可能になると、前述したシェーディング機構及びグラディエント推定方法を使用して、各クロックサイクルに各補間済みサンプル点信号毎のグラディエントサンプルを正確に計算することができる。直近の左及び右、上及び下の、並びに目視線に沿う（即ち、現サンプル点の前及び後）補間済みサンプル点信号間の中心差を取ることが好ましい。シェーディング機構は、光ベクトルルックアップテーブルをも含むことが好ましい。グラディエント値及び光ベクトルルックアップテーブルの値を知ることによって、さまざまなシェーディング方法（例えば、公知の統合フォングシェーダー）を使用して、各サンプル点の強度を生成することができる。公知のように、サンプル点における半透明度を表示するために、好ましくは２Ｄまたは３Ｄルックアップテーブルとして表されている伝達関数またはサンプル密度及び／またはグラディエント値によってアクセスされる他の索引付け方法を使用して、不透明度値を生成する。目視方向（即ち、目視線）がｙ方向に単一の正または負の成分を有している場合には、簡単なステッピング計画を使用して補間済みサンプル値をシェーディングユニット内の補間済みサンプル値信号の隣接する群に整列させる。詳しく述べれば、以下の表のようにして、補間済みサンプル値信号を上、下、及び現バッファからシェーディング機構３０へシフトさせることが好ましい。補間済みサンプルのＫ方向へのシフトＹステップＡＢＣバッファからシェーシェーディング機構ディング機構へのシフト内部のシフト現バッファの各補間済みサンプル点毎にグラディエント推定値が計算された後に、シェーディング成分を含む各補間済みサンプル点信号が合成機構７４へ供給され、それぞれの目視線に沿うサンプル点の合成動作が遂行される。シェーディング機構から出力されるシェード済みサンプル値信号のビームは未だスキューされているから、単一の直交線の合成は単一の合成ユニットによって行うことはできない。詳しく述べれば、本発明の好ましい実施例では、目視線の各補間済みサンプル点は異なる合成機構において合成される。２つの連続ボクセルビームはそれらの間にスキューイング差を有しているから、連続する各合成された線毎の合成結果には、図１４に示すように連続する各合成ステップ毎に正のｋ方向の単位ステップを与えなければならない。ｘ及び／またはｙに（正、負、または無の）ステップを有する目視線の場合には、シェーディング機構から合成機構へのシェード済みサンプル値信号のシフトは以下のようにして行う。グラディエントサンプル値のＫ方向へのシフト合成機構内で遂行される補間済みサンプル点の合成は、前述したものと実質的に同一の方法で行われる。即ち、合成機構は、補間済みボクセル値と、後・前合成、前・後合成、最初の不透明投影、加重和投影、最後・最初カット投影、または最初・最後カット投影、または他の公知の合成技術の何れかとを組合せることができる。補間済みサンプル点が合成されると、それらは、例えば汎用ホストコンピュータまたは画素プロセッサ４２へ供給され、そこで事後シェーディング、スプラッティング、及び２Ｄ変換またはワーピングのような事後処理が遂行される。表示装置４４上に表示させる画素処理は前述のようにして行うことが好ましい。本発明の代替形状では、ボクセルデータ信号の１スライスが３Ｄメモリからアクセスされる。ボクセルデータ信号の各スライスは３Ｄメモリの基底面に実質的に平行である。ボクセルデータのスライスは複数のボクセルデータビームからなり、これらは補間機構へ供給される。この実施例の補間機構は１つの面（後面または前面）だけを有している。補間機構は、平行目視に関しては二重線形またはより高次の装置であって、補間には１つのスライスからのボクセルを使用する。遠近目視に関しては、補間機構は線形またはより高次の装置であり、１つのスライスからのボクセルのより大きい近傍を使用する。次いで、補間済みボクセル信号は上述したように上、下、及び現バッファ８６、８８、９０へ供給される。以上に説明した方法は、３Ｄメモリ内に格納されている物体の平行及び遠近の両目視を支援することができる。遠近目視の場合には、目視線は実質的に発散する（即ち、平行ではない）から、何れか１つの目視線に関してアクセスされるボクセル装置のスライスは、他の何れかの目視線に関して補間済みサンプル値信号を決定するために使用することはできない。従って、各目視線は個々のボクセル面にアクセスする必要がある。これはシェーディング機構及び合成機構にも要求される。本装置の実施例の相互接続の詳細を示している図１６を参照する。図１６は、先入れ先出しバッファ（ＦＩＦＯバッファ）８４を含むＣＦＢ２２の５つのメモリユニットを実現したものである。５つの各メモリユニット７５は２つのビームを同時に出力するように使用することはできないが、ＦＩＦＯバッファを含んでいることによってメモリの１つのスライスがＰＲＰの１つのために供給される。装置は、前述したように立体フレームバッファと補間機構との間のシフティング要求に従って、ＦＩＦＯバッファ及びメモリユニットに結合されている５つの補間機構（ＴＲＩＬＩＮ）２８をも含んでいる。５つの補間機構２８は、上、下、及び現の面の１つ、及び上、下、及び現の面の残りの２つの、２つのＦＩＦＯバッファ８６の直接接続を使用して、５つのシェーディング機構３０に結合されている。シェーディング機構３０は、前述したＴＲＩＬＩＮとシェーディング機構との間のシフティング要求に従って、隣接するシェーディング機構の間が相互接続されている。装置は、５つの合成ユニット７４をも含み、これらは各シェーディング機構からの出力信号を受信するために、それぞれのシェーディング機構に直接結合することが好ましい。各合成ユニットは、前述した投影方法を遂行する。各構成要素の相互接続が、装置の各構成要素による、及びそれらの間のデータシフトの上記要求に基づいていることは明白である。合成機構が発生した出力信号は画素バス８８へ出力され、画素バスは合成機構出力信号を画素プロセッサ４２、フレームバッファ４０、及び表示装置４４へ送ってボリュームの画像を生成させる。本発明のこの代替実施例は、それが、補間機構及びシェーディング機構のためにボクセルデータに多重アクセスすることを回避しながら、目視線に沿うサンプル点の均一な写像を生じさせる新しい線投射方法及び装置であることから有利である。本発明の方法及び装置は、投影当たり１回だけ立体フレームバッファ（ＣＦＢ）内部の各ボクセルにアクセスする。このような規則正しいメモリアクセスパターンが効率を高め、動的に変化する３Ｄデータセットの視覚化に必要な実時間動作レートを可能にする。以下に、本発明による線スライス掃引方法を説明する。線スライス掃引は、ボリューム描像のための面掃引アルゴリズムである。合成バッファはボリュームを通して掃引し、累積された画像と今投影されているボクセルの新しいスライスとを組合わせる。画像組合わせは、視点から新しいスライスの各ボクセルを通るサイト線によって案内される。データセットの全てのボクセルは描像に貢献する。グラディエントがボクセル位置において計算され、それによって正確さが改善され、従来の方法よりもコンパクトに実現することが可能になる。制御オーバヘッドは、従来の方法よりも少ない。線スライス掃引は、各ボリュームスライスがそのボクセルの全てを視点に向かって投影するのであるが、１スライス間単位距離に限られるようなハイブリッド方法である。掃引が終わると合成バッファは基底面画像を含んでおり、これは画像面上にワープしなければならない。掃引は物体記憶順に行われ、しかもそれは画像画素駆動であり、一方ワープは走査線順に遂行される。従って、線スライス掃引と言う表現がハイブリッド方法を適切に記述している。線スライス掃引方法は、遠近投影に対して特定のユーティリティを有している。しかしながら、平行投影も無限遠視点を使用して容易に遂行することができる。図１７は、前・後合成を使用するボリュームを通る線スライス掃引を示している。事例４００は平行三次元投影の場合であり、一方事例４０２は遠近三次元投影の場合である。各事例の三次元ボリューム４０４は、格子４０６上に位置する個々のボクセルを含んでいる。図１７は、ｙ軸に垂直な二次元の表現を示しており、ｘ及びｚ方向が図中に示されている。各ボリューム４０４は、以下に説明する投影の目的に使用される基底面４０８を有している。図１７に示すような本発明の一形状では、複数のサイト線４１０がボクセルの各スライス毎に視点４１２から投射される。図１７の事例４００における視点は、これが平行投影であることから無限遠にある。ボクセルのスライスは参照番号４１４である。ボクセル４０４は、例えば前方から後方へ処理順に掃引（即ち、前・後掃引）しながら、現スライスの各ボクセルを着色し、照明し、そして分類してそのボクセルのＲＧＢＡ強度（赤、緑、青、及びα）を求めなければならない。本方法の好ましい形状では、データセットの掃引は、視点には無関係に正のｚ方向に遂行される。図１７に示すように、ボリュームのデータセット４０４の前方に視点を置いて前・後掃引、及び前・後合成を使用し、現スライスのＲＧＢＡ値と合成バッファのそれらとを組合わせる。前・後合成の詳細に関しては、図１９を参照して後述する。代替として、視点をデータセットの前方に置いて掃引及び合成を後・前技法で遂行することができる。図１８は、視点を三次元データセット４０４の後方に置く後・前合成を示している。同一のアイテムに対しては同一の番号を付してある。平行事例を４１６で示し、遠近事例を４１８で示してある。図１７に戻って、上述したように線４１０は本方法によってボリュームのデータセット４０４を通る水平切取り内に投射される。データスライス４１４は、好ましくは正のｚ方向に処理される。破線で示されているサイト線４１０は、45° の視角限度を超え、最終画像に影響を与えない。視点４１２がボリュームのデータセット４０４の前方に置かれている図１７では、サイト線４１０はボクセル格子位置４０６を指し、先行スライスのボクセルの間から出発している。個々の線４１０の出発点を取り囲む４つの合成バッファの色の補間（二重線形補間のような）を計算することにより、現ボクセルの合成計算を遂行するために必要な色が得られる。前述したように、合成に関しては図１９に基づいて後述する。合成バッファに書き込まれた全ての値は、ボクセル格子４０６と整列していることが理解されよう。図１７及び１８に示す線がサイト線４１０に沿って存在しているが、隣接するスライス４１４の間にだけ伸びていることに注目されたい。混乱を避けるために、サイト線のこれらの短い部分を、本明細書ではスライス間線セグメントと呼び、以下に更に詳述する。図１８のサイト線４１０は、視点４１２がボリュームデータセット４０４の背後にある場合を示している。この場合、サイト線はボクセル位置から始まり、先行の処理済みのスライスを指している。後・前合成に使用される累積された色が、例えば、所与の線４１０の端点を取り囲む４つの合成バッファの色の二重線形補間によって決定される。更に図１７及び１８を参照する。全ての事例４００、４０２、４１６、４１８においては、基底面４０８に含まれる最終合成バッファ値を画像面４２０上に投影しなければならないことが理解されよう。分離した線４２２は、視点から基底面４２０の格子位置へ投影され、後刻投影する目的から基底面４０８上の画像の画像面４２０上へのワーピングを制御する。分離した線４２２が平行であるために、事例４００及び４１６の場合には視点４１２が無限遠にあることを再度理解すべきである。線スライス掃引方法中に遂行される全ての動作は、データの読み出し及び書き込みが現在処理されているボクセルのローカル近傍内に限られていることに注目されたい。例えば掃引の終わりに小さい変更がスライスからスライスまで合計され、全てのボクセルは遠近投影に必要な画像位置までシフトされている。ボクセルデータがスキップされるような、または１回以上使用された何等かのボクセルであるような線間の領域が存在しないことに注目されたい。従って、本方法は充分に平衡した作業負荷を自動的に維持する。図１９は、本発明の方法と共に使用するのに適する前・後及び後・前両合成技術を示している。事例４２４は前・後合成を示し、一方事例４２６は後・前合成を示している。前・後合成事例４２４では、スライス間線セグメント４２８は、サイト線投射に沿って、視点４１２（図１９には示してない）から合成バッファ４３２内の交点４３０を通って現スライス４３６の格子点位置４３４まで伸ばすことができる。図示の場合には、補間は、図に示してある式を使用して合成バッファ内で行うことができる。同様に、後・前合成事例４２６の場合、スライス間線セグメント４２８は、サイト線投射に沿って、視点４１２（図１９には示してない）から現スライス内の格子点位置４３４を通り、合成バッファ内の交点４３０で終端する。この場合も補間は図１９に示されている式を使用して遂行される。後述するように、より高次または低次の補間を遂行することができる。本発明の装置のアーキテクチャを以下に説明する。本願の親出願である 1995 年２月13日付米国特許出願 08/388,066 に開示されている発明は、線投射に基づいてパイプライン化された、拡張可能なボリューム描像アーキテクチャである。本発明は、線スライス掃引を実現することによって線投射アプローチを変更している。ボクセル格子上のサンプル点が直接使用される。従って、三重線形補間段（図１６のアイテム２８参照）は、本発明の装置には必要ない。それによりグラディエント計算が簡易化される。遠近投影中、データセットの全てのボクセルが描像に貢献する。線に関する制御情報は少なくてよいので、よりコンパクトに実現することができる。図２０を参照して本発明のアーキテクチャの概要を説明する。描像パイプライン４４０が、各メモリモジュール４３８毎に設けられている。図２０に示唆されているように、各描像パイプライン４４０は分離したチップで実現することが好ましい。各描像パイプライン４４０は、同時に三次元投影を行う。最終基底面画素が計算されるまで、横の連絡のために最も近い近傍との接続を必要とするだけである。これらの画素は、グローバル画素バス４４２を介してホスト、即ちグラフィックスカードメモリ４４４へ送られて１つの画像に組立てられ、図１７及び１８に示すように最終画像面上にワープされる。描像パイプライン４４０内の種々のモジュールに関して以下に詳述する。本発明の動作を理解するのを援助するために、ボリュームイメージングの分野においては公知の信号フローグラフ（ＳＦＧ）を使用する。ＳＦＧにおいては、円はパイプライン４４０内の段を表し、縦の矢印はパイプライン内のデータフローを表し、斜め矢印はパイプライン間のデータフローを表す。各矢印上の重みは、次のパイプライン段に到達させる前にデータを遅延させなければならないパイプラインサイクルの数を表している。全てのユニットは部分ビーム処理をする。ビームとはボクセルの行のことである。ビームを等サイズのセグメントに分けることによって部分ビームが発生し、部分ビームのサイズはハードウェア内に実現されている並列パイプライン４４０の数に等しい。図２１には、ｐボクセルを有する部分ビーム４４６と、ｎボクセルを有する完全ビーム４４８とが示されている。図示のように各三次元ボリューム４０４毎に、スライス４１４は正のｚ方向にインクリメントさせることが好ましい。。各スライス４１４内では、完全ビームは正のｙ方向にインクリメントさせることが好ましい。最後に各完全ビーム４４８内では、部分ビーム４４６は正のｘ方向にインクリメントさせることが好ましい。部分ビームの端と端との間、ビーム端とスライス端との間の差を処理するために各モジュールは各パイプライン段に、近傍接続を有する拡張ユニット（ＥＸ）を有している。「部分ビーム端」、「ビーム端」、及び「スライス端」とは、それぞれ、ある部分ビームの端、ある完全ビームの端、及びあるスライスの端のことである。各ボクセルは、それに関連付けられた制御ビットを有しており、部分ビームの端に到達すると部分ビーム端制御ビームが真にセットされ、スライスの端に到達するとスライス端制御ビームが真にセットされる。拡張ユニット（ＥＸ）に関しては後述する。本明細書において使用する完全ビームとは、一般に１つの行に全てのボクセルを含み、一方部分ビームは完全ビームを複数のより小さい部分ビームに分割した結果である。部分ビームは、等サイズであることも、そうでないこともできる。「ビーム」という語を使用する場合、それが完全ビームであるのか、または一般的な場合に完全ビームまたは部分ビームの何れであるかは文脈から明らかであろう。請求の範囲に使用されている「ビーム」は、少なくとも１つの完全ビーム及び部分ビームを含むことを意図している。特に説明はしない本発明のアーキテクチャの細部は、図１２−１６を参照して上述した親特許出願 08/388,06 6 のアーキテクチャと同一である。図２２は、本発明の描像パイプライン４４０を更に詳細に示すものである。図２２には三次元立体フレームバッファ４５０も示されており、これは個々のメモリモジュール４３８を含み、これらの各モジュールが描像パイプライン４４０の１つに接続されている。立体フレームバッファ４５０は、前述したように、ボクセルの分散スキュード記憶装置を提供するメモリモジュール４３８、並びにアドレスジェネレータ４５２及び制御ユニット４５４を含んでいる。立体フレームバッファ４５０は、描像パイプライン（ここでは全アーキテクチャを含むように使用する）内の唯一の段であり、グローバル位置情報を有している。これは、全てのパイプラインモジュールのための全てのグローバル決定を行う。その後の段は、立体フレームバッファにおいて生成された制御ビットに基づいて、それらの選択を行う。本明細書を通して以下の略語を使用する。（ｉ，ｋ）メモリ空間座標：ｋ＝メモリモジュール数、ｉ＝モジュール内のアドレス。（ｕ_d.ｖ_d.ｗ_d）データセット空間座標：右回り、ビュー独立、及び静的。（ｘ_p.ｙ_p.ｚ_p）パイプライン空間座標：右回り、ビュー従属、及びもし主ビュー方向が変化すれば変化。ｎ：立体データセットの１つの軸に沿うボクセルの数。ｐ：並列パイプラインの数。ｋ：現パイプライン数。ｂ：部分ビームの数（ｐ・ｂ＝ｎ）。Ｎ_s ：現スライス数。Ｎ_B ：現ビーム数。Ｎ_b ：現部分ビーム数。ＳＲ：線の開始のための制御ビット。ＥＲ：線の終わりのための制御ビット。立体フレームバッファ４５０は先ず現クロックサイクル中に、個々のパイプライン４４０を流れ下るべく出発するボクセルの位置を計算しなければならない。このための効率的な増分アルゴリズムは、現部分ビーム数Ｎ_b、ビーム数Ｎ_B、及びスライス数Ｎ_sのためのカウンタを記憶するのに、数ローカルレジスタを必要とするだけである。結果は、パイプライン座標系内の三次元ボクセル位置Ｐ＝（ｘ，ｙ，ｚ）である。視点Ｖもパイプライン座標系内に限定される。ボクセルのサイト線Ｓは、視点からボクセル位置までのベクトルである。図２３は、視点４１２、ボクセルまたはサンプル位置４５６、サイト線Ｓ４５８、パイプライン座標系４６０、及び三次元ボリューム４０６のデータセット座標系４６２を示している。ボクセル／サンプル位置４５６は、パイプライン座標系４６０内のベクトルＰによって限定される。視点４１２は、パイプライン座標系４６０内のベクトルＶによって限定される。従ってサイト線Ｓ４５８はベクトルＳ＝Ｐ−Ｖである。Ｓを正規化すると、ｄｘ＝Ｓ_x／Ｓ_z及びｄｙ＝Ｓ_Y／Ｓ_zが得られる。これらの正規化されたｘ及びｙ成分は、制御ユニット４５４（図２２参照）によって生成される二重線形（または、他の次数）補間重みを決定し、合成ユニット４６４（これも図２２参照）へ送られる。成分ｄｘ及びｄｙも範囲を調べられる。もし絶対値｜ｄｘ｜＞１、または｜ｄｙ｜＞１であれば、視角は45° を超えており、無効ビットが真にセットされる。１を超える範囲のボクセルを有効とするためには、アーキテクチャは最も近い近傍を越える接続を必要としよう。シェーディング段４６６は、無効ビットセットを有するシェードされたボクセルに完全な透明度（α＝０）を割当てる。親出願の実施例におけるように（再び図１２−１６参照）、任意の目視方向の場合には、三次元データ立方体４０４の少なくとも１つの面の法線は、サイト線Ｓ４５８の±45°以内にある。本発明の方法によって処理されるスライス４１４は、そのスライス（即ち、データセット４０４のその面）と平行である。従って最も近い近傍だけしか使用しないという制限が実行可能になる。平行目視の場合、全てのサイト線Ｓ４５８は同一であり、ボリューム４０４の１回の掃引で完全な画像を発生する。遠近投影モードでは、法線が±45°以内にあるボリューム４０４の面においても、サイト線Ｓ４５８はボリュームのデータセット４０４内の各ボクセル毎に異なる。これは特に、視点４１２がボリュームのデータセット４０４に近いか、またはそれの内側にある場合に起こり得る。これらの背景の下で完全画像を得るためには、データボリューム４０４を異なる処理方向に多数回掃引する必要がある。最終画像は、異なる基底面内の有効画素の領域から組立てられる。親出願 08/388,066 及びそれの親即ち祖出願 08/301,205 のアーキテクチャを含む説明中のアーキテクチャの全ては、同一メモリレイアウトを共用する。位置Ｐ’＝（ｕ，ｖ，ｗ）にあるボクセルは、メモリモジュールｋ＝（ｕ＋ｖ＋ｗ） mod ｐ内に格納される。これをスキュードメモリと呼ぶ。スキュードメモリは、部分ビット４４６の全てのボクセルが異なるメモリモジュール４３８内に存在するｘ、ｙ、及びｚ軸と平行になるように、メモリモジュールにまたがってボクセルを分散させる。従ってそれらには無競合でアクセスすることができる。パイプライン内の全ての計算はｚ軸に直角なスライス４１４に作用し、パイプライン座標４６０を使用する。ボクセルメモリアドレスを計算するために、ベクトルＰ＝（ｘ，ｙ，ｚ）はデータセット座標系４６２に変換しなければならない。変換されたベクトルＰ’＝（ｕ，ｖ，ｗ）はアドレスｉ＝ｕ div ｐ＋ｖｂ＋ｗｂｎ_y を計算するために使用される。データを格納しながら、位置（ｕ，ｖ，ｗ）にあるボクセルをメモリモジュールｋ＝（ｕ＋ｖ＋ｗ）mod ｐに書き込めるようにしなければならない。しかしながら、描像モードではこの計算は暗黙であり、各描像パイプライン４４０は、１つの専用メモリモジュール４３８を有しているに過ぎない。ボクセルが有効グラディエントを有している場合に限ってそれらのボクセルがシェードされるようにするために、重み及び制御部分４５４は、データセットの他端上に直接的な近傍を有する全てのボクセルのための無効ビットもセットしなければならない。これらのボクセルに関して、立体フレームバッファ４５０はＳＲまたはＥＲビットもセットしなければならないかも知れない。即ち、もし現ボクセルがデータセット４０４の最も左側のスライス上にあり、ｄｘが０より小さければ、ＥＲを真にセットすべきである。ＳＲ及びＥＲビットは合成ユニット４６４へ送られ、合成バッファをリセットし（これは、ＳＲによって行われる）、画素を最終画像に出力する（これは、ＥＲによって行われる）のを可能にする。制御ユニット４５４は、現部分ビーム４４６が完全ビーム４４８の最初のものである時には、ビームの開始（ＢＳ）ビットもセットしなければならない。このビットは上述した拡張ユニット内で必要とされる。最後に、最終画像をスキューされていない基底面位置へ出力するために、立体フレームバッファ４５０は各合成バッフア要素毎の画素アドレスを計算しなければならない。座標は以下の通りである。ｘ＝（Ｎ_b・ｐ＋ｋ−Ｎ₃−（Ｎ_B−１）mod ｎ＋Ｎ₃・Ａここに、ｄｘ＞０ならば、Ａ＝１ｄｘ＝０ならば、Ａ＝０ｄｘ＜０ならば、Ａ＝−１及び、ｙ＝（Ｎ_B−１）＋Ｎ₃・Ｂここに、ｄｙ＞０ならば、Ｂ＝１ｄｙ＝０ならば、Ｂ＝０ｄｙ＜０ならば、Ｂ＝−１再び図２２を参照する。各パイプライン４４０は更に、ＡＢＣグラディエント推定ユニット４６８、分類ユニット４７０、補間ユニット４７２、及び合成バッファ４７４を含むことが好ましい。分類ユニット４７０は、強度に基づいて不透明度のためのルックアップテーブルを含むことができる。もし望むならば、それをシェーディングユニット４６６の一部として形成することができる。もし望むならば、グラディエント推定ユニット４６８もシェーディングユニット４６６の一部として含ませることができる。この場合シェーディングユニットはＲＧＢ、 α、及び他の表示可能なパラメタを扱う。グラディエント推定ユニット４６８の機能のさらなる詳細を以下に説明する。図２４を参照する。本発明においてシェーディングに使用される好ましいグラディエントは中央差グラディエントである。その結果、グラディエントを計算するためには所与のボクセル（ｍで示す）の６つの軸整列した近傍（ａ−ｆで示す）が必要である。従って補間も、グラディエント保証も必要ではない。図２４において、ボクセルｆは前方スライス４６４内に含まれ、ボクセルｍ、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは現スライス４３６内に含まれ、そしてボクセルｅは後方スライス４６６内に含まれている。Ｇ_x、Ｇy、及びＧ_zグラディエント成分は、図２４に示されている式を使用して計算される。図２４が、６つの計算パラメタ、即ちボクセルａ−ｆのスキューされていない空間関係を示していることは理解されよう。グラディエント成分の計算に必要なボクセルは、３つの面（スライス）、即ち前面４６４、後面４６６、及び現面４３６内に存在している。前、後、及び現という用語は、スライスの処理順を表している。スライスは、それぞれ前、後、及び現に関してＡＢＣ（ahead、behind、及び current）と名付けた先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファ内に格納することができる。最も好ましくは、後及び現スライスをＦＩＦＯ内に格納し、前スライスは立体フレームバッファ４５０から直接到来することが好ましい。ＦＩＦＯバッファに関しては、図４６を参照して後述する。図２５は、考察中のスキューイングを有するグラディエント計算パラメタ間の空間及び時間的関係を示している。ボクセルｅが最初に読み込まれる。ｂ（ｎ− １）＝（ｓ−ｂ）サイクルの後に、ボクセルｃが同一パイプライン内で使用可能になる。ｂサイクル後に、ボクセルａが同一パイプライン内に、またボクセルｂが２パイプライン分だけ右に読み込まれる。そのパイプラインには、ｂ及びそれからｂ（ｎ−１）サイクル後にボクセルｄ及びｆも読み込まれる。３つのグラディエント成分を計算するために、これらのボクセルを使用できるように遅延させ、移動させる手法を、前述した信号フローグラフ（ＳＧＦ）を使用して以下に説明する。ＳＧＦに関しては説明済みである。さらなる詳細に関しては、ニューヨーク州 11794-4400 ストーニーブルックのニューヨーク州立大学ストーニーブルック校のコンピュータ科学学部から入手可能な、1997年１月に刊行された Hanspeter Pfisterの物理学博士論文「実時間ボリューム描像用アーキテクチャ」を参照されたい。始めに最も容易な、考え得るアプローチを説明し、その後の各図を新しい固有の考え方に追加することとする。新しい論理記号は、各ＳＦＧの下に説明されている。図２６は、グラディエントのｙ成分だけを計算するＳＧＦを示している。ボクセルｃ及びｄを同一パイプライン内で同一のクロックサイクルにおいて終わらせるために、ボクセルｃは遅延され、ボクセルｄは移動されている。従って、垂直グラディエント成分Ｇ_y＝−（ｃ−ｄ）の計算が可能になる。図２７は、最も近い近傍接続だけを使用するように図２６を変更したアプローチを示す。図２７のアプローチは、右のパイプラインからボクセルｄを受け、それを左のパイプラインへ送るために、１つの付加的なパイプライン段を必要とする。図２８では、対応する中心ボクセルｍをも保持しているそのパイプラインにおいてｙグラディエントが計算されるように、送り方向が変化している。図２９から、部分ビーム４４６が、各完全ビーム４４８全体にタイル張りされていることが分かるであろう。図２９は、スキューされた空間内に２つの完全ビーム４４８を示しており、各完全ビームは５つの部分ビームを有している。シェードされている円は異なる強度を有するボクセルを表している。図２９に示す例では、各部分ビーム４４６は４つのボクセルを有している。矢印は、所与のボクセルが、矢印が指している他の所与のボクセルの左近傍であることを示している。最も右のパイプライン内のボクセルは、通常は１クロックサイクル後に最も左のパイプライン内のボクセルの左近傍である。従って、右送りするには、１クロックサイクルの間最も右のボクセルを緩衝する必要がある。この緩衝は、論理的に次の部分ビームを拡張する。従って、あるビームの最も左及び最も右のボクセルも近傍である。従って、右送りするには、そのデータを最も左のビームへ送る最も右のパイプラインが必要である。不幸にも、それは完全ビーム処理時間（ｂサイクル）後にそこへ到達するが、これでは遅過ぎる。図１２−１６に示す親出願 08/388,066 のアーキテクチャは、可能な限り早くビームを読み込むことによってこの問題を処理しているが、データの処理はｂサイクルだけ遅延する。これは全ビームの緩衝を必要とする。図３０には、ビームの始まりが１部分ビーム分右へシフトしているような優れたアプローチが示唆されている。左行４６８は、処理中の部分ビームを示し、一方図の右行４７０は処理中の部分ビーム４４６を示している。列４６８と４７０との間を走る矢印は、同一データを含んでいる部分ビーム４４６を接続する。読み込まれる最初の部分ビーム４４６は、ｂ−１サイクルの間拡張ユニット内に緩衝される。後続する部分ビームは、それらのデータを直ちに処理する。最後の部分ビーム４４６が完了すると、その最も右のボクセル及び拡張バッファからのボクセルが、最初の部分ビームに対する計算を遂行するために使用される。このようにして、データを右へ送る各段毎の拡張バッファは、完全ビームサイズから部分ビームサイズに縮小する。これは、本発明のアーキテクチャのスケーラビリティを増加させる。図３１は、図３０に関して今説明した部分ビームの終わりの間のラップアラウンド接続を記述するアイディアを使用するＳＦＧを示している。図３１は、上述した拡張ユニットＥＸも示している。拡張ユニットは参照番号４７２によって示されている。図３１に示すように、拡張ユニット４７２は、入力データｘを受ける第１の入力４７４と、制御ユニット４５４からのＢＳ（または他の）ビットを受ける第２の入力ポート４７６とを有している。通常は、入力データｘは第１の出力ポート４７８へ直接送られる。しかしながら、もしＢＳ（または他の）ビットが真であれば、ｘの値はＤフリップフロップ４８０内に格納され、ｘの古い値がデマルチプレクサ４８２を通して出力ポート４７８へ送られる。図３１にはビーム開始制御ビット（ＢＳ）が図示されているが、拡張ユニットＥＸ４７２は例えば前述した部分ビームの終わり、ビームの終わり、またはスライスの終わり制御ビットのような本発明に使用される何等かの制御ビットについても同様に機能する。図３２は、信号ＳＦＧにおける完全なｘ、ｙ、及びｚ計算のための第１の代替を示している。図３２の構成は、ピンカウントを最小にするように設計されている。パイプライン４４０間には２つの交差だけしか必要としない。従って左及び右パイプラインへの接続、並びにボクセル当たり 16 ビットを考えると、図３２に従って製造されるモジュールは２×２× 16 ＝ 64 入力／出力ピンを必要とすることになる。欠点は４つの完全スライスバッファが必要なことである。図３３では、図示構成のために２つの完全スライスバッファを必要とするだけである。図３３の構成は、オンチップバッファサイズを最小にするように設計されている。しかしながら、図３３の各パイプライン４４０は、１つの近傍パイプラインへの６つの接続を必要とする。従って、６×２× 16 ＝ 192入力／出力ピンが必要である。図３２及び３３に示す構成では、もし４つの最上位ビットだけをパイプライン４４０にまたがって送るのであれば、ピンカウントを 75 ％まで減少させることができる。もしシェーダ４６６が、計算すべきグラディエント成分の４つの最上位ビットだけを使用するのであれば、このアプローチを実現することができる。図３２及び３３に示すシステムのハードウェア要求をまとめると以下のようになる。本発明によるシェーディング及び分類装置及び方法を以下に説明する。シェーディング及び分類は、特に図１２−１６を参照して説明した親出願 08/388,066 のシェーディング及び分類技術と同一である。シェーディング段またはユニット４６６及びパイプライン４４０内の他の成分とのその相互関係は図２２に示してある。一旦ボクセル強度及び対応するグラディエントが使用可能になれば、シェーダ４６６は、強度をＲＧＢカラーテーブルへの索引として使用し、グラディエントを反射率マップへの索引として使用する。カラーテーブルには、異なる色に対する異なる強度がマップされている。色伝達関数は、データをオン・ザ・フライでセグメント化するために使用される。反射率マップは、主目視方向及びどのような表面配向にも沿う線についての照明式の量子化された解テーブルである。シェードされたボクセルの最終の色は、これらのテーブルから戻された値から構成される。最もコンパクトな実施では、カラーテーブルからのＲＧＢ値と反射率マップから得た強度とを乗算する。グラディエントユニット４６８、分類ユニット４７０、及びシェーディングユニット４６６の上記説明も参照されたい。画素は典型的にはＲＧＢＡによって表される。ここに、Ａは不透明度αを表している。各ボクセル毎の不透明度は、ボクセル強度及びグラディエントの大きさに依存する分類関数によって決定される。この関数は、別のルックアップテーブル内に格納されている。異なるアルゴリズムを使用してテーブルを埋めることによって、Ｘ線、表面、霧等のような極めて柔軟な目視モードが可能になる。ＲＧＢＡの代替として、本発明の装置及び方法にＲＧＢＴを使用することができる。但し、Ｔは透明度ｔを表し、透明度ｔは１−αに等しい。合成計算を簡易化するために、もし望むならば、透明度を不透明度αに置換することができる。各サンプル毎の透明度は、所与の位置のサンプル値及びグラディエントの大きさによって索引される「伝達関数」ルックアップテーブルから取り出すことができる。このような透明度テーブルによれば、不透明度テーブルに関して説明した柔軟な目視モードも可能になる。本発明に使用される合成を以下に説明する。後・前または前・後の何れかの合成を使用することができる。通常、この選択は主目視方向に依存する。もし、データセット座標系４６２において視点４１２がデータセット４０４の左方、上方、または前方にあれば、通常は前・後合成が使用される。視点４１２がこれらの位置以外に位置していれば、通常は後・前合成が使用される。ここでは、データセット座標系において、視点がデータセット４０４の左方、上方、または前方にある時にはその視点が三次元バッファ４５０の前方にあると呼び、視点が右方、下方、または後方にある場合にはその視点を三次元バッファ４５０の後方、または背後にあると呼ぶ。好ましい合成方向は、三次元ボリュームのデータセット４０４のスライス４１４を通して前・後掃引とすることに注目されたい。しかしながら、後・前掃引を使用する場合には、視点４１２をデータセット４０４の前方に置いて後・前合成を使用することができ、視点４１２を後方に置いて前・後合成を使用することができる。後・前合成の場合、以下の式を使用する。Ｃ＝（１−Ａ_new）Ｃ_acc＋Ｃ_new Ａ＝（１−Ａ_new）Ａ_acc＋Ａ_new 代替として、前・後合成の場合の式は、Ｃ＝（１−Ａ_acc）Ｃ_new＋Ｃ_acc Ａ＝（１−Ａ_acc）Ａ_new＋Ａ_acc である。Ｃ_newは、何等かのシェードされたボクセル色成分（ＲＧＢ）のために使用され、Ａ_newは、分類されたボクセル不透明度のために使用される。下添字“acc” は、合成バッファ４７４から取り出された対応累積値のために使用される。図３４を参照する。上述した合成式は図３４のＣ_k円において評価される。箱４８４で示されている二重線形補間は、各パイプライン４４０毎に補間ユニット４７２を含むことを意図している。二重線形補間以外の他の型の補間も使用できることを理解されたい。Ｓ_kを囲む円は、シェーダ段４６６及び分類段４７０からの新しい画素を表している。Ｃ_kを含む円は、新しい及び累積された画素の合成を表している。合成バッファ４７４の好ましい形状は、ＲＧＢＡ値の完全スライスのための容量を有するＦＩＦＯである。合成ユニット４６４は、好ましくは新しい値をスライスＦＩＦＯの底部へ書き込み、一方補間ユニット４７２は好ましくは頂部から読み出す。これらの関係は図２２に示されている。ＦＩＦＯ合成バッファ４７４の２つの事例のための記憶容量及びピン要求を以下に示す。本発明の補間ユニット４７２に関して以下に説明する。補間ユニット４７２は二重線形補間ユニットであることが好ましい。二重線形補間ユニットの目的は、合成バッファ面４３２と、既にシェード済みのボクセル（図１９参照）を通るサイト線との交点における色を決定することである。視角は±45°に制限されているので、サイト線増分ｄｘ及びｄｙが境界を画されていることを思い出されたい。従ってこの交点は、現ボクセルの周囲の３×３領域内に限って発生することができる。図３５は、現ボクセルｍ、及び多分ボクセルｍに影響し得る先行スライスからのボクセルａ−ｉのスキューされた相対位置を示している。即ち、図３５は、上述した３×３領域内のボクセルのスキューされた関係を示している。データをその領域からボクセルｍが存在するパイプライン４４０へ転送するためには、最小４つのパイプライン段が必要である。３つはそれらのデータをそれらの右近傍へ送るためのものであり、１つはそのデータを左へ送るためのものである。図３７に示すこの最適構成を、以下に説明する。図３５を更に参照する。ボクセルｍに対するボクセルａ−ｉのスキューされていない位置が４８６に示され、スキューされた位置を４８８に示す。図に示されている“％ｐ”は、コンピュータ科学分野においては公知のようにモジュロ演算を表している。即ち、ａ％ｐは、ａをｐで除して剰余を取ることを意味し、例えば 10 ％８＝２である。引き続き図３５と共に、図３６及び３７も参照する。単にｄｘ及びｄｙの符号を評価することによって、可能な領域を３×３領域から２×２領域まで減少させ得ることが理解されよう。各事例において、図３６及び３７に示す第１の２つの段を参照されたい。これらの図内の第２の２つの段は、これらの４つの合成バッファ画素から実際の二重線形補間を計算する。図１９及び３６には、サイト線増分から補間重みの従属性を求める適切な式が示されている。図３６は、後・前合成をするものとして図３７のパイプライン段４４０の機能を示している。前・後合成の場合には、ｄｘ及びｄｙは反対の符号を有しており、計算が僅かに変化する。図３８は、本発明の線スライス掃引方法のエネルギ分散４９０を、線投射技術のそれ４９２と対比させて示している。従来の線投射では、各ボクセルは最大４つの線に貢献できるだけである。従って、画像面上のボクセルエネルギ分散は極めて鋭い縁を有している。本発明の線スライス掃引技術では、ボクセルのエネルギは線方向に沿って集中しているが、それは各スライスの近傍ボクセルまで広がっている。この広がりは、二重線形（または他の）補間によって生じたものである。従って平均すれば、二重線形補間の場合、各ボクセル貢献度の 1/4は次のスライスに最も近い４つのボクセルに向かって流れる。その後のスライスでは、それらは９つの画素にわたって広がるが、中心に再混合もする。その結果、エネルギ分散関数は、図３８の事例４９０に示すようにｙ軸を中心として回転された急速に減衰する関数ｆ（ｘ）＝１／ｘ²の離散近似である。これは、スプラッティング技術に使用されるフィルタ核と極めて類似しており、自動的に反エイリアシングを提供する。図３９は、三次元ボクセル４０４内に含まれるデータへのスライス順アクセスを更に説明する図である。本発明の装置及び方法においては、所与のデータの立方体４０４の場合、ボクセルの所与のスライスからの全てのボクセル要素４９４は、次のスライス４１４から何れかのボクセル要素４９４にアクセスされる前に処理される。図３９は、データセット４０４の後・前処理を示している。暗くシェードされたスライス４１４は、Ｚ＝ｎを有する最初に処理されるスライスである。これに続いて、スライスは連続的な順番で処理され、最終処理はＺ＝０におけるシェードされてないスライス４１４上で行われる。前・後処理では、スライスは逆の順番で処理される。スライス４１４全体は、入力データの次のスライスへ移動する前に処理されるから、部分的に合成された線のスライスは方法の各ステップにおいて格納され、データの次のスライス４１４が処理される度にスライスバッファを用いて合成される。従って、本発明のスライス順方法は各ボクセル４９４に１回だけアクセスするだけでよく、より多くのバッファ記憶容量を必要としない。本発明の１つの好ましいスライス順合成計画では、データは、眼点から画像画素を通り、次いで三次元データ４０４を通る線に精密に沿う規則的な手法でサンプルされるのではない。その代わりに、データは、各スライス４１４上の格子点において正確にサンプルされ、次いで眼から格子点（データがサンプルされた）を通り、合成バッファ上に達するショットである方向線を使用してスライスバッファと合成される。本発明の方法の実施に使用するのに適する本発明のハードウェアアーキテクチャは、各格子座標毎に分離したパイプライン／プロセッサを有し、合成情報をそのチップ・離散格子座標上に緩衝することができる。以下に、スライス順線投射と命名した本発明による装置及び方法の別の好ましい形状に関して説明する。スライス順線投射は、前記親及び祖出願に関して説明した線投射に類似した方法で、データサンプリングと、今説明したスライス順処理のボクセルアクセスパターンとを組合わせたハイブリッドである。これは、データを通して線を投射するが、情報は離散した格子位置に格納することによって達成される。それでも処理はスライス順に行われるから（他のスライス順方法のように正確な格子座標で行う代わりに）、二重線形（または他の）補間を使用することによってデータは各スライス内の、線と現スライス面との交点においてサンプルされる。好ましい二重線形補間に必要な全ての点は、現在処理中のボクセルのスライス内で組合わされるから、従来の線投射で遂行される三重線形補間より簡単でありながら、正確な格子座標でのサンプリングより正確である。本方法がデータセットを通して移動すると、線と現スライスとの交点は現格子位置から立ち去る。このオフセットは格納され、累積される。線が別の格子位置の方により近く移動すると合成情報が移動して、その別の格子位置内に格納される。換言すれば、各線の合成情報は、線と現スライスとの交点に最も近い格子位置に格納されるのである（三次元 Bresenhanラインステッピングに類似）。図４０を参照する。図４０は、ｚアクセススライス順処理の場合の三次元ボリュームデータ４０４内の一定のｙ座標面を表している。平行投影での後・前処理の場合には、本方法は、スライス３のための初期合成バッファを作成することから開始される。初期合成バッファは格子座標上でサンプルされ、背景と合成されたシェード済みの分類された点を含む。線４９６が、スライス３内の位置Ｘ₀のボクセルから眼点（視点）４１２まで示されている。黒いドットは、線４９６のためのデータが格納される格子点座標を表している。スライス２及び３に対応する最初の２ステップでは、データがＸ₀格子座標に格納されることが分かるであろう。しかしながら本方法の２ステップの後には、線４９６のためのデータは（スライス１内のＸ₁に含まれる黒いドットによって示してあるように）格子座標Ｘ₁にシフトする。データが新しい格納位置にシフトすると、そのオフセットは単位距離によって調整される。この場合には、データはそれがシフトする時点のオフセットは 0.6単位であり、0.6 −１＝−0.4 に等しい。平行投影の場合、線の間に規則的なデータ運動パターンが存在する。線が次の格子位置までシフトしようとするスライスでは、そのスライスバッファ全体内の全ての線も一緒にシフトする。しかしながら遠近投影の場合には、１つの線を特定の格子座標に格納しようとする位置が存在し、既にその格子座標を占めている線は、未だに移動するのに充分なオフセットを累積していない。この型の状況に対処するために、線併合または線分割アプローチを使用することができる。遠近ボリューム線投射では、ボリュームの前面で１単位離れている線は、ボリュームの後面から出る時には１単位より多く離れる。チェックされない近傍線はボリュームのサンプリングに間隙を残すかも知れないので、ある形状のスーパーサンプリングが必要である。線分割は、均一な線密度を維持するための適応スーパーサンプリングのアイディアである。前・後合成では、近傍線があるしきい値を超えて発散すると、線は２つの子線に分割される。ニューヨーク州 14850イサカのコーネル大学におけるコンピュータグラフィックスのプログラム、Computer Graphics, SIG-GRAPH'90 の 95-100 頁に所載のK．L．Novins、F．X．Sillio n、及び D．P．Greenbergの論文「遠近投影を使用するボリューム描像のための効率的な方法」は、主メモリ記憶に伴う問題を処理するために、ソフトウェアボリューム描像システムと共に使用することを意図した方法が記述されている。この論文に記載されているアイディアは、本発明における併合問題を処理するのに採用することができる。線を分割することに伴う１つの問題は、近い将来に分割線自体が衝突し合うのを防ぐのが困難なことである。これを防ぐためのローカルな方法では不十分であるが、グローバルな方法では実時間で相互作用させるには複雑過ぎる。線併合は線分割に類似しているが、それが前・後の順番に走ることが異なっている。２つまたはそれ以上の線が突然、１つの格子座標格納位置を使用することを意図すると、２つの親線が平均されて新しい子線が生まれる。平均された強度、不透明度、及びオフセットを有する新しい線が、現格子位置から眼に向かって直接発射される。遠近投射で遭遇する別の問題は、時折、線が近傍格子座標内へシフトし、その元の格子座標内に他の線がシフトして来ないことである。これが発生すると、その格子座標から開始されて眼点（即ち、視点）に向かって発射されるようにオフセットが０である新しい孤児線が生成される。図４１を参照する。図示のように多数の線を遠近併合線樹木に併合することができる。図４１では、処理順序は図の上から下へであり、各ステップ毎に徐々に眼点（即ち、視点）へ近づいて行く。図の最上部に位置する後方スライス４９８は、オフセットが０である複数の新しい線（破線によって指定されている真の線）を各格子位置４３４（白丸で示す）に生成することによって初期化される。処理が次のスライス５００へ移動すると、同一の行を共有しようとする２つの線５０２、５０４が存在し、これらは新しい線５０６に併合しなければならない。第３のスライス５０８を処理する時に、２つの２ウェイ併合が存在し、白丸５１０によって示されている格子点位置において新しい線が生成される。その直上のデータ経路が右にシフトし、一方左上のデータ経路は対応してシフトしないので５１０において新しい線が必要なのである。黒い実線は格子を通るデータ経路を表し、それらが格子点位置間だけに伸びていることに注目されたい。もし新しい線が５１０から出発しなければ、ボクセル位置における照明が最終画像内に表されなくなり、描像された物体内に視覚的な空隙をもたらすことになる。次の（第４の）スライス５１２では、５１０において新たに生成された線はその左近傍と併合される。この点において、左副樹木は４つのボクセルの貢献を、また右副樹木は１つのボクセルの貢献を表している。もし単に２つの線の副樹木の平均強度を取れば、併合された線内で１つのボクセルの貢献は過大に表され、他の４つは過少に表されることになる。このような複雑さを回避するために、新たに生成された線の強度を、線の適切な近傍の平均強度を用いて初期化することが好ましい。例えば、視点４１２から新たな線の点を通って合成バッファとの交点まで線を辿ることができる。次いで、その交点を取り囲む４つの画素上で二重線形補間を遂行し、交点からの距離に基づいて重み付けすることができる。図４１の白四角は基底面４０８の画素を表し、ｘは処理済みではあるが 45°を超えているために最終画像に貢献しないボクセルを表している。“ｘ”ボクセルは、親出願 08/388,066 におけるように、異なる基底面を有する第２の描像経路において貢献することができる。１つより多くの線を単一の列上に同時に収束させる時点が存在することが理解されよう。例えば、眼が列の１つと一直線に整列している対称二次元の場合を考える。左側の線が最終的に中心の列に併合される場合、右側の線も対称によって併合される。このような事例は屡々発生するものではないが、それは支援されなければならない。二次元事例の場合には、最大３つの線を同時に併合することができるが、三次元事例の場合には最大９つの線を単一の線に併合できることを理解されたい。任意の眼点（即ち、視点）に対する線併合決定を評価するためのシミュレーションを開発した。このシミュレーシュンを使用すると、本発明の方法の種々の統計的特性が、256 ボクセルの方形二次元格子上で評価される。10.1 ％の新たに生成された線が遭遇し、13.3％の２ウェイ併合ステップが遭遇し、そして 6.4× 10^-7％の３ウェイ併合ステップが遭遇することが分かった。平均 8.1％のスライスに併合を生じている。これらのパーセンテージは、３Ｄ格子内のボクセル位置の総数を基にしている。図４１に示す線併合方法は、若干の数の二重線形（または、他の次数の）補間も遂行するが、全てのステップよりも遙かに少ない頻度であることに注目されたい。以上のように、図４１に示す線併合方法は、ある固有の反エイリアシングの点から有益である。平均すると、１つの併合ステップは、 8.1 スライス毎に遂行される。これは反エイリアスされた画像をもたらす便益を有している。上述したスライス順線投射方法では、それでもデータは補間される（好ましくは二重線形）ので、それらが処理できるようになるまでデータ点を緩衝する必要がある。エネルギスプラッティングアプローチは、各スライスにおいて線に沿ってボクセルデータを再サンプルする必要はない。その代わりに、データが既にサンプルされ格納済みの格子座標上のデータ点を使用する。そのデータ点のＲＧＢ及びαエネルギは、一種の逆二重線形（または他の次数）補間によって、合成バッファ上で、眼からの線データ点を通って合成バッファと交わる交点を取り囲む４つの格子座標点まで広がる。図４２を参照する。眼（即ち、視点）は４１２で示されている。５１４で示されているスライスｎは、現データを含む面である。スライス５１６は、合成バッファに関連付けられた値を含んでいる。線５１８は視点５１２から現データ面スライスｎ内の格子点位置５２０を通って発射されている。線はｘ印の位置において合成バッファと交わる。データ点５２０のためのＲＧＢ及びαエネルギが、ｘ印からの破線で示されているように複合バッファ内の４つの隣接格子座標点まで広がっている。スライス順エネルギスプラッティングアプローチはボクセル緩衝を節約し、またより正確なグラディエント測定が得られる。新しいデータ点が合成バッファ（スライス５１６）内へ合成された後、合成バッファは前方へスライドし、データ内の前方の次のスライスの処理の準備を整える。合成バッフアが前方へスライドする時に、線が眼点に向かって発射される。各格子座標位置にデータが格納される場所のオフセットが、再び累積され、格納される。前述した線投射アプローチと同様に、合成バッファデータは線に沿ってスライドし、それ自体を、線の現位置に最も近い格子座標内に格納する。併合及び新しい線は、線投射と同じ手法で扱われる。本方法の完全三次元シミュレーションを開発し、Silicon Graphicsワークステーション上で実施した。本方法は、ボリューム線投射を遂行し、スライスからスライスへの処理順序で、固定された数の線を使用するソフトウェア及びハードウェアの両者に適している。スライス当たり一定数の線は、現在提唱されている多くの平行アーキテクチャのように、線を一定数のプロセスに写像する時に完全な負荷平衡を発生する。好ましい二重線形補間は、三重線形補間よりも緩衝が少なくて済むのでこの方法は記憶容量に対する要求を最小にする。更に、各ボクセルが１回読み出されるだけであるので、帯域幅に対する要求が減少する。本方法は分類及び照明モデルには無関係であり、得られる画像はサイズｎ²の基底面画像であり、これが二次元ワープによって画像面上へ投影される。上述した本発明の方法及び装置を、図４３及び前述した図面を参照して以下に説明する。本発明の線スライス掃引方法は、複数の画素を有する三次元ボリューム投影画像を生成する。画像は視点４１２から生成され、離散したボクセル４９４を使用し、前述した立体フレームバッファ４５０内に格納できる三次元ボリューム４０４に配列される。各ボクセル４９４は１つの位置と、それに関連付けられた少なくとも１つの基底面４０８とを有している。本方法の第１のステップは、目視及び処理パラメタを選択して視点４１２と、ボリューム４０４を含む三次元バッファの少なくとも１つの基底面４０８（投影の目的のために使用される）と、三次元バッファ４５０の最初と最後の処理スライス５２２、５２４とを限定することを含む。図４３に示すように、最初のスライス５２２を通常はスライス０と考え、最後の処理スライス５２４を通常はスライスｎ−１と考える。図４３に示す事例では、ｎは４に等しい。本方法のさらなるステップは、上述した合成バッファ４７４のような合成バッファを初期化することを含む。合成バッファは複数の画素を有し、各画素は少なくともそれに関連付けられた色、透明度、及び位置を有している。本方法のさらなるステップは、ボクセル値を三次元バッファ４５０から最初の処理スライスに平行なサンプル点の現スライス上へサンプリングし、サンプル点値を求めることを含む。図４３では、スライス１（参照番号５２６）が最初の処理スライス５２２に平行な現スライスであり、その上にボクセル値が三次元バッファ４５０からサンプルされる。図４３は、スライス１（参照番号５２６）が現処理スライスである場合を示している。サンプリングスライスの最初の実行中は、最初の処理スライス（スライス０、参照番号５２２）が現スライスであったことは理解されよう。この場合の初期化は、例えば背景との組合わせを含むことができる。本方法の別のステップは、サンプリングステップからのサンプル点値と、複数のスライス間線セグメント５２８に沿う合成バッファの画素とを組合わせることを含む。スライス間線セグメント５２８は、現スライス５２６と、合成バッファに関連付けられた隣接スライス（ここでは、５２２）との間だけに伸びている。上述したように、最初の処理スライスであるスライス０（参照番号５２２）は、好ましくは背景との組合わせによって、合成バッファ内に初期化されている。サンプリング及び組合わせステップは、最初の処理スライスに平行なサンプル点のその後のスライスを、最後の処理スライス５２４に到達するまで順次に掃引することによって繰り返される。順次掃引中、その後の各スライスが順番に現スライスになる。現スライス（ここでは、スライス５２６）内の各ボクセルは、通常は合成バッファスライス（ここでは、スライス０、参照番号５２２）まで伸びる関連付けられたスライス間線セグメント５２８を有している。明瞭化のために、図には３つのスライス間線セグメント５２８だけを示してある。本発明による第１の好ましい方法では、サンプリングステップは、格子点に一致するサンプル点（即ちスライス１のボクセル４９４の位置）を用いて、ボクセル値を三次元バッファ４５０（ボリュームデータセット４０４を含む）からサンプル点の現スライス５２６の格子点上に直接サンプリングすることを含む。この状態を図４３に示す。更に組合わせステップは、好ましくは複数のサイト線５２８を視点からサンプル点５２６の現スライス内の格子点を通して投射するサブステップを含む。次いで、スライス間線セグメント５２８を、現スライス５２６のサンプル点から合成バッファに関連付けられた隣接スライス５２２まで、サイト線５３０に沿って伸ばす。スライス間線セグメント５２８は、ｘ印で示す複数の交点５３２において隣接スライス５２２と交わる。図４３には、明瞭化のために３つの交点５３２だけを示してある。更に、第１の好ましい方法では、サンプリング及び組合わせステップを繰り返すステップは、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線５３０を再投射することを含む。本方法の第１の好ましい形状は、少なくとも１つの０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間、及びそれらの適応組合わせを遂行する付加的なステップを含む。上述した二重線形補間が好ましい。この補間は、補間済みの画素値と現スライス５２６のサンプル点との組合わせを得るために、交点５３２に隣接する合成バッファ（スライス５２２）の画素間で遂行される。二重線形補間の場合、交点５３２を包み込む方形の頂点を限定する４つのボクセル（合成バッファ内の画素）が使用される。次数２の補間の場合には、最も近い近傍を中心とする９つの最も近い点が使用される。次数３の補間の場合には、内側及び外側方形が使用される。当分野に精通していれば、本方法に対して他の型の補間をどのように適用するかは明白であろう。前述したように、視点４１２はボリュームのデータ４０４を含む三次元バッファ４５０の前方にあり、最初の処理スライス５２２は通常はバッファの前方にあり、そして最後の処理スライス５２４は通常はバッファの背後にあって前・後掃引が遂行されるようになっている。この場合、図１９に示し、説明したように、前・後合成も好ましく遂行される。好ましい方法は、図４３に示すように前方にある視点４１２を用いて遂行することもできるが、最初の処理スライスとしてスライス５２４を使用し、最後の処理スライスとしてスライス５２２を使用して後・前掃引を遂行することもできる（図３９参照）。この場合、組合わせは、図１９に示した後・前合成技術を使用し、視点４１２に対して後・前から遂行される。合成以外の他の型の組合わせ技術も使用することはできるが、合成が好ましいことは理解されよう。更に第１の好ましい方法においては、図１８に示すように、視点４１２が背後にある時に、前・後掃引及び後・前合成を遂行することができる。この場合、最初の処理スライスはスライス５２２であり、最後の処理スライスはスライス５２４になる。図１９に示す後・前合成が使用されよう。掃引に対する後方及び前方は、データセット座標内に限定され、一方合成に対する後方及び前方は、眼（視点４１２）に対してであることは理解されよう。第１の好ましい方法の最終事例では、視点４１２がデータセットの後方にあり、最初の処理スライスが３Ｄバッファ（スライス５２２）の後方にあり、そして最後の処理スライスが三次元バッファ（スライス５２２）の前方にある。この場合、組合わせは、例えば図１９の前・後合成技術を使用して、視点４１２に対して前・後から遂行される。簡潔化のために、ここに、及び先行パラグラフで説明されている掃引及び合成順オプションを以下に「掃引／合成順オプション」と呼ぶ。図４４は、本方法の第２の好ましい形状を説明する目的のものである。この第２の好ましい形状の合成ステップは、複数のサイト線５３０を、視点４１２から合成バッファに関連付けられた隣接スライス５３６内の位置を通して投射するサブステップを含む。これらの位置は、合成バッファ内の画素の格子点位置（関連付けられたスライス内のボクセル４９４）に対応している。サイト線５３０は、ｘ印で示されている複数の交点５３８において現スライス５３４と交わる。サンプリングステップは、０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間及びそれらの適応組合わせの少なくとも１つを遂行することによって、ボクセル値を三次元ボリューム画像４０４を含む三次元バッファ４５０から、複数の交点５３８上にサンプリングすることを含む。この補間は、複数の交点５３８に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値の間で遂行される。前述した二重線形補間が好ましい。更に、第２の好ましい方法では、サンプリング及び組合わせステップを繰り返すステップは、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線５３０を再投射することを含む。第２の好ましい方法における掃引／合成順オプションは、上述した第１の好ましい方法と同一である。本発明の第３の好ましい形状では、サンプリングステップ（図４３参照）は、格子点に一致するサンプル点を用いて、ボクセル要素４９４のボクセル値を、三次元バッファ４５０からサンプル点の現スライスの格子点位置上に直接サンプリングすることを含む（図４３参照）。更に、組合わせステップの最初の実行は、複数のサイト線５３０を視点４１２からサンプル点の現スライス５２６の格子点を通して投射し、スライス間線セグメント５２８を現スライス５２６のサンプル点からサイト線５３０と合成バッファとの交点５３２まで伸ばすサブステップを含む。本発明の方法の第３の好ましい形状は、０次、１次、２次、３次、またはより高次の補間及びそれらの適応組合わせの１つを遂行することをも含む。補間は、合成バッファ（スライス５２２）の画素（ボクセル要素に対応する）の間で遂行され、現スライス５２６のサンプル点と組合わせる補間済みの画素値を得る。補間及び組合わせの結果は、累積されたオフセットと共に、サイト線５３０と合成バッファ（スライス５２２）との交点５３２に最も近い合成バッファ内の画素のそれらの格子点位置内に格納される。第３の好ましい方法は、２つまたはそれ以上のスライス間線セグメント５２８の併合、または少なくとも１つのスライス間線セグメント５２８の分割の何れかを遂行することをも含む。２つまたはそれ以上のスライス間線セグメント５２８の併合は、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされた時に遂行される。併合に関しては図４１を参照して説明済みである。分割は、隣接するスライス間線セグメント５２８が所与の発散しきい値を超えて発散すると遂行される。発散しきい値は、以下のようにして選択される。発散は始め０から開始させることができ、それが１の発散しきい値を超えるた時に分割を遂行することができる。これは、何れか２つの線間の空セルに対応する。代替として、線はそれらの間の１の距離から開始させ、２の発散しきい値を超えた時に分割を遂行することができる。分割に関しては説明済みであるが、詳細は更に後述する。第３の好ましい方法は、その後のスライスを順次に掃引する間、組合わせステップの最初の実行中に形成されたサイト線５３０を維持するステップをも含む。図４０を参照する。換言すれば、新しい各スライスが横切られる時には、サイト線は再放射されない。しかしながら、併合または分割の何れかが遂行される場合には、新しいサイト線が放射される。図４１に示すように、新しいサイト線は、併合が遂行されると視点４１２から同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで生成される。この予め選択された位置は、前述したように、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を格納する試みがなされた同一格子点の近傍内にあろう。新しいサイト線を同一の格子点位置へ投射することはできるが、２つの併合線の累積されたオフセットに依存して、右または左へ±1/2 だけ初期オフセットさせて開始させることができる。代替として、後述するように、分割が遂行される場合には、視点から現スライス内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線が生成される。新しいサイト線を生成するためのこれらの予め選択された位置は、以下のようにして選択することができる。もし分割すべき単一の線が２つの格子点の中間点を正確にヒットすれば、２つの新しい線を隣接する格子点位置から開始させることができる。もし単一の線が最も左の格子位置に近い方をヒットすれば一方の開始点を左にシフトさせ、古い線に初期オフセットを与えて中央に維持することができる。同様に、もし単一の線が右に近い方をヒットすれば、開始点を右にシフトさせ、古い線に初期オフセットを与えて中央に維持することができる。最後に、第３の好ましい方法は、図４０に示すように、累積されたオフセットが、例えば隣接する格子点の中間点の半分より多い所定の値を超えた時に、補間及び組合わせの結果を隣接格子点位置内に格納することを含む。この格納は、新しく累積されたオフセット値と共に行われる。例えば図４０において、結果は、始めに黒丸で示す最も左のボクセル内のスライス２に、0.3 の累積されたオフセットと共に格納される。スライス１に到達すると、累積されるオフセットは 0.6 であり、黒丸で示す隣接格子点が結果を格納する適切な場所である。右までの変位は１であるから、0.6 から１を差し引くと−0.4 のオフセットが得られ、これが新たに累積されるオフセット値である。第３の好ましい方法では、組合わせステップが視点４１２に対して後方から前方へ遂行されると、好ましくは併合が遂行される。この状態を図４１に示す。最も好ましくは、補間ステップにおいて二重線形補間が使用される。また第３の好ましい方法においては、好ましくは、組合わせステップが視点４１２に対して前方から後方へ遂行されると、スライス間線セグメント５２８の分割が遂行される。図４７は、前・後合成及び前・後処理（即ち、掃引）において分割を使用する第３の好ましい方法の形状を示している。各スライスが現スライスになり、分割が発生すると、視点４１２からサンプル点の現スライス内の格子点（白丸で示されている有効ボクセル）を通してサイト線５３０が投射される。線分割は、両端に矢印を有する水平の破線（アイテム５５０）によって表されている。この場合もｘ印は、45°を越えたボクセルを表している。第３の好ましい方法の特に好ましい形状には、三次元バッファ４５０を、ゾーン境界５４２によって分離された複数のゾーンに分割することからなる付加的なステップが含まれる。本方法の第３の好ましい形状において、三次元バッファ４５０を複数のゾーン５４０に分割するステップが使用される場合、併合及び分割はそれらのゾーン５４０に制限され、好ましくはゾーン境界５４２を横切って発生することはない。ゾーン境界５４２を決定する１つの好ましい方法は、視点４１２から基底面４０８に関連付けられた画素の境界（ボクセル４９４の二次元表現）を通って三次元バッファ４５０まで伸びる一般化された三次元ピラミッドを形成することである。図４５は簡易化のために二次元で示してあるが、図４５のゾーン５４０が一般化された三次元ピラミッドであることは理解されよう。ゾーン５４０の所与の１つに属するボクセル４９４にラベル付けするステップを遂行することも好ましい。例えば、図４５において丸で囲まれている全てのボクセル要素４９４にはラベル“γ”を与えてそれらがゾーン５４２の所与の１つに属していることを表明し、またこのゾーンのことをゾーンγと命名する。本発明による方法の第４の好ましい形状においては、組合わせステップの最初の実行は、複数のサイト線５３０を、視点４１２から合成バッファに関連付けられた隣接スライス５３６内の位置を通して投射するサブステップを含む（図４４参照）。これらの位置は、合成バッファ内の画素の格子点位置（ボクセル要素４９４の二次元表現）に対応する。サイト線５３０は、現スライス５３４と複数の交点５３８において交わる。スライス間線セグメント５２８は、合成バッファ内の画素の格子点位置から交点５３８まで伸びる。更に本方法の第４の好ましい形状では、サンプリングステップは、０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間、及びそれらの適応組合わせの１つを遂行することによって、ボクセル値を三次元バッファ４５０から複数の交点５３８上にサンプリングすることを含む。この補間は、複数の交点５３８に隣接するボクセル位置４９４に関連付けられたボクセル値の間で遂行される。二重線形補間が好ましい。本方法は更に、補間及び組合わせの結果を、累積されたオフセットと共に、合成バッファ内の画素の格子点位置内に格納する付加的ステップ（図４０参照）を含む。本方法の第４の好ましい形状は更に、図４１に関連して説明済みの２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの併合、または、少なくとも１つのスライス間線セグメント５２８の分割の一方を遂行することを含む。前述したように、併合は、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされた時に遂行され、一方分割は、隣接するスライス間線セグメント５２８が所与の発散しきい値を超えて発散すると遂行される。本方法の第４の好ましい形状は、組合わせステップの最初の実行において形成されたサイト線５３０を、その後のスライスを順次掃引する間維持することを含む。即ち、新しいサイト線は、通常はその後の各スライスが処理される時には投射されない。しかしながら、通常は併合及び分割の一方が遂行される場合、新しいサイト線が投射される。併合が遂行される場合には、視点４１２から同一格子点位置内の予め選択された位置まで新しいサイト線が生成される（前述）。一方分割が遂行される場合には、視点４１２から複合バッファ内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線が生成される（第３の好ましい方法の現スライスに関して説明済み、同じ考え方を適用）。併合及び分割に関しては説明済みである。最後に、図４０に示してあるように、本方法の第４の好ましい形状は、好ましくは、累積されたオフセットが所定の値を超えた時に、補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置内に格納することを含む。この格納は、累積されたオフセットの新しい値と共に行われる。本方法の第４の好ましい形状では、好ましくは組合わせステップが視点４１２に対して後方から前方へ遂行される時に併合が遂行され、一方好ましくは組合わせステップが視点４１２に対して前方から後方へ遂行される時に分割が遂行される。図４８は、前・後合成及び前・後処理（即ち、掃引）で分割を使用する第４の好ましい方法の一形状を示している。各スライスが現スライスになって分割動作が遂行されると、２つの新しいサイト線５３０が視点４１２から合成バッファスライス内の予め選択された位置５５２を通して投射される。本図でも線分割は、両端に矢印を有する水平破線（アイテム５５０）によって示され、またｘ印は 45°を越えたボクセルを表している。第３の好ましい方法と同様に第４の特に好ましい形状は、三次元バッファ４５０を、ゾーン境界５４２によって分離された複数のゾーン５４０に分割する付加的ステップを含む。第４の好ましい方法の場合には、併合及び分割は個々のゾーン５４０、及び所与のゾーン５４２の両側の隣接ゾーンに制限される。従って、所与のゾーン５４２の場合の併合及び分割は、その所与のゾーン５４０の各側の１つより多くのゾーン境界５４２を横切って発生することはない。この場合も、ゾーン及びゾーン境界は、画像の鋭さ及び正確さを強調し、エイリアシングを減少させるように選択される。また第３の好ましい方法と同様に、好ましくは、ゾーン５４０及びゾーン境界５４２は、視点４１２から基底面４０８に関連付けられた画素の境界（ボクセル４９４の二次元表現）を通って三次元バッファ４５０内へ伸びる一般化された三次元ピラミッドを形成することによって決定される。この場合も、ゾーン５４０の所与の１つに属するこれらのボクセル４９４に、ラベル付けすることができる。以上の好ましい方法の説明、及び以下の装置の好ましい形状の説明を通して、遠近投影は無限遠ではない距離にある視点４１２を用いて得ることができ、一方平行投影はデータセットから実効的に無限遠距離に視点４１２を位置決めすることによって得ることができることは理解されよう。本発明による装置を理解するために、図４６と共に前述した図２０及び２２を参照する。この装置の説明は、上述した方法の説明と共に読むべきである。線スライス掃引を介して平行法及び遠近法によりボリュームを実時間で視覚化する装置は、視点を限定する目視及び処理パラメタに応答する。装置は、視点からの三次元ボリューム投影画像を生成する。画像は複数の画素を有している。装置は、三次元バッファ４５０、グローバル水平通信を提供する画素バス４４２、複数の描像パイプライン４４０、及びメモリ４５０の一部として構成することができる制御ユニット４５４を含んでいる。三次元バッファ４５０は複数の離散したボクセルを格納し、各ボクセルはある位置と、それに関連付けられた少なくとも１つのボクセル値とを有している。三次元バッファ４５０は、複数のメモリモジュール４３８を含む。前述したように目視及び処理パラメタは、三次元バッファ４５０の少なくとも１つの基底面と、三次元バッファ４５０の最初及び最後の処理スライスとを限定する。各描像パイプライン４４０は複数のメモリユニット４３８の対応する１つと、画素バス４４２とに縦に結合されている。各描像パイプライン４４０は、多くとも２つのその最も近い近傍、即ち両側の近傍と横方向に連絡している。各描像パイプライン４４０自体は、二次元（２Ｄ）先入れ先出し（ＦＩＦＯ）スライスバッファの形状であることができる少なくとも第１のスライスユニット５４４を含む。スライスユニット５４４は、複数のメモリユニット４３８の対応する１つに結合されている入力と、出力とを有している。スライスユニット５４４は、ＦＩＦＯスライスバッファの形状であるのに加えて、メモリモジュール３３８内の内部ＦＩＦＯであることも、またはメモリモジュール３３８内に２つのビームを並列に出力することができる特別な回路を含むこともできる。少なくとも第１のスライスユニット５４４は、第１の処理スライスに平行なサンプル点の現スライスを含む（前述）。また少なくとも第１のスライスユニット５４４は、三次元バッファ４５０からのボクセル値を現スライスのサンプル点上に受け、サンプル点値を発生する。各描像パイプライン４４０は更に、少なくとも第１のスライスユニットの出力に結合されている入力と、画素バス４４２に結合されている出力とを有する合成ユニット４６４を含む。各描像パイプライン４４０はまた更に、複数の画素を有する二次元スライス合成バッファ４７４を有する。二次元スライス合成バッファ４７４の各画素は、それに関連付けられた少なくとも色、透明度（代替として、不透明度）、及び位置を有している。合成バッファ４７４は、合成ユニット４６４の出力に結合されている入力と、合成ユニット４６４の入力へ戻って結合されている出力とを有している。各描像パイプライン４４０は第１の二重線形（または他の次数）補間ユニットも含む。第１の補間ユニットは入力と出力とを有している。第１の補間ユニットの入力は、図４６の補間ユニット４７２のように、合成バッファの出力に結合することができる。代替として補間ユニットの入力は、図４６の補間ユニット５４６のように、複数のメモリユニット４３８の対応する１つに結合することができる。第１の補間ユニットは出力も有している。この出力は、図４６の補間ユニット４７２のように第１の補間ユニットの入力が合成バッファの出力に結合される場合には、合成ユニット４６４の入力に結合することが好ましい。代替として、第１の補間ユニットの出力は、補間ユニット５４６のように第１の補間ユニットの入力が複数のメモリユニットの対応する１つに結合される場合には、少なくとも第１のスライスユニット５４４の入力に結合することができる。制御ユニット３５４は、始めに、最初の処理スライスを現スライスとして指定し、三次元バッファ４５０のその後のスライスの掃引を制御する。各スライスは、最後の処理スライスに到達するまで、順番に現スライスになる。合成ユニット４６４は、サンプル点値を、最初のスライスユニット５４４の現スライスと、二次元スライス合成バッファ４７４内に含まれるスライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメントに沿う合成バッファ４７４の画素と組合わせる。本発明による装置の第１の好ましい形状においては、第１のスライスユニット５４４は、格子点と一致するサンプル点を用いて、ボクセル値を三次元バッファ４５０からサンプル点の現スライスの格子点上に受ける。スライス間線セグメントは、視点からサンプル点の現スライスの格子点を通る複数のサイト線投射に沿って伸びる。スライス間線セグメントは、第１のスライスユニット５４４内の現スライスのサンプル点から二次元スライス合成バッファ４７４内に含まれるスライスまで伸びる。スライス間線セグメントは、二次元スライス合成バッファ４７４内に含まれるスライスと複数の交点において交わる。補間ユニットは、合成バッファ４７４の出力に結合されている入力と、合成ユニット４６４の入力に結合されている出力とを有している。即ち、図４６の４７２で示す補間ユニットの構成を使用する。補間ユニット４７２は、交点に隣接する二次元スライス合成バッファ４７４の画素に関連付けられた信号を受け、合成ユニット４６４内の現スライスのサンプル点と組合わせるための補間済みの画素値を発生する。制御ユニット４５４は、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線を再投射する。第１の好ましい装置の特に好ましい形状では、各描像パイプライン４４０は更に、第１のスライスユニット５４４の出力に結合されている入力と、出力とを有する第２のスライスユニット５４８を含む。第２のスライスユニットは、第１のスライスユニットに関して説明したように、ＦＩＦＯまたは特別構成のメモリ４３８であることができる。各パイプライン４４０は、第２のスライスユニット５４８の出力に結合されている入力と、出力とを有するグラディエント計算ユニット４６８も含むことが好ましい。各描像パイプライン４４０は更に、グラディエント計算ユニット４６８の出力に結合されている入力と、合成ユニット４６４の入力に結合されている出力とを有するシェーディングユニット４６６を含むことが好ましい。第２のスライスユニット５４８は、グラディエント計算ユニット４６８と共に、グラディエント計算のために使用される。本発明による第２の好ましい装置では、第１の補間ユニットは、三次元バッファ４５０に結合されている入力と、第１のスライスユニット５４４の入力に結合されている出力とを有している。即ち、この補間ユニットは図４６のアイテム５４６のように構成されている。更にスライス間線セグメントは、視点から２Ｄスライス合成バッファ４７４内に含まれているスライス内の位置を通る複数のサイト線投射に沿って伸びている。これらの位置は、合成バッファ４７４内の画素の格子点位置に対応し、サイト線は現スライスと複数の交点において交わる。第１の補間ユニット５４６は、複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値を受け、これらのボクセル値の間を補間し、複数の交点に関連付けられた補間済みのボクセル値を発生する。制御ユニット４５４は、その後の各スライスが現スライスになるとサイト線を再投射する。本発明による装置の第２の好ましい実施例の特に好ましい形状では、複数の各描像パイプライン４４０は更に、第１のスライスユニット５４４の出力に結合されている入力、及び出力を有する第２のスライスユニット５４８と、第２のスライスユニット５４８の出力に結合されている入力、及び出力を有するグラディエント計算ユニット４６８と、グラディエント計算ユニット４６８の出力に結合されている入力、及び合成ユニット４６４の入力に結合されている出力を有するシェーディングユニット４６６とを含む。第２のスライスユニット５４８は、前述したようにＦＩＦＯであることも、または特別に構成されたメモリであることもできる。更に、複数の各パイプライン４４０は、合成バッファ４７４の出力に結合されている入力と、合成ユニット４６４の入力に結合されている出力とを有する第２の補間ユニット（好ましくは、二重線形）を含むこともできる。即ち、この補間ユニット４７２は、装置の第２の好ましい形状の補間ユニット５４６と共に使用することも好ましい。第２のスライスユニット５４８は、グラディエント計算ユニット４６８と共に、グラディエント推定のために使用される。本発明による装置の第３の好ましい形状においては、第１のスライスユニット５４４は、格子点と一致するサンプル点を用いて、ボクセル値を三次元バッファ４５０からサンプル点の現スライスの格子点上に受ける。スライス間線セグメントは、視点からサンプル点の現スライスの格子点を通る複数のサイト線投射に沿って伸びる。スライス間線セグメントは、スライスユニット５４４内の現スライスのサンプル点から、二次元スライス合成バッファ４７４内に含まれるスライスまで伸びる。スライス間線セグメントは、二次元スライス合成バッファ４７４内に含まれるスライスと複数の交点において交わる。第１の補間ユニット（好ましくは、二重線形）は、合成バッファ４７４の出力に結合されている入力と、合成ユニット４６４の入力に結合されている出力とを有している。本質的に第１の補間ユニットは図４６の４７２で示す構成である。第１の補間ユニット４７２は、交点に隣接する二次元スライス合成バッファ４７４の画素に関連する信号を受け、合成ユニット４６４内の現スライスのサンプル点と組合わせるための補間済みの画素値を発生する。補間済み画素値と現スライスのサンプル点との組合わせの結果は、累積されたオフセットと共に、サイト線と合成バッファ４７４との交点に最も近い合成バッファ４７４内の画素の格子点位置内に格納される。更に装置の第３の好ましい形状では、制御ユニット４５４は、２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの併合、または少なくとも１つのスライス間線セグメントの分割の一方を可能にする。制御ユニット４５４は、例えば合成ユニット４６４が併合または分割を遂行するように合成ユニット４６４を適切に制御する。本明細書を通して、制御ユニットが特定の機能を可能にするという場合は、この意味が含まれる。方法に関して説明したように、併合は、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされると遂行される。分割は、隣接するスライス間線セグメントが、方法に関して説明したように決定された発散しきい値を越えて発散すると遂行される。更に、制御ユニット４５４は、併合及び分割の一方が遂行されている場合を除いて、その後のスライスの順次掃引の間、サイト線を維持する。制御ユニット４５４は、併合が遂行される場合には、視点から同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成し、分割が遂行される場合には、視点から現スライス内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成する。何れの場合も、これらの予め選択された位置は、方法に関して説明したように決定される。更に制御ユニット４５４は、累積したオフセットが所定の値を超えると、補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置の１つに格納する（これも方法に関して説明済みである）。この格納は、新しく累積されたオフセット値と共に行われる。装置の第３の好ましい形状の特に好ましい形状では、制御ユニット４５４は、三次元バッファ３５０を上述した型のゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割する。併合及び分割はそれらのゾーンに制限され、ゾーン境界を横切って発生することはない。ゾーン及びゾーン境界は、上述したように画像の鋭さ及び正確さを強調するために選択される。本発明による装置の第４の好ましい形状では、第１の補間ユニットは、三次元バッファ４５０に結合されている入力と、第１のスライスユニット５４４の入力に結合されている出力とを有している。即ち、この補間ユニット（好ましくは、二重線形）は、図４６のアイテム５４６に従って接続されている。更にスライス間線セグメントは、視点から二次元スライス合成バッファ４７４内に含まれているスライス内の位置を通る複数のサイト線投射に沿って伸びている。これらの位置は、合成バッファ４７４内の画素の格子点位置に対応する。サイト線は現スライスと複数の交点において交わる。第１の補間ユニット５４６は、複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値を受け、これらのボクセル値の間を補間し、合成バッファ４７４の画素と組合わせるために複数の交点に関連付けられた補間済みのボクセル値を発生する。組合わせの結果は累積されたオフセットと共に、合成バッファ４７４内の画素の格子点位置に格納される。更に、制御ユニット４５４は（前述したように）、スライス間線セグメントの併合及び分割の一方を可能ならしめる。詳しく述べれば、２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの併合は、補間及び組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一格子点位置に格納する試みがなされると遂行される。少なくとも１つのスライス間線セグメントの分割は、隣接スライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると遂行される（方法に関して説明済み）。更に、制御ユニット４５４は、併合または分割が遂行される場合を除いて、その後のスライスの順次掃引の間サイト線を維持する。また更に、制御ユニット４５４は、併合が遂行される場合には、視点から同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成し、分割が遂行される場合には、視点から合成バッファ４７４内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成する。最後に、制御ユニット４５４は、累積したオフセットが所定の値を超えると、補間及び組合わせの結果を隣接する格子点位置の１つに格納する。この格納は、新しく累積されたオフセット値と共に行われる。さらなる詳細に関しては、第４の好ましい方法の説明を参照されたい。第４の好ましい装置の特に好ましい形状では、制御ユニット４５４は、三次元バッファ４５０を上述したようにゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割する。これもまた上述したように、併合及び分割は、個々のゾーン、及び第４の好ましい装置の場合は隣接ゾーン（何れかの側の直ぐ隣のゾーン）に制限され、所与のゾーンの場合、その所与のゾーンの各側の１つより多くのゾーン境界を横切って発生することはない。ゾーン及びゾーン境界は、第４の好ましい方法に関して上述したように、画像の鋭さ及び正確さを強調し、エイリアシングを減少させるように選択される。最後に、本発明による装置は図２０に示すように、画素バス４４２と３Ｄバッファ４５０との間にグローバルフィードバック接続５４８を含むことができる。グローバルフィードバック接続５４８は、グローバルフィードバックループを形成している。グローバルフィードバックループは、画素バス４４２から三次元バッファ４５０への、続いて、例えば描像パイプライン４４０内の中間段５４４、５４６、５４８、４６８、４６６、４７４、及び４７２の何れかへのフィードバックを構成している。図２２に示す中間段の何れかへのフィードバックも可能である。グローバルフィードバックは中間結果の再使用を可能にし、本装置及び方法の柔軟性を強調する。上述した方法の何れかは、画素バス４４２から三次元バッファ４５０への、続いて、中間段の何れかへのグローバルフィードバックを設ける方法ステップを含むことができる。グローバルフィードバックは、所与のパイプライン４４０における計算の順序を変化させる目的のために設けることができる。パイプラインの端において補間を遂行するように選択することができ、またはもしシェードされていないデータを有していれば、入力データをシェードしてそれを元の入力データとしてその後に使用するために立体フレームバッファ４５０内に再格納することもできる。更にまた、パイプラインを１回通過させてデータを濾波させ、移行をより滑らかにすることができる。以上に添付図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に精密に限定されるものではなく、当分野に精通していれば、本発明の範囲または思想から逸脱することなく種々の他の変化及び変更を遂行することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ビッターイングマーアメリカ合衆国ニューヨーク州 11790 ストーニーブルックストーニーブルックロード 1456 【要約の続き】スと二次元スライス合成バッファ内に含まれるスライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメントに沿う合成バッファの画素と組合わされる。本発明の装置及び方法においてはグラディエントがボクセル位置において計算されて正確さを改善し、従来の方法及び装置よりも少ないオーバヘッドでよりコンパクトに実現を可能にする。

Claims

【特許請求の範囲】 (1) 複数の画素を有する三次元（３Ｄ）ボリューム投影画像を生成するための線スライス掃引方法において、上記画像は視点から生成され、上記方法は３Ｄバッファ内に格納されている離散したボクセルを使用し、上記各ボクセルはそれに関連付けられた位置及び少なくとも１つのボクセル値を有し、上記方法は、（ａ）目視及び処理パラメタを選択するステップを備え、上記パラメタは、上記視点と、投影の目的に使用される上記３Ｄバッファの少なくとも１つの基底面と、上記３Ｄバッファの最初及び最後の処理スライスと、を限定し、（ｂ）複数の画素を有する合成バッファを初期化するステップを備え、上記各画素は、各々に関連付けられた少なくとも色、透明度、及び位置を有し、（ｃ）上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記最初の処理スライスに平行なサンプル点の現スライス上にサンプリングしてサンプル点値を求めるステップを備え、上記現スライスは、このステップ（ｃ）の最初の実行中の最初の処理スライスであり、（ｄ）上記サンプル点値と、複数のスライス間線セグメントに沿う上記合成バッファの上記画素とを組合わせるステップを備え、上記セグメントは、上記現スライスと、上記合成バッファに関連付けられた隣接スライスとの間だけに伸び、（ｅ）上記最後の処理スライスに到達するまで、上記最初の処理スライスに平行なその後のサンプル点の各スライスを順次に掃引することによって上記ステップ（ｄ）及び（ｄ）を繰り返すステップを備え、上記その後の各スライスを順番に上記現スライスにする、ことを特徴とする線スライス掃引方法。 (2) 上記ステップ（ｃ）は、上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記サンプル点の上記現スライスの格子点上へ直接サンプリングすることを含み、上記サンプル点は上記格子点に一致し、上記ステップ（ｄ）は、複数のサイト線を、上記視点から上記サンプル点の上記現ステップの上記格子点を通して投射するサブステップを含み、上記スライス間線セグメントは、上記現スライスの上記サンプル点から上記合成バッファに関連付けられた上記隣接スライスまで上記サイト線に沿って伸び、上記スライスセグメントは上記隣接スライスと複数の交点において交わり、上記ステップ（ｅ）は、上記その後の各スライスが上記現スライスになると上記サイト線を再投射することを含み、上記方法は更に、（ｆ）０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間、及びそれらの適応組合わせ、の１つを遂行する付加的なステップを含み、上記補間は、上記交点に隣接する上記合成バッファの画素間で遂行され、上記現スライスの上記サンプル点と組合わせるための補間済み画素値を発生するようになっている請求項(1) に記載の線スライス掃引方法。 (3) 上記ステップ（ｆ）は、上記交点に隣接する上記画素間の二重線形補間を遂行することを含む請求項(2) に記載の線スライス掃引方法。 (4) 上記視点は上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して前方から後方へ遂行される請求項(3) に記載の線スライス掃引方法。 (5) 上記視点は上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して後方から前方へ遂行される請求項(3) に記載の線スライス掃引方法。 (6) 上記視点は上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して後方から前方へ遂行される請求項(3) に記載の線スライス掃引方法。 (7) 上記視点は上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して前方から後方へ遂行される請求項(3) に記載の線スライス掃引方法。 (8) 上記ステップ（ｄ）は、複数のサイト線を、上記視点から上記合成バッファに関連付けられた上記隣接スライス内の位置を通して投射するサブステップを含み、上記位置は上記合成バッファ内の上記画素の格子点位置に対応し、上記サイト線は上記現スライスと複数の交点において交わり、上記ステップ（ｃ）は、０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間、及びそれらの適応組合わせ、の１つを遂行することによって、上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記複数の交点上へサンプリングすることを含み、上記補間は上記複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値間で遂行され、上記ステップ（ｅ）は、上記その後の各スライスが上記現スライスになると上記サイト線を再投射することを含む、請求項(1) に記載の線スライス掃引方法。 (9) 上記ステップ（ｃ）は、上記複数の交点に隣接する上記ボクセル位置に関連付けられた上記ボクセル値の間の二重線形補間を遂行することを含む請求項(8) に記載の線スライス掃引方法。 (10)上記視点は上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して前方から後方へ遂行される請求項(9) に記載の線スライス掃引方法。 (11)上記視点は上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して後方から前方へ遂行される請求項(9) に記載の線スライス掃引方法。 (12)上記視点は上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して後方から前方へ遂行される請求項(9) に記載の線スライス掃引方法。 (13)上記視点は上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最初の処理スライスは上記３Ｄバッファの後方にあり、上記最後の処理スライスは上記３Ｄバッファの前方にあり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせが上記視点に対して前方から後方へ遂行される請求項(9) に記載の線スライス掃引方法。 (14)上記ステップ（ｃ）は、上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記サンプル点の上記現スライスの格子点上へ直接サンプリングすることを含み、上記サンプル点は上記格子点に一致し、上記ステップ（ｄ）の最初の実行は、複数のサイト線を、上記視点から上記サンプル点の上記現ステップの上記格子点を通して投射するサブステップを含み、上記スライス間線セグメントは、上記現スライスの上記サンプル点から上記サイト線の上記合成バッファとの交点まで伸び、上記方法は更に、（ｆ）０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間、及びそれらの適応組合わせ、の１つを上記交点に隣接する上記合成バッファの画素間で遂行して上記現スライスの上記サンプル点と組合わせるための補間済み画素値を発生し、上記補間及び上記ステップ（ｄ）の組合わせの結果を、累積されたオフセットと共に、上記サイト線と上記合成バッファとの交点に最も近い上記合成バッファ内の上記画素の格子点位置内に格納する付加的なステップと、（ｇ）(i) 上記補間及び上記組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一の格子点位置に格納することが試みられると、２つまたはそれ以上の上記スライス間線セグメントを併合すること、及び (ii)隣接スライス間線セグメントがある発散しきい値を超えて発散すると、少なくとも１つの上記スライス間線セグメントを分割すること、の一方を遂行する付加的なステップと（ｈ）上記併合及び上記分割の一方が遂行される場合を除いて、上記ステップ（ｄ）の上記最初の実行中に形成された上記サイト線を、上記その後のスライスの上記順次掃引の間維持する付加的なステップと、（ｉ）上記併合が遂行される場合には、上記視点から上記同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成する付加的なステップと、（ｊ）上記分割が遂行される場合には、上記視点から上記現スライスの対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成する付加的なステップと、（ｋ）上記累積されたオフセットが所定の値を超えた場合には、上記補間及び上記ステップ（ｄ）の組合わせの上記結果を、近接する上記格子点位置の１つ内に格納し、上記格納を新しい累積されたオフセット値と共に行う付加的なステップと、を備えている請求項(1) に記載の線スライス掃引方法。 (15)上記ステップ（ｇ）は、上記２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの上記併合からなり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせは上記視点に対して後方から前方へ遂行される、請求項(14)に記載の線スライス掃引方法。 (16)上記ステップ（ｆ）は、上記上記交点に隣接する上記合成バッファの上記画素間の二重線形補間を遂行することからなる請求項(15)に記載の線スライス掃引方法。 (17)上記ステップ（ｇ）は、上記少なくとも１つの上記スライス間線セグメントの上記分割からなり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせは上記視点に対して前方から後方へ遂行される、請求項(14)に記載の線スライス掃引方法。 (18)上記ステップ（ｆ）は、上記交点に隣接する上記合成バッファの上記画素間の二重線形補間を遂行することからなる請求項(17)に記載の線スライス掃引方法。 (19)（１）上記３Ｄバッファを、ゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割し、上記併合及び分割は上記ゾーンに制限され、上記ゾーン境界を横切って発生することはなく、上記ゾーン及びゾーン境界は画像の鋭さ及び正確さを強化するように選択されるステップ、を更に備えている請求項(14)に記載の線スライス掃引方法。 (20)上記ゾーン境界は、上記視点から上記基底面に関連付けられた画素の境界を通って上記３Ｄバッファ内に伸びる一般化された３Ｄピラミッドを形成することによって決定され、上記方法は更に、（ｍ）上記ゾーンの所与の１つに属するボクセルにラベル付けするステップを備えている、請求項(19)に記載の線スライス掃引方法。 (21)上記ステップ（ｄ）の最初の実行は、複数のサイト線を、上記視点から上記合成バッファに関連付けられた上記隣接スライス内の位置を通して投射するサブステップを含み、上記位置は上記合成バッファ内の上記画素の格子点位置に対応し、上記スライス間線セグメントは、上記合成バッファ内の上記画素の上記格子点位置から上記交点まで伸び、上記ステップ（ｃ）は、０次補間、１次補間、２次補間、３次補間、より高次の補間、及びそれらの適応組合わせ、の１つを遂行することによって、上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記複数の交点上にサンプリングすることを含み、上記補間は上記複数の交点に隣接する上記ボクセル位置に関連付けられたボクセル値間で遂行され、上記方法は更に、（ｆ）上記補間及び上記ステップ（ｄ）の組合わせの結果を、累積されたオフセットと共に上記合成バッファ内の上記画素の上記格子点位置内に格納する付加的なステップと、（ｇ）(i) 上記補間及び上記組合わせの２つまたはそれ以上の結果を同一の格子点位置に格納することが試みられると、２つまたはそれ以上の上記スライス間線セグメントを併合すること、及び (ii)隣接スライス間線セグメントがある発散しきい値を超えて発散すると、少なくとも１つの上記スライス間線セグメントを分割すること、の一方を遂行する付加的なステップと（ｈ）上記併合及び上記分割の一方が遂行される場合を除いて、上記ステップ（ｄ）の上記最初の実行中に形成された上記サイト線を、上記その後のスライスの上記順次掃引の間維持する付加的なステップと、（ｉ）上記併合が遂行される場合には、上記視点から上記同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成する付加的なステップと、（ｊ）上記分割が遂行される場合には、上記視点から上記合成バッファ内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成する付加的なステップと、（ｋ）上記累積されたオフセットが所定の値を超えた場合には、上記補間及び上記ステップ（ｄ）の組合わせの上記結果を、隣接する上記格子点位置の１つ内に格納し、上記格納を新しい累積されたオフセット値と共に行う付加的なステップと、を備えている請求項(1) に記載の線スライス掃引方法。 (22)上記ステップ（ｇ）は、上記２つまたはそれ以上のスライス間線セグメントの上記併合からなり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせは上記視点に対して後方から前方へ遂行される請求項(21)に記載の線スライス掃引方法。 (23)上記ステップ（ｆ）は、上記複数の上記交点に隣接する上記ボクセル位置に関連付けられた上記ボクセル値の間の二重線形補間を遂行することからなる請求項(22)に記載の線スライス掃引方法。 (24)上記ステップ（ｇ）は、上記少なくとも１つの上記スライス間線セグメントの上記分割からなり、上記ステップ（ｄ）において、上記組合わせは上記視点に対して前方から後方へ遂行される請求項(21)に記載の線スライス掃引方法。 (25)上記ステップ（ｆ）は、上記複数の交点に関連付けられた上記ボクセル値の間の二重線形補間を遂行することからなる請求項(24)に記載の線スライス掃引方法。 (26)（１）上記３Ｄバッファを、ゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割し、上記併合及び分割は上記ゾーンに制限され、所与のゾーンの場合、上記所与のゾーンの各側で１つより多くの上記ゾーン境界を横切って発生することはなく、上記ゾーン及びゾーン境界は画像の鋭さ及び正確さを強化するように、且つエイリアシングを減少させるように選択されるステップ、を更に備えている請求項(21)に記載の線スライス掃引方法。 (27)上記ゾーン境界は、上記視点から上記基底面に関連付けられた画素の境界を通って上記３Ｄバッファ内に伸びる一般化された３Ｄピラミッドを形成することによって決定され、上記方法は更に、（ｍ）上記ゾーンの所与の１つに属するボクセルにラベル付けするステップを備えている請求項(26)に記載の線スライス掃引方法。 (28)線スライス掃引を介して平行法及び遠近法によりボリュームを実時間で視覚化する装置において、上記装置は視点を限定する目視及び処理パラメタに応答し、上記装置は上記視点からの三次元（３Ｄ）ボリューム投影画像を生成し、上記画像は複数の画素を有し、上記装置は、（ａ）複数の離散したボクセルを格納する三次元（３Ｄ）バッファを備え、上記各ボクセルはそれに関連付けられた位置及び少なくとも１つのボクセル値を有し、上記三次元バッファは複数のメモリユニットを含み、上記目視及び処理パラメタは上記３Ｄバッファの少なくとも１つの基底面及び上記３Ｄバッファの最初及び最後の処理スライスを限定し、（ｂ）グローバル水平通信を提供する画素バスを備え、（ｃ）複数の描像パイプラインを備え、上記各描像パイプラインは上記複数のメモリユニットの対応する１つ及び上記画素バスの両者に縦に結合され、上記各描像パイプラインは多くともその２つの最も近い近傍との横方向に連絡を取り合い、上記各描像パイプライン自体は、 (i) 上記複数のメモリユニットの上記対応する１つに結合されている入力、及び出力を有する少なくとも第１のスライスユニットを含み、上記スライスユニットは上記第１の処理スライスと平行なサンプル点の現スライスを含み、上記スライスユニットは上記３Ｄバッファから上記サンプル点上にボクセル値を受けてサンプル点値を発生し、 (ii)上記スライスユニットの上記出力に結合されている入力、及び上記画素バスに結合されている出力を有する合成ユニットを含み、 (iii)複数の画素を有する二次元スライス合成バッファを含み、上記各画素はそれに関連付けられた少なくとも色、透明度、及び位置を有し、上記合成バッファは上記合成ユニットの上記出力に結合されている入力、及び上記合成ユニットの上記入力に結合されている出力を有し、 (iv)第１の二重線形補間ユニットを含み、上記二重線形補間ユニットの入力は、上記合成バッファの上記出力に、及び上記複数のメモリユニットの上記対応する１つに、結合され、上記二重線形補間ユニットの出力は、上記二重線形補間ユニットの上記入力が上記合成バッファの上記出力に結合される場合には、上記合成ユニットの上記入力に、及び上記二重線形補間ユニットの上記入力が上記複数のメモリユニットの上記対応する１つに結合される場合には、少なくとも第１のスライスユニットの上記入力に、結合され、（ｄ）制御ユニットを備え、上記制御ユニットは先ず上記第１の処理スライスを上記現スライスとして指定し、上記制御ユニットは上記最後の処理スライスに到達するまで、上記３Ｄバッファのその後のスライスを現スライスとして掃引するのを制御し、上記サンプル点値は、上記合成ユニットにおいて上記合成バッファの上記画素と組合わされ、上記組合わせは、上記スライスユニット内の上記現スライスと、上記２Ｄスライス合成バッファ内に含まれているスライスとの間だけに伸びる複数のスライス間線セグメントに沿って発生することを特徴とする装置。 (29)上記スライスユニットは、上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記サンプル点の現スライスの格子点上に直接受け、上記サンプル点は上記格子点に一致し、上記スライス間線セグメントは、上記視点から上記サンプル点の上記現スライスの上記格子点を通る複数のサイト線投射に沿って伸び、上記スライス間線セグメントは上記スライスユニット内の上記現スライスの上記サンプル点から上記２Ｄスライス合成バッファ内に含まれる上記スライスまで伸び、上記スライス間線セグメントは上記２Ｄスライス合成バッファ内に含まれる上記スライスと複数の交点において交わり、上記二重線形補間ユニットは、上記合成バッファの上記出力に結合されている入力、及び上記合成ユニットの上記入力に結合されている出力を有し、上記二重線形補間ユニットは、上記交点に隣接する上記２Ｄスライス合成バッファの画素に関連付けられた信号を受けて上記合成ユニット内の上記現スライスの上記サンプル点と組合わせるための補間済み画素値を発生し、上記制御ユニットは、上記その後の各スライスが上記現スライスになると上記サイト線を再投射する請求項(28)に記載の装置。 (30)上記複数の各描像パイプラインは更に、 (v) 上記第１のスライスユニットの上記出力に結合されている入力、及び出力を有する第２のスライスユニットと、 (vi)上記第２のスライスユニットの上記出力に結合されている入力、及び出力を有するグラディエント計算ユニットと、 (vii) 上記グラディエント計算ユニットの上記出力に結合されている入力、及び上記合成ユニットの上記入力に結合されている出力を有するシェーディングユニットと、を含み、上記第２のスライスユニットは、上記グラディエント計算ユニットと共に、グラディエント推定のために使用される請求項(29)に記載の装置。 (31)上記第１の二重線形補間ユニットは、上記３Ｄバッファに結合されている入力、及び上記スライスユニットの上記入力に結合されている出力を有し、上記スライス間線セグメントは、上記視点から上記２Ｄスライス合成バッファ内に含まれる上記スライス内の位置を通る複数のサイト線投射に沿って伸び、上記位置は上記合成バッファ内の上記画素の格子点位置に対応し、上記サイト線は上記現スライスと複数の交点において交わり、上記第１の二重線形補間ユニットは、上記複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル位置を受けて上記ボクセル値の間を補間し、上記複数の交点に関連付けられた補間済みボクセル値を発生し、上記制御ユニットは、上記その後の各スライスが上記現スライスになると上記サイト線を再投射する請求項(28)に記載の装置。 (32)上記複数の各描像パイプラインは更に、 (v) 上記第１のスライスユニットの上記出力に結合されている入力、及び出力を有する第２のスライスユニットと、 (vi)上記第２のスライスユニットの上記出力に結合されている入力、及び出力を有するグラディエント計算ユニットと、 (vii) 上記グラディエント計算ユニットの上記出力に結合されている入力、及び上記合成ユニットの上記入力に結合されている出力を有するシェーディングユニットと、を含む請求項(28)に記載の装置。 (33)上記スライスユニットは、上記ボクセル値を、上記３Ｄバッファから上記サンプル点の上記現スライスの格子点上に直接受け、上記サンプル点は上記格子点に一致し、上記スライス間線セグメントは、上記視点から上記サンプル点の上記現スライスの上記格子点を通る複数のサイト線投射に沿って伸び、上記スライス間線セグメントは上記スライスユニット内の上記現スライスの上記サンプル点から上記２Ｄスライス合成バッファ内に含まれる上記スライスまで伸び、上記スライス間線セグメントは上記２Ｄスライス合成バッファ内に含まれる上記スライスと複数の交点において交わり、上記二重線形補間ユニットは、上記合成バッファの上記出力に結合されている入力、及び上記合成ユニットの上記入力に結合されている出力を有し、上記二重線形補間ユニットは、上記交点に隣接する上記２Ｄスライス合成バッファの画素に関連付けられた信号を受けて、上記合成ユニット内の上記現スライスの上記サンプル点と組合わせるための補間済み画素値を発生し、上記補間済み画素値と上記現スライスの上記サンプル点との上記組合わせの結果は、累積されたオフセットと共に、上記サイト線と上記合成バッファとの上記交点に最も近い上記合成バッファ内の上記画素の格子点位置内に格納され、上記制御ユニットは、 (i) 上記補間及び上記組合わせの２つまたはそれ以上の上記結果を同一格子点位置に格納することが試みられると、２つまたはそれ以上の上記スライス間線セグメントを併合すること、及び (ii)隣接するスライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると、少なくとも１つの上記スライス間線セグメントの分割すること、の一方を可能にし、上記併合及び上記分割の一方が遂行される場合を除いて、上記サイト線を、上記その後のスライスの上記順次掃引の間維持し、上記併合が遂行される場合には、上記視点から上記同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成し、上記分割が遂行される場合には、上記視点から上記現スライス内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成し、上記累積されたオフセットが所定値を超えると、上記補間及び上記組合わせの上記結果を、隣接する上記格子点位置の１つ内に格納し、上記格納は新しい累積されたオフセット値と共に行われる請求項(28)に記載の装置。 (34)上記制御ユニットは、上記３Ｄバッファをゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割し、上記併合及び分割は上記ゾーンに制限され、上記ゾーン境界を横切って発生することはなく、上記ゾーン及びゾーン境界は画像の鋭さ及び正確さを強化するように選択されている請求項(33)に記載の装置。 (35)上記第１の二重線形補間ユニットは、上記３Ｄバッファに結合されている入力、及び上記スライスユニットの上記に結合されている出力を有し、上記スライス間線セグメントは、上記視点から上記２Ｄスライス合成バッフア内に含まれる上記スライス内の位置を通って伸びる複数のサイト線投射に沿って伸び、上記位置は上記合成バッファ内の上記画素の格子点に対応し、上記サイト線は上記現スライスと複数の交点において交わり、上記第１の二重線形補間ユニットは、上記複数の交点に隣接するボクセル位置に関連付けられたボクセル値を受けて上記ボクセル値の間を補間し、上記合成バッファの上記画素と組合わせるための上記複数の交点に関連付けられた補間済みのボクセル値を発生し、上記組合わせの結果を、累積されたオフセットと共に、上記合成バッファ内の上記画素の上記格子点位置内に格納し、上記制御ユニットは、 (i) 上記補間及び上記組合わせの２つまたはそれ以上の上記結果を同一格子点位置に格納することが試みられると、２つまたはそれ以上の上記スライス間線セグメントを併合すること、及び (ii)隣接するスライス間線セグメントが発散しきい値を超えて発散すると、少なくとも１つの上記スライス間線セグメントの分割すること、の一方を可能にし、上記併合及び上記分割の一方が遂行される場合を除いて、上記サイト線を、上記その後のスライスの上記順次掃引の間維持し、上記併合が遂行される場合には、上記視点から上記同一格子点位置の近傍内の予め選択された位置まで新しいサイト線を生成し、上記分割が遂行される場合には、上記視点から上記合成バッファ内の対応する予め選択された位置まで２つの新しいサイト線を生成し、上記累積されたオフセットが所定値を超えると、上記補間及び上記組合わせの上記結果を、隣接する上記格子点位置の１つ内に格納し、上記格納は新しい累積されたオフセット値と共に行われる請求項(28)に記載の装置。 (36)上記制御ユニットは、上記３Ｄバッファをゾーン境界によって分離された複数のゾーンに分割し、上記併合及び分割は個々のゾーン及び近接するゾーンだけに制限され、所与のゾーンの場合、上記所与のゾーンの各側で１つより多くの上記ゾーン境界を横切って発生することはなく、上記ゾーン及びゾーン境界は画像の鋭さ及び正確さを強化するように、且つエイリアシングを減少させるように選択される請求項(35)に記載の装置。 (37)（ｅ）上記画素バスと上記３Ｄバッファとの間のグローバルフィードバック接続を更に備え、上記グローバルフィードバック接続はグローバルフィードバックループを形成し、上記グローバルフィードバックループは上記画素バスから上記３Ｄバッファへ、そしてその後に上記複数の描像パイプライン内の何れかの中間段へフィードバックするように構成されている請求項(28)に記載の装置。