專利名稱：滑動(dòng)紋理的體繪制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生成用于體繪制的數(shù)據(jù)。直接體繪制包括若干不同的技術(shù)，被粗略地劃分為基于圖像(反向投影)，例如光線投射法(ray-casting)，和基于物體(正向投影)，例如單元格投影(cell projection)、剪切-扭曲(shear-warp)、濺潑(splatting)或者基于紋理的算法。所述共同的主題是沿著在用于三維顯示的每一個(gè)像素的體積內(nèi)部的數(shù)據(jù)(例如，RGBα值)的觀察線的積分。
背景技術(shù)：
直接體繪制被提供用于醫(yī)學(xué)圖像，例如，那些獲取自磁共振(MR)、計(jì)算機(jī)化X射線分層造影(CT)、電子發(fā)射斷層掃描(PET)或者任何其它能夠生成一系列成網(wǎng)格狀陣列的圖像的醫(yī)學(xué)層析成像掃描儀的圖像。近來(lái)的技術(shù)發(fā)展在層析成像領(lǐng)域已經(jīng)大幅度地提高了數(shù)據(jù)采集的空間分辨率和速度，導(dǎo)致了由幾百、甚至幾千幅圖像組成的非常巨大的數(shù)據(jù)集合的產(chǎn)生。例如，使用西門子SOMATOM VolumeZoomTMCT掃描儀可能高速地生成一系列的1024個(gè)圖像，其中每幅圖像由512×512像素的網(wǎng)格組成，得到512×512×1024體元素(超過(guò)2億6千8百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)值)的三維體積。在石油和煤氣工業(yè)中，地震數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果也被存儲(chǔ)為巨大的三維體積，其具有多達(dá)2048×2048×2048個(gè)網(wǎng)格元素(超過(guò)85億個(gè)數(shù)據(jù)值)。
直接體繪制可能需要隨機(jī)訪問(wèn)三維陣列的數(shù)據(jù)值，并且因此所述整個(gè)陣列被存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的RAM或者圖形處理單元(GPU)存儲(chǔ)器中。這樣龐大的數(shù)據(jù)量常常大于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)上可提供的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的存儲(chǔ)容量。為了計(jì)算非常巨大的體積的直接體繪制，使用一種具有大量RAM的昂貴的設(shè)備。
當(dāng)使用32位CPU時(shí)，用于直接體繪制的陣列的尺寸被限制在CPU能夠?qū)ぶ返臄?shù)據(jù)元素的數(shù)量的最大值內(nèi)。一些三維陣列可以如此巨大以致于它們的尺寸超過(guò)了在許多個(gè)人計(jì)算機(jī)和圖形工作站中能被找到的32位中央處理器(CPU)的存儲(chǔ)器尋址能力，所述CPU的存儲(chǔ)器尋址能力被限制在最大值為42億個(gè)數(shù)據(jù)元素。
體繪制方法也可能需要把所述體數(shù)據(jù)重新抽樣成均勻笛卡爾網(wǎng)格。所述圖像都具有相同的分辨率和維數(shù)，以及在相鄰圖像之間的距離對(duì)于整個(gè)體數(shù)據(jù)集合為常數(shù)。
用于所述體積的數(shù)據(jù)能夠被存儲(chǔ)為單獨(dú)的3D紋理，并且來(lái)自切片的頂點(diǎn)的三個(gè)紋理坐標(biāo)被內(nèi)插到所述切片多邊形的內(nèi)部。所述三個(gè)紋理坐標(biāo)在光柵化期間被用來(lái)從所述3D紋理映射中獲取被過(guò)濾的像素。取決于3D紋理的尺寸，CPU或者GPU的高速緩存性能將遭受損失。將所述體積分解為若干更小的3D紋理(小塊)以增加高速緩存性能也是有可能的。然而，為了保證在小塊之間的連續(xù)內(nèi)插，所述體數(shù)據(jù)不得不在小塊的邊界處被復(fù)制。由于在CPU和GPU中的高速緩存相對(duì)較小，所述體數(shù)據(jù)被分割為大量的小塊以保證最佳的高速緩存性能。許多體數(shù)據(jù)在所述小塊的邊界處被復(fù)制，這并不是用于巨大體數(shù)據(jù)的可行的解決方案。另外，數(shù)據(jù)必須在存儲(chǔ)器中從原始表示重新安排為切片的疊層那樣。
一種替代的方法是將體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為許多的二維圖像(2D紋理)。所述體數(shù)據(jù)的單幅圖像與整個(gè)體積相比是相當(dāng)小的。每次繪制單獨(dú)的二維紋理會(huì)產(chǎn)生好的高速緩存性能。然而，這種方法需要所述體數(shù)據(jù)的三份副本存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，而每一份副本被用所述體數(shù)據(jù)的三條主軸中的一條來(lái)標(biāo)定方向。具有最正交于觀察者視線的主軸的體數(shù)據(jù)副本被用于繪制以保證好的存儲(chǔ)器訪問(wèn)模式和高速緩存相干性。

發(fā)明內(nèi)容
經(jīng)由介紹，下面描述的優(yōu)選實(shí)施例包括用于生成體繪制的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。所述體數(shù)據(jù)的子集被連續(xù)地存儲(chǔ)，用于從二維紋理進(jìn)行體繪制。例如，相鄰的二維圖像對(duì)被加載到RAM或者高速緩存中。紋理數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)片被內(nèi)插用于在二維圖像之間延伸的多邊形。所述片或者多邊形比二維圖象更加正交于觀察方向。在內(nèi)插來(lái)自二維圖像的用于多個(gè)不共面的多邊形的紋理數(shù)據(jù)之后，紋理數(shù)據(jù)被繪制。所述被繪制的信息表示所述三維顯示的一個(gè)部分。其他的部分通過(guò)重復(fù)用于相鄰的二維圖像的其他對(duì)或者子集組的處理過(guò)程來(lái)繪制。
低成本設(shè)備，例如具有有限存儲(chǔ)容量的被編程的計(jì)算機(jī)或者GPU，能夠繪制用于非常大的三維陣列的三維顯示的圖像。所述圖像可以在不需要復(fù)制用于不同主軸的體數(shù)據(jù)的情況下被繪制?？梢允褂迷诒硎倔w積的二維圖像之間的不同縮放比例或變化的空間關(guān)系。多邊形被多樣化以說(shuō)明所述差異，避免計(jì)算上密集的重新采樣。
在第一個(gè)方面，提供一種用于生成體繪制的數(shù)據(jù)的方法。至少獲得第一和第二二維紋理。從所述第一和第二二維紋理生成比二維紋理更正交于觀察方向的紋理數(shù)據(jù)。所述紋理數(shù)據(jù)表示在第一和第二二維紋理之間的區(qū)域。
在第二個(gè)方面，提供一種用于從二維紋理進(jìn)行體繪制的方法。就像在相鄰的二維紋理之間的片一樣延伸的多邊形被識(shí)別。生成用于所述多邊形的紋理數(shù)據(jù)。從用于所述多邊形的紋理數(shù)據(jù)繪制圖像。
在第三個(gè)方面，提供一種用于生成體繪制的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。存儲(chǔ)器可用來(lái)按順序存儲(chǔ)多幅二維圖像的不同子集。處理器可用來(lái)在至少一個(gè)表示在每一個(gè)不同的子集的二維圖像之間的區(qū)域的片上生成用于每一個(gè)不同子集的紋理數(shù)據(jù)。用于每一個(gè)不同子集的紋理數(shù)據(jù)是來(lái)自所述各自不同的子集的二維圖像的函數(shù)。
本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定，并且在這一部分的任何表述都不應(yīng)當(dāng)成為對(duì)那些權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的更多的方面和有點(diǎn)將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例在隨后進(jìn)行討論。


所述部件和附圖不一定按比例，而是把重點(diǎn)放在說(shuō)明本發(fā)明的原理。然而，在所述附圖中，相似的參考標(biāo)號(hào)指定不同視圖中的相應(yīng)部分。
圖1是一幅用于生成體繪制的紋理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖。
圖2是一幅用于生成紋理數(shù)據(jù)和體繪制的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖3是一幅表示體積的二維圖像陣列的圖形表示。
圖4是一幅在一對(duì)二維圖像之間延伸的多個(gè)多邊形上內(nèi)插紋理數(shù)據(jù)的圖形表示。
具體實(shí)施例方式
體數(shù)據(jù)集合通過(guò)移動(dòng)的窗口被尋址，每次繪制在兩幅相鄰圖像之間的空間(體切片)。兩幅相鄰的圖像從任何存儲(chǔ)設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)連接流入本地CPU或者GPU存儲(chǔ)器中。在兩個(gè)相鄰圖像之間的空間通過(guò)光柵化一系列切片多邊形來(lái)繪制，所述切片多邊形被來(lái)自所述兩幅相鄰圖像的內(nèi)插數(shù)據(jù)加上紋理。在用于特定切片的切片多邊形已經(jīng)被繪制后，接著繪制相鄰的切片。附加的圖像流入本地存儲(chǔ)器去替換不能限制新切片的先前圖像中的一幅。這個(gè)過(guò)程一直被重復(fù)，直到所述體積或者陣列的整個(gè)系列的圖像都已經(jīng)被處理為止。
利用直接體繪制有效地生成圖像，甚至當(dāng)包含被內(nèi)插的數(shù)據(jù)的整個(gè)三維陣列非常巨大并且超出了處理設(shè)備的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)和/或存儲(chǔ)器尋址能力時(shí)。所述目標(biāo)的相鄰圖像一次一幅地逐漸被穿過(guò)并且利用圖像對(duì)或者其他子集而被內(nèi)插。用于巨大的體數(shù)據(jù)的顯像的任何設(shè)備的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)需求能夠被大大地減少，因?yàn)樵谌我鈺r(shí)刻僅僅兩幅圖像需要駐留在存儲(chǔ)器中，并且每一幅圖像僅僅被加載在存儲(chǔ)器中一次。低存儲(chǔ)需求容許簡(jiǎn)單的處理設(shè)備，例如具有有限的存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)或者具有很小的視頻存儲(chǔ)器的GPU，來(lái)計(jì)算包含任意巨大數(shù)量的圖像的非常龐大的三維體積的直接體積顯像。所述圖像間距離和圖像縮放比例可以是任意的，允許具有局部變化的分辨率的體數(shù)據(jù)集合的顯像而不必在笛卡爾網(wǎng)格上對(duì)數(shù)據(jù)重新采樣。
圖1表示用于生成體繪制的數(shù)據(jù)和體繪制所生成的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)10。所述系統(tǒng)10包括數(shù)據(jù)源12、存儲(chǔ)器14、處理器16和顯示器18。另外，可以提供不同的或者更少的部件，例如沒有數(shù)據(jù)源12的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)10是醫(yī)學(xué)成像或者斷層掃描系統(tǒng)的一部分，例如，MRI，CT，X射線，PET，超聲或者其他的醫(yī)學(xué)成像的形態(tài)。在另外的實(shí)施例中，所述系統(tǒng)10是計(jì)算機(jī)、工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或者其他獨(dú)立式或者移動(dòng)處理系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)源12是醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，斷層掃描器，網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)設(shè)備，計(jì)算機(jī)或者其他的可用來(lái)獲得和/或存儲(chǔ)表示體積的數(shù)據(jù)集的設(shè)備。例如，數(shù)據(jù)源12同時(shí)或者按順序提供數(shù)十、數(shù)百或者甚至數(shù)千個(gè)二維圖像和相關(guān)聯(lián)的空間關(guān)系信息。圖像包括用于生成圖像的即使不是成像格式的數(shù)據(jù)或者先前是成像格式的數(shù)據(jù)或者尚未被用于顯示圖像的數(shù)據(jù)。二維圖像的陣列表示通過(guò)病人或者結(jié)構(gòu)的平行或者不平行的切片或者平面。所述圖像具有相同的或者不同的分辨率，在每一個(gè)緊接的圖像對(duì)之間的間隔相同或者變化。任何現(xiàn)知的或者以后發(fā)展的數(shù)據(jù)源12和相關(guān)聯(lián)的二維紋理(圖像)的陣列或者集合都可以被使用。
存儲(chǔ)器14是高速緩存存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，CPU存儲(chǔ)器，GPU存儲(chǔ)器，緩沖器，它們的結(jié)合或者其他現(xiàn)知或者以后發(fā)展的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器14可用來(lái)按順序存儲(chǔ)表示體積的數(shù)據(jù)的不同的子集。例如，存儲(chǔ)器14存儲(chǔ)兩個(gè)或者更多個(gè)來(lái)自于更大數(shù)量的二維圖像的圖像。所存儲(chǔ)的圖像彼此相鄰，例如成為緊接的圖像對(duì)?；蛘撸鎯?chǔ)其間間隔一個(gè)或者多個(gè)其他圖像的相對(duì)相鄰的圖像。
為了利用滑動(dòng)窗從體數(shù)據(jù)中選擇圖像子集的連續(xù)存儲(chǔ)區(qū)來(lái)繪制，存儲(chǔ)器14可以先進(jìn)先出形式來(lái)工作。也可以使用其他形式。所述滑動(dòng)紋理方法阻止了為體繪制使用二維紋理的問(wèn)題的出現(xiàn)。特別地，所述滑動(dòng)紋理方法不需要存儲(chǔ)三份體數(shù)據(jù)的副本，但是可使用多個(gè)副本。體數(shù)據(jù)能夠以原始形式表示為單一系列的二維圖像。每一幅圖像的數(shù)據(jù)內(nèi)容在存儲(chǔ)器14之中是連續(xù)的，以保證良好的高速緩存相干性，但是也可以使用一幅或者多幅具有處于不連續(xù)地址的數(shù)據(jù)的圖像。所述圖像可以被存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)器中(例如，數(shù)據(jù)源12和存儲(chǔ)器14)并且所述圖像可以不具有統(tǒng)一的縮放比例和/或圖像間距離。
處理器16是通用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，專用集成電路，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，圖形處理單元，中央處理單元，模擬電路，數(shù)字電路，它們的組合，多個(gè)處理器，網(wǎng)絡(luò)或者其他已知的或以后發(fā)展的處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理器和存儲(chǔ)器14是圖形處理單元的一部分，例如，按照OpenGL、DirectX或者其他圖形數(shù)據(jù)繪制語(yǔ)言可操作的圖形卡。
處理器16可用來(lái)從存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器14中的二維紋理的不同子集來(lái)三線性內(nèi)插數(shù)據(jù)。例如，處理器16首先雙線性內(nèi)插。處理器16在至少一個(gè)表示在每一個(gè)不同子集的二維圖像之間的區(qū)域的片上生成紋理數(shù)據(jù)。所述紋理數(shù)據(jù)生成自限制所述區(qū)域的二維圖像，因此用于每一個(gè)不同子集的紋理數(shù)據(jù)是來(lái)自分別不同的子集的二維圖像的函數(shù)。生成表示所述切片的不同紋理片。對(duì)于當(dāng)前存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器14中的二維圖像的每一對(duì)或者子集，多個(gè)在二維圖像之間延伸的實(shí)質(zhì)上平行的非共面的多邊形被識(shí)別并且在所述多邊形上從二維圖像對(duì)內(nèi)插紋理數(shù)據(jù)。
為了從所述紋理片進(jìn)行繪制，處理器16沿著更為正交而不是平行于所述紋理片的其他維度進(jìn)行內(nèi)插，提供三線性內(nèi)插。通過(guò)連續(xù)地執(zhí)行用于體數(shù)據(jù)的不同子集的三線性內(nèi)插，處理器16繪制具有被繪制自對(duì)應(yīng)于不同子集的不同片的不同區(qū)域的三維表示。
在一個(gè)示例GPU實(shí)現(xiàn)中，體數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器14中。如果體數(shù)據(jù)的整個(gè)集合安裝在GPU存儲(chǔ)器14中，切片S1-Sn的整個(gè)序列被以2D紋理的堆疊形式存儲(chǔ)。作為選擇，2D紋理(例如，T1和T2)的另一個(gè)子集被放置于GPU存儲(chǔ)器14。不論是整個(gè)集合還是子集，兩幅或者更多幅圖像被挑選出來(lái)去定義每一個(gè)體切片。模板幾何圖形被預(yù)計(jì)算或者實(shí)時(shí)地識(shí)別多邊形。來(lái)自所述模板或者被計(jì)算出的多邊形被存儲(chǔ)在GPU存儲(chǔ)器中，其中利用了顯示列表，頂點(diǎn)緩沖對(duì)象(VBO)，頂點(diǎn)陣列(VAR)或者其他任何允許在GPU存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)幾何圖形的技術(shù)。所述子集的圖像被限制為多紋理單元(例如，TU1和TU2)以及被用于在替代幾何圖形(例如，平移的模板幾何圖形)中紋理化。可編程分段處理器從組成所述切片的兩幅圖像中取回兩個(gè)雙線性內(nèi)插的樣本。所述分段處理器在Z紋理坐標(biāo)中用內(nèi)插因子對(duì)兩個(gè)樣本加權(quán)以獲得三線性內(nèi)插樣本。這個(gè)樣本能夠進(jìn)一步地被用于分類和明暗處理。
在第一切片已經(jīng)被繪制后，按切片間距離進(jìn)行的平移被增加到用于基于模板的實(shí)施例的模型圖矩陣中。下一個(gè)來(lái)自所述體積的切片被復(fù)制到GPU存儲(chǔ)器14中的兩種2D紋理之一中。所述下一個(gè)切片采用往復(fù)式或者先進(jìn)先出方式被加載到GPU存儲(chǔ)器14中的兩種2D紋理中。每一個(gè)切片僅僅被加載一次，如下面的示例所示第一切片加載圖像S1到T1，加載圖像S2到T2，用T1給TU1賦值，用T2給TU2賦值繪制第二切片加載圖像S3到T1，用T2給TU1賦值，用T1給TU2賦值繪制第三切片加載圖像S4到T2，
用T1給TU1賦值，用T2給TU2賦值繪制第四切片加載圖像S5到T1，用T2給TU1賦值，用T1給TU2賦值繪制第五切片加載圖像S6到T2，用T1給TU1賦值，用T2給TU2賦值繪制…第(i*2)切片加載圖像S(i*2+1)到T1，用T2給TU1賦值，用T1給TU2賦值繪制第(i*2+1)切片加載圖像S(i*2+2)到T2，用T1給TU1賦值，用T2給TU2賦值繪制在每一個(gè)切片之中由后至前的合成使用透明幾何圖形的由后至前的排序。分別地，由前至后的合成使用透明幾何圖形的由前至后的排序。為了正投影，所述切片按照z的增序或者降序被排序。為了立體投影，所述切片紋理片根據(jù)在模型空間中的照相機(jī)的z坐標(biāo)被排序。因?yàn)槊恳粋€(gè)切片具有沿著z軸(所述軸實(shí)質(zhì)上平行于限定所述切片的二維圖像)的特定范圍，具有照相機(jī)的模型空間z坐標(biāo)的切片在其范圍內(nèi)首先被繪制以用于由前至后的合成或者最后被繪制以用于由后至前的合成。對(duì)于由前至后合成按照與第一切片的漸增的距離的順序或者對(duì)于由后至前合成按照與最后的切片的漸減的距離的順序?qū)ζ渌衅M(jìn)行繪制。
顯示器18是CRT、LCD、投影儀、等離子顯示器或者其他現(xiàn)知的或者以后發(fā)展的顯示設(shè)備。顯示器18在所述數(shù)據(jù)被繪制期間或者之后生成一幅圖像或者圖像序列。所述圖像是三維表示，例如從用戶或者處理器選擇的觀察方向繪制的二維圖像。顯示器18是本地系統(tǒng)10的一部分或者是遠(yuǎn)程的，例如聯(lián)網(wǎng)的顯示器。
圖2表示用于生成體繪制的數(shù)據(jù)和用于從二維紋理進(jìn)行體繪制的方法。所述方法是使用圖1的系統(tǒng)10或者不同的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？梢允褂脛?dòng)作30-38的相同或者不同的順序。另外，可以使用不同的或者更少的動(dòng)作。例如，在沒有動(dòng)作38的情況下執(zhí)行動(dòng)作36。作為另一個(gè)實(shí)例，動(dòng)作34對(duì)應(yīng)于識(shí)別區(qū)域、片或者切片，未必識(shí)別多邊形。
在動(dòng)作30中，獲得多個(gè)二維紋理。圖3表示多個(gè)表示體積52的二維圖像50。所述二維圖像是從經(jīng)由被掃描的身體的常規(guī)的一連串相鄰圖像50組合的數(shù)據(jù)的三維體陣列中的紋理。每一幅圖像50是數(shù)據(jù)點(diǎn)的二維圖像陣列。二維圖像50的每一個(gè)網(wǎng)格值都是一個(gè)圖像元素或者“像素”。所述三維體陣列的每一個(gè)網(wǎng)格值被稱為體元素，或者“體素”。所述三維體陣列是能夠從磁共振(MR)成像系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)化X射線分層造影(CT)掃描系統(tǒng)、電子發(fā)射斷層掃描(PET)、x射線、超聲掃描或者其他系統(tǒng)獲得的?？蛇x擇地或者附加地，所述體陣列從存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、輸入連接或者其他資源處獲得。
二維圖像50通常處于第一方位，例如實(shí)質(zhì)上正交于z軸或者維度。如果沿著x或者y軸或者維度觀察體積52，二維圖像50實(shí)質(zhì)上看起來(lái)為直線。圖像50具有統(tǒng)一的或者不統(tǒng)一的間隔。例如，在每一相鄰圖像50對(duì)之間的距離是變化的或者是相同的。如圖所示，圖像50是處于平行的平面上的。在其他的實(shí)施例中，圖像50是處于在體積52的內(nèi)部或者外部相交的相交平面上，例如，與通過(guò)繞著一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)掃描儀來(lái)執(zhí)行的體積52的掃描相關(guān)聯(lián)。圖像50具有相同或者不同的縮放比例。例如，以較低的分辨率獲得一些圖像50，例如在體積52末端的圖像50。以較高的分辨率獲得其他的圖像50，例如與體積52中所關(guān)心的區(qū)域相交的圖像50。
在動(dòng)作32，所述體陣列的子集被加載到存儲(chǔ)器或者處理器中。多個(gè)二維圖像的不同的子集被依次地選擇。每一個(gè)子集包括任何數(shù)量的所述二維圖像，例如緊密相鄰對(duì)。選擇窗逐漸地滑過(guò)所述圖像數(shù)據(jù)去選擇每一個(gè)子集。第一子集包括體積52沿著z軸的最初的或者最后的圖像50，但是來(lái)自體積52的中心或者其他位置的圖像50可以首先被選擇。
在一個(gè)有效的實(shí)施例中，每一個(gè)子集通過(guò)僅僅加載所述子集的部分而形成。每次僅僅加載單一的圖像。在圖像1，2，3...N的序列中，圖像1和2的第一子集被加載。對(duì)于圖像2和3的第二子集，由圖像3替換圖像1。作為選擇，使用具有通常相鄰的圖像(例如，1和3)的子集或者具有三個(gè)或者更多個(gè)圖像的子集。
對(duì)于圖像的每一個(gè)子集，在當(dāng)前相鄰圖像(一個(gè)切片)之間的空間被掃描。為了對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的切片和沿著z軸(參見圖3)的主要觀察方向，圖像50被用于將這個(gè)空間光柵化。對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的切片和沿著z軸從二維紋理進(jìn)行的繪制提供了一種三維顯示。也同樣可以繪制三線性內(nèi)插的中間切片。對(duì)于更多地沿著x或者y軸的觀察方向，從二維圖像的直接紋理繪制可能導(dǎo)致中斷或者不希望有的外觀。
為了沿著x或者y軸繪制，在動(dòng)作34識(shí)別作為相鄰二維紋理之間的片延伸的多邊形或者區(qū)域。例如，圖4表示對(duì)于沿著x軸的觀察方向一般定向的兩幅圖像50。多個(gè)多邊形56在延伸在相同的相鄰二維紋理或圖像50之間的實(shí)質(zhì)上平行的平面中被識(shí)別。在作為選擇的實(shí)施例中，僅僅識(shí)別單個(gè)多邊形56。所述多邊形56被通過(guò)兩個(gè)圖像50的邊界限定或定義切片來(lái)修剪。多邊形56與圖像50是不平行的，例如處于基本正交于圖像50的平面上。多邊形56具有統(tǒng)一的或者變化的間隔且互相之間是平行的或者不平行的。為了沿著x軸或者y軸的主要觀察方向，多邊形56按照由后至前或者由前至后的順序被繪制。
基于從對(duì)象對(duì)準(zhǔn)或者觀察對(duì)準(zhǔn)的切片獲知的替代幾何圖形識(shí)別多邊形56。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)多邊形56的頂點(diǎn)根據(jù)圖像50的空間關(guān)系來(lái)確定，例如，具有沿著圖像50的外部邊沿的末端的頂點(diǎn)的第一多邊形56。為了對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的切片，以許多拉長(zhǎng)的矩形或者片為結(jié)果。在觀察對(duì)準(zhǔn)的切片中，以具有3到6個(gè)頂點(diǎn)的多邊形的集合為結(jié)果。這些多邊形的頂點(diǎn)的xy紋理坐標(biāo)表示在圖像50上的頂點(diǎn)的位置，而對(duì)于所有的處于切片的第一圖像50的平面上的頂點(diǎn)，z紋理坐標(biāo)被指定為0，并且對(duì)于所有的處于第二圖像50的平面上的頂點(diǎn)，z紋理坐標(biāo)被指定為1。在一個(gè)變化中，多邊形56正交于圖像50，但是與所述圖像的外邊沿并不對(duì)齊，例如，在那里所述圖像被彎曲或者不與體積52的邊沿平行。在一個(gè)備選的實(shí)施例中，每一個(gè)多邊形56的頂點(diǎn)至少部分被標(biāo)識(shí)為觀察方向的函數(shù)，例如，使得與圖像56其中之一或之二不成直角的多邊形56的取向更加正交于觀察方向。
多個(gè)切片和相關(guān)的多邊形對(duì)于圖像50的不同的子集被順序地識(shí)別。對(duì)于每一個(gè)子集，識(shí)別多邊形56。每一個(gè)切片或者子集的多邊形56是互相獨(dú)立的或者被確定為來(lái)自不同的切片或者子集的多邊形56的函數(shù)。例如，計(jì)算用于圖像50的第一切片或者子集的多邊形56的集合。多邊形56接著被平移以用于第二個(gè)不同的切片或者子集。被平移的多邊形56作為用于不同切片的多邊形被使用。為了有效的體繪制，預(yù)計(jì)算切片多邊形的替代幾何圖形。用于使兩個(gè)相鄰圖像50之間的空間光柵化的模板幾何圖形被生成并且存儲(chǔ)。對(duì)于具有恒定的圖像間距離和圖像縮放比例的切片，相同的模板幾何圖形可被重新利用。所述模板幾何圖形沿著z軸，通過(guò)把說(shuō)明移位的平移矩陣與模型圖矩陣相乘，被從一個(gè)切片移到另一個(gè)切片。為了對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的切片，所述模板幾何圖形是拉長(zhǎng)的矩形的堆疊。這樣的模板幾何圖形對(duì)于給定的采樣率被預(yù)計(jì)算一次。三個(gè)重要的主觀察方向的每一個(gè)都使用一個(gè)單獨(dú)的模板幾何圖形。為了觀察對(duì)準(zhǔn)的切片，模板幾何圖形對(duì)于每一個(gè)新的觀察方向被計(jì)算。然而，用于第一切片的切片幾何圖形可以通過(guò)增加平移到模型圖矩陣中被再用于隨后的切片。計(jì)算平移量可能比獨(dú)立地計(jì)算多邊形56具有更少的計(jì)算負(fù)擔(dān)。
切片之間涉及的多邊形56的另一個(gè)示例使用切斷平面。對(duì)應(yīng)于三個(gè)或者更多個(gè)相鄰二維紋理的實(shí)質(zhì)上平行的非共面的多邊形被識(shí)別。使用用于觀察對(duì)準(zhǔn)的體切片的替代幾何圖形。為了限制對(duì)在兩個(gè)或者較少數(shù)量的相鄰圖像50之間的空間的光柵化，建立一個(gè)或者多個(gè)、例如一對(duì)切斷平面。每一個(gè)切斷平面處于兩幅定義切片的圖像50之一的平面上，每一個(gè)具有不同的切離切片之外的空間的方位。在繪制期間，從傳統(tǒng)的觀察對(duì)準(zhǔn)的切片獲得的相同的替代幾何圖形為了每一個(gè)切片被反復(fù)地繪制。所述切斷平面為了切片的每一個(gè)被調(diào)整以保證僅僅使所述切片光柵化。
在動(dòng)作36，生成用于多邊形56的紋理數(shù)據(jù)。所述紋理數(shù)據(jù)表示比所述二維紋理或者圖像50更加正交于觀察方向的區(qū)域或片。所述紋理數(shù)據(jù)表示一個(gè)區(qū)域，多邊形56，在二維紋理之間。不同的紋理數(shù)據(jù)為了不同的多邊形56中每一個(gè)和相關(guān)的切片或者子集而被生成。通過(guò)在不平行于圖像50的多邊形56上生成紋理數(shù)據(jù)，提供了用于繪制的紋理數(shù)據(jù)。
對(duì)于給定多邊形56通過(guò)內(nèi)插生成紋理數(shù)據(jù)。所述紋理數(shù)據(jù)是從多邊形56相交的二維紋理的數(shù)據(jù)來(lái)內(nèi)插的。來(lái)自體積52的相鄰二維紋理的數(shù)據(jù)被用于提供多邊形56的紋理。內(nèi)插在相交處的數(shù)據(jù)。例如，為了具有如圖4所示的圖像50的邊沿上的頂點(diǎn)的多邊形56內(nèi)插紋理數(shù)據(jù)。選擇沿著所述邊沿的圖像數(shù)據(jù)。為了在多邊形56上的每一個(gè)位置具有數(shù)據(jù)，來(lái)自在圖像50的邊沿上的兩個(gè)最接近位置(多邊形56與圖像50的相交點(diǎn))的數(shù)據(jù)值被加權(quán)后進(jìn)行內(nèi)插。權(quán)值表示每一幅圖像50對(duì)內(nèi)插的相對(duì)貢獻(xiàn)，例如是與多邊形56上的數(shù)據(jù)位置之間的距離的函數(shù)。以任何所需分辨率為紋理數(shù)據(jù)提供內(nèi)插，例如與縮放量相關(guān)聯(lián)。為了在多邊形56中的每一個(gè)空間位置執(zhí)行內(nèi)插以生成用于片的具有所需分辨率的紋理數(shù)據(jù)?？赡芴峁└郊拥膬?nèi)插，在那里從沿著相交處的兩個(gè)值內(nèi)插用于給定圖像50的值。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于所述片的紋理數(shù)據(jù)被實(shí)質(zhì)上同時(shí)或者作為一個(gè)函數(shù)的一部分從兩個(gè)圖像50雙線性內(nèi)插。在光柵化期間，紋理坐標(biāo)被內(nèi)插到替代幾何圖形內(nèi)部，并且x-和y-坐標(biāo)被用于獲得體數(shù)據(jù)，生成所述體數(shù)據(jù)的雙線性內(nèi)插樣本。在另一個(gè)實(shí)施例中，形成紋理數(shù)據(jù)的兩個(gè)不同的集合。一個(gè)集合對(duì)應(yīng)于僅僅從其中一幅圖像50內(nèi)插到多邊形56，例如，將值0混合到來(lái)自圖像50的值。另一個(gè)使用另一幅圖像50的紋理數(shù)據(jù)的集合也被生成。接著所述兩個(gè)集合被結(jié)合，例如取平均值。紋理數(shù)據(jù)的平均值集合表示自兩幅圖像50混合的多邊形56。
對(duì)于一個(gè)切片的每一個(gè)多邊形56生成紋理數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于在兩個(gè)紋理之間的多個(gè)片中的每一個(gè)生成獨(dú)立的紋理。內(nèi)插的紋理數(shù)據(jù)表示不同的實(shí)質(zhì)上平行的相交于圖像50的平面。
在動(dòng)作38，從用于多邊形56的紋理數(shù)據(jù)繪制圖像。為了對(duì)所述切片三線性內(nèi)插體數(shù)據(jù)，來(lái)自所述體積的兩幅相鄰的圖像50被加載到CPU或者GPU存儲(chǔ)器中。用于所述切片的每一個(gè)多邊形的紋理數(shù)據(jù)是使用xy紋理坐標(biāo)從所述體積被雙線性內(nèi)插的。那兩個(gè)雙線性內(nèi)插的值被使用內(nèi)插的z紋理坐標(biāo)來(lái)加權(quán)。這得到三線性內(nèi)插或者繪制的體樣本。多邊形56的紋理數(shù)據(jù)被用于繪制體積52的三維顯示的一部分。紋理繪制被提供二維圖像而無(wú)需用于每一維度的數(shù)據(jù)的副本。
所述繪制是用于任何觀察方向且無(wú)需生成在與第一方向、例如圖3所示的z軸方向不同的方向表示體積的數(shù)據(jù)副本。為了面向觀察方向的繪制，沿著觀察方向或者線路的數(shù)據(jù)被組合。在所述觀察線路通過(guò)不止一片切片的地方，提供局部的組合。當(dāng)為連續(xù)切片生成紋理數(shù)據(jù)時(shí)，相應(yīng)的局部組合被組合。
可以使用任何使用紋理數(shù)據(jù)的繪制技術(shù)，例如，間接或者直接體繪制技術(shù)。例如，執(zhí)行最大值、最小值、平均值或者其他強(qiáng)度的投影繪制。色彩和/或不透明值可以為了繪制沿著所需方向被內(nèi)插。當(dāng)間接方法生成和繪制體數(shù)據(jù)的中間顯示的時(shí)候，直接方法通過(guò)估計(jì)描述所述體積如何發(fā)射、反射、散射、吸收和封閉光線的光學(xué)模型來(lái)顯示體素?cái)?shù)據(jù)。所述體素值被映射到描述在3D空間中的各個(gè)點(diǎn)上的光線交互的物理量。在圖像合成期間，通過(guò)基于所述光學(xué)模型沿著觀察射線結(jié)合光線交互影響來(lái)計(jì)算光傳播。
基于紋理的體繪制方法包括依據(jù)替代幾何圖形的方向的觀察對(duì)準(zhǔn)或者對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的方法。為了觀察對(duì)準(zhǔn)的切片，替代幾何圖形被定向?yàn)檎挥谔摂M照相機(jī)的觀察方向。使用體素?cái)?shù)據(jù)(3D紋理)塊表示體數(shù)據(jù)。為了對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的切片，替代幾何圖形被定向?yàn)檎挥隗w積的三個(gè)主軸。大量的通過(guò)體素?cái)?shù)據(jù)的體積的觀察或者對(duì)象對(duì)準(zhǔn)的切片在繪制期間使用替代幾何圖形來(lái)重構(gòu)。
對(duì)象順序光柵化繪制算法的基本方法，例如在消費(fèi)者圖形硬件中實(shí)現(xiàn)的那些方法，是基于圖元(多邊形，直線，點(diǎn))的掃描轉(zhuǎn)換。在掃描轉(zhuǎn)換(片段)期間生成的數(shù)據(jù)值被混合到幀緩沖器中。由于體數(shù)據(jù)不是由這樣的圖元本身組成的，替代幾何圖形被定義以用于通過(guò)體數(shù)據(jù)的每一個(gè)獨(dú)立的切片。每一個(gè)切片由來(lái)自所述體積的相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行紋理化。在切片多邊形上光柵化期間通過(guò)把濾波器核應(yīng)用于體數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)重構(gòu)所述體積。能夠通過(guò)這樣的切片的堆疊表示整個(gè)體積。
可以在沒有重新采樣二維紋理或者圖像50的陣列的情況下執(zhí)行所述紋理繪制。傳統(tǒng)的算法使用在均勻的笛卡爾網(wǎng)格上的體數(shù)據(jù)，要求所述體數(shù)據(jù)被重新采樣。當(dāng)重新采樣可以被使用的時(shí)候，由于在兩幅相鄰的圖像50之間的空間被能夠具有沿著z軸的任意縮放比例的多邊形填充，重新采樣可以被避免。沿著z軸通過(guò)繪制填充在兩個(gè)相鄰圖像之間的空間的切片多邊形來(lái)自動(dòng)地縮放所述體數(shù)據(jù)。為z紋理坐標(biāo)分配的內(nèi)插因子保證沿著z軸的體數(shù)據(jù)的正確的縮放比例。
具有不統(tǒng)一的圖像縮放比例的體數(shù)據(jù)可以被用于紋理繪制。在兩幅相鄰的圖像50之間的空間被能具有沿著x和y軸的任意縮放比例的多邊形所填充。在紋理中的簡(jiǎn)單的縮放比例因子和模型圖矩陣保證切片的正確的縮放比例。如果兩幅圖像50不具備統(tǒng)一的縮放比例，多邊形被縮放以使兩幅圖像50的最大范圍光柵化。用于一幅或者另一幅圖像50上的頂點(diǎn)的紋理坐標(biāo)被指定以用于說(shuō)明兩幅圖像的不同縮放比例。相鄰圖像50的邊沿策略被設(shè)置為0(即，從圖像邊界外部取回的值被賦予值0)。
每一個(gè)切片被繪制。切片的繪制對(duì)應(yīng)于繪制三維顯示的一個(gè)區(qū)域。所述區(qū)域?qū)?yīng)于在定義所述切片的圖像50之間的體積。多邊形56定義所述切片的范圍和被繪制的結(jié)果區(qū)域。在使用切斷的地方，切斷所述多邊形以對(duì)應(yīng)于所需區(qū)域或者切片。所述切斷導(dǎo)致多邊形56被限制為比沒有切斷時(shí)更小數(shù)量的相鄰二維紋理。
圖2表示從動(dòng)作38到動(dòng)作32的反饋回路。動(dòng)作32的獲得子集，動(dòng)作34的識(shí)別多邊形，動(dòng)作36的生成紋理數(shù)據(jù)和動(dòng)作38的紋理繪制被重復(fù)用于多個(gè)對(duì)中的每一對(duì)或者二維紋理的其他子集。每一次重復(fù)對(duì)應(yīng)于繪制三維顯示的不同的片或者區(qū)域。所述圖像的不同部分作為不同子集的函數(shù)被連續(xù)地繪制。表示體積的二維圖像的不同區(qū)域作為對(duì)應(yīng)于相鄰二維紋理的不同集合的片中不同的幾個(gè)的函數(shù)而被繪制。通過(guò)連續(xù)地加載圖像的不同子集，可以使用比一次繪制整個(gè)體積時(shí)更少的存儲(chǔ)空間來(lái)紋理化繪制三維顯示。
當(dāng)通過(guò)參考不同的實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)理解能夠做出許多改變和修改而并不脫離本發(fā)明的范圍。因此意味著前述詳細(xì)的描述只被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制，并且能夠理解接下來(lái)的權(quán)利要求，包括所有等效物，被用來(lái)定義本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于生成(36)體繪制的數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括獲得(30)至少第一和第二二維紋理(50)；以及從所述第一和第二二維紋理(50)生成(36)比所述二維紋理(50)更加正交于觀察方向的紋理數(shù)據(jù)，所述紋理數(shù)據(jù)表示在第一和第二二維紋理(50)之間的區(qū)域(56)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成(36)紋理數(shù)據(jù)包括生成(36)表示在所述第一和第二二維紋理(50)之間的片(56)的紋理數(shù)據(jù)，所述第一和第二二維紋理(50)在二維紋理(50)的序列中互相在空間上相鄰，所述片(56)與所述第一和第二二維紋理(50)不平行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成(36)紋理數(shù)據(jù)包括生成(36)用于在所述第一和第二二維紋理(50)之間的多個(gè)區(qū)域(56)中的每一個(gè)的紋理數(shù)據(jù)，所述多個(gè)區(qū)域(56)處于與所述第一和第二二維紋理(50)相交的不同的實(shí)質(zhì)上平行的平面上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述獲得(30)包括順序地獲得(30)多幅二維圖像的不同的子集，所述第一和第二二維紋理(50)對(duì)應(yīng)于所述不同的子集中的第一個(gè)；其中所述生成(36)紋理數(shù)據(jù)包括對(duì)于每一個(gè)不同的子集生成(36)表示至少一個(gè)片(56)的紋理數(shù)據(jù)，所述片(56)與每一個(gè)不同的子集的二維圖像是不平行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成(36)紋理數(shù)據(jù)包括從與對(duì)應(yīng)所述區(qū)域(56)的多邊形相交的所述第一和第二二維紋理(50)的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中內(nèi)插包括將所述紋理數(shù)據(jù)的第一集合從所述第一二維紋理內(nèi)插到區(qū)域(56)，將所述紋理數(shù)據(jù)的第二集合從所述第二二維紋理內(nèi)插到區(qū)域(56)并且結(jié)合紋理數(shù)據(jù)的所述第一和第二集合。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二二維紋理(50)在第一方向表示體積；進(jìn)一步包括紋理繪制(38)作為表示所述區(qū)域(56)的紋理數(shù)據(jù)的函數(shù)的三維顯示，所述繪制(38)是用于任何觀察方向的且無(wú)需生成(36)在不同于所述第一方向的方向上表示所述體積的數(shù)據(jù)的副本。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述獲得(30)包括獲得(30)在多個(gè)二維紋理(50)之中具有不統(tǒng)一的距離、不統(tǒng)一的縮放比例或者不統(tǒng)一的距離和不統(tǒng)一的縮放比例這二者的不同的子集；并且進(jìn)一步包括沒有對(duì)所述多個(gè)二維紋理(50)(50)重新采樣地進(jìn)行紋理繪制(38)。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括從用于所述多個(gè)區(qū)域(56)的所述紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行紋理繪制(38)；以及對(duì)于多個(gè)二維紋理(50)對(duì)的每一個(gè)，重復(fù)所述獲得(30)、生成(36)和紋理繪制，每一次重復(fù)對(duì)應(yīng)于繪制三維顯示的不同的片(56)。
10.一種用于從二維紋理(50)進(jìn)行體繪制的方法，所述方法包括識(shí)別(34)作為在相鄰的二維紋理(50)之間的片(56)延伸的多邊形；生成(36)用于所述多邊形的紋理數(shù)據(jù)；以及從用于所述多邊形的所述紋理數(shù)據(jù)繪制(38)圖像。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中繪制(38)包括作為二維圖像來(lái)紋理繪制(38)三維顯示，其中所述二維圖像的不同的區(qū)域(56)作為對(duì)應(yīng)于所述相鄰的二維紋理(50)的不同集合的所述片(56)中不同的若干片的函數(shù)來(lái)繪制。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中識(shí)別(34)多邊形包括識(shí)別(34)在所述相同的相鄰二維紋理(50)之間延伸的實(shí)質(zhì)上平行的平面中的多個(gè)多邊形，其中，生成(36)紋理數(shù)據(jù)包括對(duì)于所述多個(gè)多邊形中的每一個(gè)多邊形，從多邊形與相同的相鄰二維紋理(50)的相交處的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插，并且其中繪制(38)包括在所述多個(gè)多邊形中的多邊形之間內(nèi)插。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中識(shí)別(34)多邊形包括計(jì)算用于所述相鄰的二維紋理(50)的第一集合的多邊形中的第一多邊形并且對(duì)于所述二維紋理(50)的第二個(gè)不同的集合平移所述第一多邊形，所述平移第一多邊形為第二多邊形。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中識(shí)別(34)多邊形包括識(shí)別(34)對(duì)應(yīng)于三個(gè)或者更多個(gè)相鄰的二維紋理(50)的實(shí)質(zhì)上平行的非共面的多邊形；其中，繪制(38)包括切斷所述多邊形以對(duì)應(yīng)于更少數(shù)量的三個(gè)或者更多個(gè)相鄰的二維紋理(50)。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中識(shí)別(34)包括識(shí)別(34)與相鄰的二維紋理(50)不平行的多邊形。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其中識(shí)別(34)包括順序地識(shí)別(34)用于多個(gè)相鄰的二維紋理(50)的不同子集的多邊形；其中繪制(38)包括順序地繪制(38)作為所述不同子集的函數(shù)的圖像的不同的部分。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中生成(36)紋理數(shù)據(jù)包括從與每一個(gè)多邊形相交的相鄰的二維紋理(50)的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其中相鄰的二維紋理(50)在第一方向表示體積(52)；其中繪制(38)包括用于任何觀察方向且無(wú)需生成(36)在不同于所述第一方向的方向上表示體積的數(shù)據(jù)的副本的紋理繪制(38)。
19.如權(quán)利要求10所述的方法，其中相鄰的二維紋理(50)包括三個(gè)或者更多個(gè)具有不統(tǒng)一的距離、不統(tǒng)一的縮放比例或者不統(tǒng)一的距離和不統(tǒng)一的縮放比例這二者的二維紋理(50)；并且其中繪制(38)包括沒有對(duì)相鄰的二維紋理(50)重新采樣地進(jìn)行紋理繪制(38)。
20.一種用于生成(36)體繪制的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器(14)，用來(lái)順序地存儲(chǔ)多個(gè)二維圖像的不同的子集；以及處理器(16)，用來(lái)為每一個(gè)不同子集在至少一個(gè)表示在每一個(gè)不同子集的二維圖像之間的區(qū)域(56)的片(56)上生成紋理數(shù)據(jù)，每個(gè)不同子集的紋理數(shù)據(jù)是來(lái)自分別不同的子集的二維圖像的函數(shù)。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(16)包括圖形處理單元。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(16)用來(lái)繪制具有從對(duì)應(yīng)于不同子集的不同片(56)繪制的不同區(qū)域(56)的三維顯示。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)器(14)以先進(jìn)先出形式工作，并且所述處理器(16)用來(lái)對(duì)于當(dāng)前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(14)中的二維圖像的每一對(duì)，通過(guò)識(shí)別(34)多個(gè)在二維圖像對(duì)之間延伸的實(shí)質(zhì)上平行的非共面的多邊形和通過(guò)在所述多邊形上內(nèi)插來(lái)自二維圖像對(duì)的數(shù)據(jù)來(lái)生成紋理數(shù)據(jù)。
24.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(16)用來(lái)從所述不同子集進(jìn)行三線性內(nèi)插。
全文摘要
體數(shù)據(jù)子集被順序存儲(chǔ)以用于從二維紋理進(jìn)行體繪制。例如，相鄰二維圖像對(duì)被加載到RAM或者高速緩存中。一個(gè)或多個(gè)紋理數(shù)據(jù)片被內(nèi)插用于在二維圖像之間延伸的多邊形。片或多邊形比二維圖像更正交于觀察方向。在為多個(gè)非共面多邊形內(nèi)插來(lái)自二維圖像的紋理數(shù)據(jù)后，紋理數(shù)據(jù)被繪制。繪制的信息表示三維顯示的一部分。其它部分通過(guò)對(duì)相鄰二維圖像的其他對(duì)或子集組重復(fù)處理過(guò)程被繪制。較低成本的設(shè)備，如編程的計(jì)算機(jī)或具有有限量存儲(chǔ)器的GPU，能繪制用于非常大的三維陣列的三維顯示的圖像。可在無(wú)需復(fù)制不同主軸的體數(shù)據(jù)的情況下繪制圖像。可以使用不同縮放比例或在表示體積的二維圖像之間的變化空間關(guān)系。多邊形被變化以說(shuō)明差異，避免計(jì)算密集的重新采樣。
文檔編號(hào)G06T17/00GK1716317SQ200510087829
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者K·D·恩格爾, G·帕拉迪尼 申請(qǐng)人:西門子共同研究公司