【手続補正書】
【提出日】平成21年1月7日(2009.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】  この発明は体積３Ｄディスプレイで生理学的な、心理的な深度のキューを表示する方法を記述する。この付加的な心理的な視覚深さは無限深さの背景を表示できる。それは飛行シミュレーションまたは電子ゲームのような適用に有用である。この発明はまた色かグレイ・スケールの高レベルの体積３Ｄイメージを表示する方法を記述する。この発明はまた基本的な幾何学的な形のレンダリングの原則そしてアルゴリズムを記述する。これらの原則がおよびアルゴリズムは無限深さの色の体積３Ｄイメージそして背景を表示するのに使用されている。同じような原則およびアルゴリズムは体積３Ｄディスプレイで表面のテクスチャのマッピングおよび３Ｄ体積の表示に使用することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  図１は歪斜的座標系の例を説明する。図１の全イメージは体積３Ｄディスプレイの表示体積の中にある。平面ＯＰＱＲと平面ＡＢＣＤの間で区切られる空間は歪斜的な次元の直角３Ｄ空間である。直線ＢＣに直線ＰＱと同じ長さがあるが、ＰＱより短いすなわち心理的な深度のキューを提供するために距離を増幅するために、示される。従って、平面ＡＢＣＤに平面ＯＰＱＲと実際に同じ面積があるが、より小さい示される。従ってＯＰＱＲおよびＡＢＣＤによって区切られる空間は「歪斜的な空間」である。平面ＡＢＣＤは２Ｄ画面である。歪斜的な空間の外のそして平面ＡＢＣＤを越える物件はバーチャ．スペースの「内部」である。このバーチャ．スペースにバーチャ３Ｄ座標系がある。バーチャ．スペースの物件はこのバーチャ３Ｄ座標系に従って表示される。従ってこの２Ｄ画面は無限深さの背景を表示できる。２つの座標系、バーチャ座標系および歪斜的座標系は平面ＡＢＣＤで、接続する。その結果、飛行機のイメージのような物件は、２つの空間、１バーチャと１物理的の間で、滑らかに動くことができる。飛行機はＯＰＱＲの平面に近いとき、より大きいようである。それは平面ＡＢＣＤの方にＯＰＱＲの平面から移るとき、ずっと動き、歪斜的座標系のためにサイズでより小さくなる。従ってそれは空間により遠い動かすようである。飛行機は２Ｄ画面の内部に動くとき、基本的に無限深さに続くことができる。自然に、視覚効果はＡＢＣＤに平面ＯＰＱＲから見ることのために最も適している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】  点のレンダリングは図６の３Ｄ格子の１つの格子要素の位置へ点座標（ｘ、ｙ、ｚ）のマッピングである。図７［Ａ］は格子要素構造を示し見られてようにｘ−ｙの平面に直面する。各々の正方形の格子は、３０１のような、フレームのピクセルを表す。マッピングは基本的に１の点（Ｐ０のような）から１の格子要素の位置（３０２のような）である。マッピングはまた１の点から以上１の格子要素にである場合もある。これは「ピクセルの膨張」と呼ばれる。ピクセルの膨張は別の輝度を表すために点のサイズを調節する。Ｐ１で示されている、ピクセルの膨張は点の異なったサイズを表示するのに隣接したピクセルを使用する。８つの隣接した格子要素を膨張のために使用していたら、そして点に３ｘ３格子要素があり、１０のサイズのレベルを持つことができる（０−９つの格子要素、０の表現の黒（またはブランク））。３つの隣接した格子要素を膨張のために使用していたら、それから１点のための５つのサイズのレベルが付いている２ｘ２格子要素が（０−４つの格子要素）ある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】【表面のテクスチャのマッピング】
図１１［Ａ］で示されているように、全２Ｄビットマップをカバーする２Ｄ座標系（ｕ，ｖ）は定義される。座標（ｕ，ｖ）の範囲は（０，０）および（１，１）その間ある。ビットマップにｕの方向でＭのピクセルおよびｖの方向でＮのピクセルがある。各ピクセルは整数の指数［Ｍ，Ｎ］によってＭ＝０，１，２．．．Ｍ−１およびＮ＝０，１，２．．．Ｎ−１、と見つけることができる。従って、［ｍ，ｎ］指数と（ｕ，ｖ）座標間にマッピングがある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
体積３Ｄディスプレイの実際の３Ｄ空間の望ましい輝度のレベルが付いている幾何基形を表示する方法であって、前記幾何基形が直線または表面であり、前記体積３Ｄディスプレイか体積３Ｄイメージを表示するための空間的に分布表示要素を含んでいる、前記方法は、
（１）必要な表示要素の最少量Ｎｇｅ＿ｏｐを完全な輝度Ｂｒ＿ｏｐで前記幾何基形を表示するために定めるステップ、
（２）次の関係に基づいて、
（Ｎｇｅ／Ｎｇｅ＿ｏｐ）ｘ（Ｂｇｅ／Ｂｇｅ＿ｆ）＝Ｂｒ／Ｂｒ＿ｏｐ，
望ましい表示要素の量Ｎｇｅを望ましい輝度のレベルで前記幾何基形を表示するために定めるステップであって、Ｂｒが前記幾何基形の望ましい輝度のレベルを表す、Ｂｇｅ＿ｆが前記表示要素の完全な輝度のレベルを表し、Ｂｇｅが前記幾何基形のレンダリングで使用されるべき前記表示要素の輝度のレベルを表す前記ステップ、
（３）前記望ましい表示要素の量を用いる前記幾何基形を描画するステップ、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記幾何基形を表示する方法は、点基づかせていたレンダリングまたは交面基づかせていたレンダリングのうちの１つを含み、
前記点基づかせていたレンダリングでは、
前記表示要素の最少量の決定のステップが完全な輝度で前記幾何基形を表すためのサンプル点の基準量Ｎｓ＿ｏｐおよび最大ピクセル膨張数Ｎ＿ｄの決定のステップを含み、
前記望ましい表示要素の量の決定のステップが、次の関係に基づいて
［（Ｎｓｘｎ＿ｐｄ）／（Ｎｓ＿ｏｐｘＮ＿ｄ）］ｘ（Ｂｇｅ／Ｂｇｅ＿ｆ）＝Ｂｒ／Ｂｒ＿ｏｐ，
前記幾何基形を表すための望ましいサンプル点の量Ｎｓおよび望ましいピクセル膨張数ｎ＿ｐｄの決定のステップを含み、
前記幾何基形を描画するステップが、
（ｉ）前記望ましいサンプル点の量を前記幾何基形で配り、望ましいサンプル点の座標を計算によって得るステップ、
（ｉｉ）計算されたサンプル点を前記望ましいピクセル膨張数を用いる描画するステップ、を含む、
前記交面基づかせていたレンダリングでは、
前記表示要素の最少量の決定のステップが、
（ｉ）前記幾何基形の交差をフレームのスライスが付いている計算するステップであって、前記交差は小さいビットマップを含み、前記小さいビットマップの各ピクセルは１つの前記表示要素を含んでいる前記ステップ、
（ｉｉ）前記交差を合成ビットマップに一緒にステッチするステップ、
（ｉｉｉ）前記合成ビットマップを完全な輝度で完全に描画するステップであって、前記合成ビットマップにピクセルの総数Ｎｐ＿ＣＢＭ＿ｆがある前記ステップを含み、
前記望ましい表示要素の量の決定のステップが、次の関係に基づいて
（Ｎｐ＿ＣＢＭ／Ｎｐ＿ＣＢＭ＿ｆ）ｘ（Ｂｇｅ／Ｂｇｅ＿ｆ）＝Ｂｒ／Ｂｒ＿ｏｐ
望ましいピクセルの数Ｎｐ＿ＣＢＭを前述の合成ビットマップのレンダリングのための定めるステップを含み、
前記幾何基形を描画するステップが、
（ｉ）前記望ましいピクセルの数を用いる前記合成ビットマップを再描画するステップ、
（ｉｉ）再描画された合成ビットマップに従う前記交差のレンダリングのステップ、を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記点基づかせていたレンダリングでは、
前記幾何基形が直線、
前記サンプル点の基準量の決定のステップが、
（ａ）３つの直角方向の前記表示要素で前記直線を満たすために必要なサンプル点の最少量を計算によってそれぞれ得るステップ、
（ｂ）ステップ（ａ）から計算される３つの最少量の最高を前記基準量Ｎｓ＿ｏｐとして選ぶステップ、を含み、
前記望ましいサンプル点の量の分配のステップが、前記直線でサンプル点を均等に配ることのステップを含む、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記点基づかせていたレンダリングでは、
前記幾何基形が表面、
前記サンプル点が１つ以上の補助表面間で配られ、前記補助表面が隣接した補助表面間の間隔と密接に積み重なり、
前記基準量Ｎｓ＿ｏｐの決定のステップが各の補助表面のサンプル点の最適量の決定のステップを含み、前記サンプル点の最適量が完全な輝度で補助表面を表し、すべての前記補助表面の最適量の合計がＮｓ＿ｏｐと等しい、
前記望ましい量Ｎｓの決定のステップが各の補助表面のサンプル点の指定量を選ぶことのステップを含み、すべての前記補助表面のサンプル点の総計がＮｓと等しい、
前記望ましいサンプル点の量の分配のステップが対応する各々の補助表面へのサンプル点の前記指定量の分配のステップを含める、
請求項２記載の方法。
【請求項５】
隣接したサンプル点に対応する表示要素が重複しないように表示要素の空間的な配分に関して前記表面のオリエンテーションそして位置に基づいて前記間隔の最小値の決定のステップをさらに含み、
前記表面が三角の表面であり、前記補助表面がまた三角であり、
前記各の補助表面のサンプル点の最適量の決定のステップが、
（ａ）前記補助表面の３つの端の各の端ためのサンプル点の最適数を定めステップであって、前記最適数が完全な輝度で前記表示要素で前記端を満たすために必要なサンプル点の最小量である前記ステップ、
（ｂ）方向端と最も高いサンプル点の最適数Ｎｓ＿ｏｐ＿ｄを持っている端を定義し、基礎端と最も低いサンプル点の最適数Ｎｓ＿ｏｐ＿ｂを持っている端を定義するステップ、
（ｃ）値Ｎｓ＿ｏｐ＿ｄｘＮｓ＿ｏｐ＿ｂ／２に基づいて前記補助表面のサンプル点の最適量を定めるステップ、を含み、
前記各の補助表面のサンプル点の指定量を選ぶことのステップが、方向端のサンプル点の数Ｎｓ＿ｄおよび基礎端のサンプル点の数Ｎｓ＿ｂを定め、値Ｎｓ＿ｄｘＮｓ＿ｂ／２に基づいて前記補助表面のサンプル点の指定量を定めることのステップを含み、 前記各の補助表面へのサンプル点の前記指定量の分配のステップが、
（ａ）前記方向端のＮｓ＿ｄのサンプル点の座標および前記基礎端のＮｓ＿ｂのサンプル点の座標を計算によって得るステップ、
（ｂ）前記補助表面上のメッシュ・システムを概念上基盤の端の各サンプル点からの直線を描画し、直線を方向の端に平行にし、そして方向の端の各サンプル点からの直線を描画し、そして直線を基盤の端に平行にすることによって組み立てるステップ、
（ｃ）前記補助表面の内で落ちるメッシュ直線の各交差へのサンプル点を置くステップ、を含む、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
体積３Ｄディスプレイで単色的なテクスチャのマップを持っている表面を表示する方法であって、前記体積３Ｄディスプレイが体積３Ｄイメージを表示するための空間的に分布表示要素を含んでいる、前記方法は、
（１）テクスチャのマップの完全な強度のスケールを多数個の異なった強度の範囲に分けなさいステップであって、各強度の範囲がテクスチャのマップの別の地域に対応する前記ステップ、
（２）マッピングをテクスチャのマップの各地域から前記表面の対応する地域に確立しなさいステップ、
（３）マッピングに従ってその地域の強度の範囲に基づいて前記表面の対応する各々の地域に輝度比率を割り当てなさいステップであって、前記輝度比率が完全な輝度への望ましい輝度の比率と定義される、前記ステップ、
（４）別の輝度比率を表すために表示要素の別の密度の前記表面の対応する各々の地域を描画しなさいステップ、
を含む前記方法。
【請求項７】
前記表面が三角の表面、
前記方法は、
テクスチャのマップの各ピクセルに地域指数を割り当て、対応するピクセルの位置に関してテクスチャのマップに前記地域指数のデータ構造を確立するステップであって、前記地域指数がピクセルの強度の範囲に従って前記地域の１つを示す前記ステップ、
テクスチャのマップへの前記メッシュ・システムの割合マッピングのステップ、前記地域指数データ構造の使用によって、メッシュラインの交差が前記表面の対応する地域の内で落ちるかどうか確認するステップ、
を含み、
前記表面の対応する各々の地域の描画のステップが、
請求項５記載の方法の使用によるサンプル点を置くためのメッシュ・システムを組み立てるステップ、
対応する前述の地域の内にだけサンプル点を置くステップ、
を含む、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
連続的な空間で定義される３Ｄデータを体積３Ｄディスプレイの表示体積の実際の３Ｄ空間内に表示する方法であって、
（１）歪斜的な空間および２Ｄ画面との定義するステップであって、前記歪斜的な空間が歪斜的な座標系が付いている３Ｄ空間であり、前記２Ｄ画面そして前記歪斜的な空間の少なくとも一部分が前記表示体積の中である、前記ステップ、
（２）前記２Ｄ画面内にバーチャ３Ｄ座標系が付いているバーチャ．スペースの定義するステップであって、前記３Ｄバーチャ座標系および前記歪斜的な座標系は前記２Ｄ画面で接続する、前記ステップ、
（３）前記連続的な空間の第一の部分と前記歪斜的な空間の歪斜的な座標系間の座標系のマッピングを構築するステップ、
（４）前記連続的な空間の残りの部品と前記２Ｄ画面の内のバーチャ．スペースのバーチャ３Ｄ座標系間の座標系のマッピングを構築するステップ、
（５）前記座標系のマッピングに従って、前記連続的な空間の第一の部分の内にいる前記３Ｄデータの部分を前記歪斜的な空間に表示し、前記連続的な空間の残りの部品の内にいる前記３Ｄデータの部分を前記２Ｄ画面に透視図に表示するステップ、
を含む前記方法。
【請求項９】
前記座標系のマッピングが、
（１）目の位置を選ぶステップ、
（２）基準面を前記連続的な空間で定義し、前記基準面の参照位置を定めるステップであって、前記基準面が前記２Ｄ画面と同じサイズの前記目の位置から見られたとき現われる前記ステップ、
を含み、
前記２Ｄ画面の透視図の表示のステップが、ビットマップとして前記透視図のレンダリングおよびテクスチャのマッピングによって前記ビットマップを使用して前記２Ｄ画面のレンダリングが含まれている、前記テクスチャのマッピングが請求項６記載の方法を使用する、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記体積３Ｄディスプレイが、イメージフレームを表示し、配り、体積３Ｄイメージを形作る移動ディスプレイ表面を含み、前記２Ｄ画面が近く取付けられ、前記イメージフレームの１つに平行であり、
前記移動ディスプレイ表面が回転式往復運動式の表面であり、前記２Ｄ画面かディスプレイ表面の回転の近い上または底位置であり、前記２Ｄ画面を形作る前記ディスプレイ表面の付加的なイメージフレームの発生のステップがさらに含み、
前記付加的なイメージフレームの表示の期間にあらかじめ定義された比率があり、前記付加的なイメージフレームがｐｕｌｓｅ−ｗｉｄｔｈ調節の原則によって前記２Ｄ画面のグレイ・スケールまたは色のレベルを表現する、
請求項８記載の方法。
【請求項１１】
体積３Ｄディスプレイの実際の３Ｄ空間で単色的な強度のスケールの配分を持っている３Ｄ体積を表示する方法であって、前記体積３Ｄディスプレイが空間的に分散表示要素を含んでいる、前記方法は、
（１）前記３Ｄ体積の完全な強度のスケールを多数個の異なった強度の範囲に分けなさいステップであって、各強度の範囲が前記３Ｄ体積の別の空間的地域に対応する前記ステップ、
（２）空間的地域の対応する強度の範囲に基づいて前記３Ｄ体積の各々の前記空間的地域への輝度比率、ＢＲを、割り当てるステップであって、前記輝度比率が完全な輝度への望ましい輝度の比率と定義される、前記ステップ、
（３）別の輝度比率を表すために表示要素の別の密度の前記３Ｄ体積の対応する各々の空間的地域を描画しなさいステップであって、
（ａ）参照メッシュ・システムを組み立て、参照膨張数Ｎ＿ｄを選ぶステップであって、前記メッシュ・システムがサンプル点を置くための交差のメッシュラインを含み、前記参照メッシュ・システムが基準点密度にサンプル点を置くために参照メッシュ密度を提供し、前記基準点密度が各々の前記サンプル点がＮ＿ｄの表示要素に対応するとき完全な輝度で全３Ｄ体積を描画すことができる前記ステップ、
（ｂ）次の関係に基づいて：
［（Ｎｓｘｎ＿ｐｄ）／（Ｎｓ＿ｏｐｘＮ＿ｄ）］ｘ（Ｂｇｅ／Ｂｇｅ＿ｆ）＝前記空間的地域のＢＲ
望ましいメッシュ・システムを組み立て、望ましい膨張数ｎ＿ｐｄを選ぶステップであって、Ｎｓが前記望ましいメッシュ・システムを使用して全３Ｄ体積を描画するためのサンプル点の数を表し、前記望ましいメッシュ・システムの各サンプル点がｎ＿ｐｄの表示要素に対応し、Ｎｓ＿ｏｐが前記参照メッシュ・システムを使用して全３Ｄ体積を描画するためのサンプル点の数を表し、Ｂｇｅ＿ｆが前記表示要素の完全な輝度のレベルを表し、Ｂｇｅがレンダリングで使用されるべき表示要素の輝度のレベルを表す前記ステップ、
（ｃ）サンプル点を前記空間的地域内の位置にだけ前記望ましいメッシュ・システムおよび前記望ましい膨張数に従って置くステップ、
を含む前記ステップ、
を含む前記方法。
【請求項１２】
前記３Ｄ体積が３Ｄデータ体積ピクセルから成り立ち、
（ｉ）各々の前記体積ピクセルを地域指数割り当てステップであって、前記地域指数が前記体積ピクセルの強度の範囲の対応する空間的地域を示す前記ステップ、
（ｉｉ）前記地域指数のデータ構造を前記３Ｄ体積の体積ピクセルの位置に関してセットアップしたステップ、
（ｉｉｉ）前記望ましいメッシュ・システムと３Ｄ体積間のマッピングのステップであって、
メッシュサイズが前記体積ピクセルのサイズより小さくなければ、前記メッシュラインの各交差が３Ｄ体積の１つの体積ピクセルに対応する、前記ステップが前記地域指数データ構造の使用によって、メッシュラインの交差が前記空間的地域の内で落ちるかどうか確認するステップがさらに含み、
メッシュサイズが前記体積ピクセルのサイズより小さければ、各同じ地域指数の体積ピクセルが対応する空間的地域の望ましいメッシュ・システム間のメッシュラインの１つ以上の交差に対応する、
前記ステップ、
をさらに含む請求項１１記載の方法。