(57)【要約】【課題】三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の重畳データとボリュームデータとを重ね合わせて表示した場合に、相互の位置関係を分かりやすく表示させる。【解決手段】表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段とを備える。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、
三次元座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、
上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段と
を備えたことを特徴とする三次元画像生成装置。
【請求項２】
ユーザからの入力に基づいて上記断面を設定する断面設定手段を備えたことを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項３】
上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面通過点に基づいて断面を設定することを特徴とする上記請求項２に記載の三次元画像生成装置。
【請求項４】
上記断面設定手段は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザから入力された上記断面候補のいずれかを選択した選択結果に基づいて断面を設定することを特徴とする上記請求項２に記載の三次元画像生成装置。
【請求項５】
上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面の条件に基づいて断面を設定することを特徴とする上記請求項２に記載の三次元画像生成装置。
【請求項６】
上記断面は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であることを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項７】
上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、上記表示対象のうち上記断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データを生成することを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項８】
上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されたボリューム表示データを生成することを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項９】
上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと上記表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されたボリューム表示データを生成することを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項１０】
上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データのみで形成された重畳表示データを生成することを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項１１】
上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データと上記断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成することを特徴とする上記請求項１に記載の三次元画像生成装置。
【請求項１２】
上記請求項１から請求項１１のいずれかに記載の三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項１３】
表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成ステップと、
三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成ステップと、
上記ボリューム表示データ生成ステップで生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成ステップで生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成ステップと、
上記重畳表示画面生成ステップで生成された重畳表示画面を表示する表示ステップと
を有したことを特徴とする三次元画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータグラフィックスにおける三次元画像の生成及び表示を行う三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及び三次元画像表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
三次元コンピュータグラフィックスで最もよく用いられているレンダリング手法としてポリゴンレンダリングがある。これは、表現しようとする物体形状の表面に着目し、その表面を三角形などの多角形や曲面の組み合わせで表現するものである。そのレンダリング機能はグラフィックアクセラレータとしてハードウェア化されており、一般的なパーソナルコンピュータに搭載されている。
【０００３】
また別のレンダリング手法としてボリュームレンダリングがある。これは、表現しようとする物体をボクセルと呼ばれる細かい領域、例えば立方体、に分けて、この領域に色や透明度を定義して表現するものである。このボリュームレンダリングは、物体の表面のみに着目するポリゴンレンダリングに比較して、物体内部まで表現できるため医療分野等で有用である。ボリュームレンダリング専用ハードウェアとしては、例えば、特開２００１−２２９５０号公報に開示されたボリュームレンダリンググラフィックボードがある。
【０００４】
また従来、ボリュームレンダリングを用いた三次元画像表示装置として、例えば、特開２００１−２７６０６６号公報に開示された三次元画像処理装置がある。この三次元画像処理装置は、ボリュームデータに切断面を設定することによって、ボリュームデータから複数の分割ボリュームデータを生成すると共に、各分割ボリュームデータに対して投影画像を生成し、分割ボリュームデータと投影画像とを合成した合成画像を表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のボリュームレンダリングを用いた三次元画像表示装置は、三次元画像の表示対象がボリュームデータだけであるため、三次元空間座標を有するボリュームデータとボリュームデータより生成した投影画像とを合成した合成画像を表示するものである。したがって、例えばポリゴンデータ等の三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の表示対象物（重畳データ）をボリュームデータに重ね合わせて表示させることについては開示されていない。
【０００６】
ボリュームデータは半透明で表示されることが一般的であるため、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の表示対象物（重畳データ）をボリュームデータの表示対象物に重ね合わせて表示させた場合には、相互の位置関係、前後関係が把握しづらいとう問題がある。
【０００７】
例えば、図１５はボリュームデータで表された雲データに、風の速度データを矢印で重畳表示しようとした場合である。図１５のように、単にボリュームデータとポリゴンデータを重ね合わせるだけでは、雲が半透明で表示されるため矢印が雲の内部に存在するのか、外部に存在するのか、また、雲の中にあるとしても、雲の中にのどの位置に存在するのかが、はっきりと認識できない場合が多い。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式の表示対象物（重畳データ）とボリュームデータの表示対象物とを重ね合わせて表示した場合に、相互の位置関係をユーザに分かりやすく表示させることができる三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及び三次元画像表示方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る三次元画像生成装置は、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段とを備えたものである。
【００１０】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、ユーザからの入力に基づいて上記断面を設定する断面設定手段を備えたものである。
【００１１】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面通過点に基づいて断面を設定するものである。
【００１２】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面設定手段は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザから入力された上記断面候補のいずれかを選択した選択結果に基づいて断面を設定するものである。
【００１３】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面の条件に基づいて断面を設定するものである。
【００１４】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記断面は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面である。
【００１５】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、上記表示対象のうち上記断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データを生成するものである。
【００１６】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されたボリューム表示データを生成するものである。
【００１７】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと上記表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されたボリューム表示データを生成するものである。
【００１８】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データのみで形成された重畳表示データを生成するものである。
【００１９】
次の発明に係る三次元画像生成装置は、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データと上記断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成するものである。
【００２０】
さらに次の発明に係る三次元画像表示装置は、上記いずれかに記載の三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を表示する表示手段を備えたものである。
【００２１】
さらに次の発明に係る三次元画像表示方法は、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成ステップと、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成ステップと、上記ボリューム表示データ生成ステップで生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成ステップで生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成ステップと、上記重畳表示画面生成ステップで生成された重畳表示画面を表示する表示ステップとを有したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成を示す構成図である。
【００２３】
図１において、１００は、三次元表示領域内に表示される表示対象のボリュームデータを保持するボリュームデータ保持手段である。１０１は、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象物と共に上記三次元表示領域内に表示される重畳データを保持する重畳データ保持手段である。１０２は、上記三次元表示領域を切断する断面を設定する断面設定手段である。１０３は、上記ボリュームデータ保持手段１００に保持されたボリュームデータと上記断面設定手段１０２で設定された断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段である。１０４は、上記重畳データ保持手段１０１に保持された重畳データと上記断面設定手段１０２で設定された断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段である。１０５は、上記ボリューム表示データ生成手段１０３で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段１０４で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段である。１０６は、上記重畳表示画面生成手段１０５で生成された重畳表示画面を表示する表示手段である。
【００２４】
なお、本実施の形態において、三次元画像生成装置は、断面設定手段１０２、ボリューム表示データ生成手段１０３、重畳表示データ生成手段１０４、重畳表示画面生成手段１０５で構成される。また、三次元画像表示装置は、ボリュームデータ保持手段１００、重畳データ保持手段１０１、断面設定手段１０２、ボリューム表示データ生成手段１０３、重畳表示データ生成手段１０４、重畳表示画面生成手段１０５、表示手段１０６で構成される。
【００２５】
次に、図１〜７を用いて動作を説明する。
図２は、本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れを示すフローチャートである。図３、図４、図６、図７は、それぞれ処理内容を説明する説明図である。図５は、重畳データの一例を示す表である。
【００２６】
まず、断面設定手段１０２が三次元表示領域を切断する１つ以上の断面を設定する（ステップＳ１）。本実施の形態においては、断面設定手段１０２は、ユーザの入力を受け付けるように構成されており、ユーザが３つの断面通過点を入力すると、断面設定手段１０２は、ユーザから入力された三次元表示領域内の３つの断面通過点に基づいて、当該断面通過点を通る面を１つ求め、これを断面として設定する。
【００２７】
図３は、設定された断面を示す。図３において、２００は、三次元空間の三次元表示領域である。２０１は、三次元表示領域２００内部にある雲を表現したボリュームデータを表示したものである。２０２、２０３、２０４は、ユーザから入力された断面通過点を表示したものである。２０５は、上記断面通過点２０２、２０３、２０４を通るように断面設定手段１０２で設定された断面を表示したものである。
【００２８】
次に、ボリューム表示データ生成手段１０３がボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、ボリューム表示データを生成する（ステップＳ２）。本実施の形態においては、ボリューム表示データ生成手段１０３で生成されたボリューム表示データは、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成される。
【００２９】
図３と同一又は相当部分に同一符号を付して、図４にボリューム表示データ生成手段１０３で生成されたボリューム表示データを示す。図４において、３０１は、ボリューム表示データ生成手段１０３で生成されたボリューム断面データを表示したものである。３０２は、ボリューム表示データ生成手段１０３で生成されたボリューム下部データを表示したものである。ボリューム表示データはボリューム断面データ３０１とボリューム下部データ３０２で形成されている。
【００３０】
また、本発明では特に限定しないが、ボリューム表示データ生成手段１０３として、ボリュームレンダリングハードウェアで提供される機能を用いてもよいし、一般的なレイキャスティング法などのソフトウェアで提供される機能を用いてもよい。
【００３１】
次に、重畳表示データ生成手段１０４が重畳データ保持手段１０１に保持された重畳データと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、重畳表示データを生成する（ステップＳ３）。この発明において重畳表示データの内容は限定されないが、本実施の形態では、重畳データは、例えば、図５に示す風向風速データとする。当該風向風速データは、ＸＹＺ軸の三次元空間座標とＸＹＸ軸の風向ベクトルとを有する。本実施の形態において、重畳表示データ生成手段１０４は、重畳データである複数の風向風速データから断面設定手段１０２で設定された断面上にある風向風速データのみを選択し、これを重畳表示データとする。
【００３２】
図３と同一又は相当部分に同一符号を付して、図６に重畳表示データ生成手段１０４で生成された重畳表示データを示す。図６において、４０１、４０２、４０３は、重畳表示データ生成手段１０４で生成された重畳表示データを表示したものである。重畳表示データは、断面設定手段１０２で設定された断面上にある風向風速データのみで形成されている。
【００３３】
次に、重畳表示画面生成手段１０５が上記ボリューム表示データ生成手段１０３で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段１０４で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する（ステップＳ４）。本実施の形態においては、重畳表示画面生成手段１０５は、ボリューム断面データとボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データに、断面上にある風向風速データのみで形成された重畳表示データを重畳して重畳表示画面を生成する。図３、図４、図６と同一又は相当部分に同一符号を付して、図７に重畳表示画面生成手段１０５で生成された重畳表示画面を示す。
【００３４】
最後に、表示手段１０６が重畳表示画面生成手段１０５で生成された重畳表示画面を表示する（ステップＳ５）。例えば、表示手段１０６は、図７に示したように重畳表示画面を表示する。このように、ボリュームデータで表現された雲のうち、設定された断面と交わった部分と上記断面より下の部分とを表示すると共に、複数の風向風速データのうち上記設定された断面上にある風向風速データのみを重畳表示することにより、ユーザは、ボリュームデータで表現された雲の中のどこに風向風速データが存在するのかを明確に視認することができる。
【００３５】
以上のように本実施の形態１においては、表示対象の雲と断面とが交わった部分でなるボリューム断面データに、上記断面上にある重畳データのみを選択して生成した重畳表示データを重畳して重畳表示画面を生成することにより、表示対象の雲と断面とが交わった部分と、断面上のみの重畳データとが表示されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、上記断面に基づいて、ボリュームデータで表現された雲の中のどこに風向風速データが存在するのかを明確に視認することができる。
【００３６】
また、本実施の形態１においては、表示対象の雲と断面とが交わった部分でなるボリューム断面データと表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとでボリューム表示データを生成することにより、断面より上の部分は表示されないので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、ボリュームデータで表現された雲の中のどこに風向風速データが存在するのかを明確に視認することができる。
【００３７】
また、本実施の形態１においては、ユーザから入力された三次元表示領域内の３つの断面通過点に基づいて断面を設定することにより、ユーザの要求に応じた断面通過点に基づいて断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象の雲と重畳データとの相互の位置関係を視認することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態１では、ユーザから入力された三次元表示領域内の３つの断面通過点に基づいて設定された断面を用いてボリューム表示データ及び重畳表示データを生成する場合について説明したが、予め設定された断面を用いるようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
以上の実施の形態１では、断面設定手段１０２は、ユーザから入力された三次元表示領域内の３つの断面通過点に基づいて、当該断面通過点を通る面を１つ求め、これを断面として設定する場合について説明したが、予め設定された複数の断面候補のうちユーザが選択した断面候補を断面として設定してもよい。次に、予め設定された複数の断面候補のうちユーザが選択した断面候補を断面として設定する場合の実施の形態２について説明する。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段１０２は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザの選択結果の入力を受け付けるように構成されており、上記ユーザの選択結果に基づいて上記複数の断面候補から選択された断面候補を断面として設定する。
【００４１】
次に、図１、図２、図８を用いて動作を説明する。図８は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段１０２が断面を設定する（ステップＳ１）時に、本実施の形態においては、まず、ユーザが予め設定された複数の断面候補から断面候補を選択し、その選択結果を入力する。すると、断面設定手段１０２は、上記ユーザから入力された選択結果に基づいて、上記複数の断面候補から選択された断面候補を断面として設定する。
【００４２】
図３と同一又は相当部分に同一符号を付して、図８に断面候補を示す。図８において、６０１、６０２、６０３は予め設定された断面候補を表示したものであり、６０２はユーザに選択され設定された断面を表示したものである。
【００４３】
以上のように本実施の形態２においては、ユーザの選択結果に基づいて、予め設定された複数の断面候補から選択された断面候補を断面として設定することにより、ユーザは断面候補から所望の断面候補を選択すれば良いので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、ユーザは入力を容易に行うことができる。
【００４４】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態１では、断面設定手段１０２は、ユーザから入力された三次元表示領域内の３つの断面通過点に基づいて、当該断面通過点を通る面を１つ求め、これを断面として設定する場合について説明したが、ユーザが設定した断面の条件に基づいて断面を求め、これを断面として設定してもよい。次に、ユーザが設定した断面の条件に基づいて断面を求め、これを断面として設定する場合の実施の形態３について説明する。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段１０２は、ユーザが設定した断面の条件の入力を受け付けるように構成されており、上記ユーザが設定した断面の条件に基づいて断面を求め、これを断面として設定する。
【００４６】
次に、図１、図２、図９を用いて動作を説明する。図９は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段１０２が断面を設定する（ステップＳ１）時に、本実施の形態においては、まず、ユーザが断面の条件を設定し、その条件を入力する。すると、断面設定手段１０２は、上記ユーザから入力された断面の条件に基づいて、断面を自動計算して設定する。
【００４７】
例えば、ユーザがユーザが雲データの下端をとおり水平の面という断面の条件を設定し、入力する。すると、断面設定手段１０２では、ユーザから入力された条件に基づいて、雲の下端と雲の下端をとおり水平な断面が計算され断面を設定する。
【００４８】
図３と同一又は相当部分に同一符号を付して、図９にユーザが雲の下端をとおり水平の面という条件を入力した結果、設定された断面を示す。図９において、７０１は雲の下端の点を表示したものであり、７０２は断面設定手段１０２により計算され、設定された断面を表示したものである。
【００４９】
以上のように本実施の形態３においては、ユーザの設定した断面の条件に基づいて、断面を求めて設定することにより、ユーザは自由に断面の条件を設定でき、ユーザの要求に応じた断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、さらにより明確に表示対象の雲と重畳データとの相互の位置関係を視認することができる。
【００５０】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態１〜３では、断面設定手段１０２は、一つの断面を設定する場合について説明したが、２つ以上の断面を設定してもよい。次に、２つ以上の断面を設定する場合の実施の形態４について説明する。
【００５１】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段１０２は、２つ以上の断面を設定する。
【００５２】
次に、図１、図２、図１０を用いて動作を説明する。図１０は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
ただし、断面設定手段１０２が三次元表示領域を切断する断面を設定する（ステップＳ１）時に、本実施の形態においては、断面設定手段１０２は、２つ以上の断面を設定する。ここで例えば、断面設定手段１０２は、ユーザから入力された２つ以上の断面に対応する断面通過点に基づいて２つ以上の断面を設定する。また例えば、予め設定された複数の断面候補のうちユーザから選択され、入力された２つ以上の断面候補を断面として設定してもよい。また例えば、ユーザから入力された条件に基づいて２つ以上の断面を設定してもよい。
【００５４】
図３と同一又は相当部分に同一符号を付して、図１０に設定された断面を示す。図１０において、８０１、８０２は設定された断面を表示したものである。
【００５５】
また、ボリューム表示データ生成手段１０３は、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データを含むボリューム表示データを生成する場合には、２つ以上の断面のうちいずれかの断面より下の部分を上記ボリューム下部データとする。
【００５６】
以上のように本実施の形態４においては、２つ以上の断面を設定することにより、２つ以上の断面上の重畳データが表示されるので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、より必要な情報を得ることができる。
【００５７】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態１〜４では、断面設定手段１０２は、平面による断面を設定する場合について説明したが、断面は面を有するものであれば良く、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面、例えば、曲面の断面、表示対象のボリュームデータの一部を切り取った断面等を設定してもよい。次に、三次元表示領域を任意の立体で切り取ってなる平面以外の面の断面を設定する場合の実施の形態５について説明する。
【００５８】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、断面設定手段１０２は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面を設定する。
【００５９】
次に、図１、図２、図１１を用いて動作を説明する。図１１は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
ただし、断面設定手段１０２が三次元表示領域を切断する断面を設定する（ステップＳ１）時に、本実施の形態においては、断面設定手段１０２は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であり、平面以外の面の断面を設定する。
【００６１】
図３と同一又は相当部分に同一符号を付して、図１１にボリュームデータの一部を直方体で切り取った場合の断面を示す。図１１において、９００は切り取った直方体部分、９０１、９０２、９０３は切り取った結果設定された断面を表示したものである。
【００６２】
以上のように本実施の形態５においては、断面設定手段１０２は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であり、平面以外の面の断面を設定することにより、断面の設定の自由度が増すので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象の雲と重畳データとの相互の位置関係を視認することができる。
【００６３】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態１では、ボリューム表示データは、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成される場合について説明したが、ボリューム断面データのみをボリューム表示データとしてもよい。次に、ボリューム表示データがボリューム断面データのみで形成される場合の実施の形態６について説明する。
【００６４】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、ボリューム表示データ生成手段１０３は、ボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを生成する。
【００６５】
次に、図１、図２、図１２を用いて動作を説明する。図１２は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６６】
ただし、ボリューム表示データ生成手段１０３がボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、ボリューム表示データを生成する（ステップＳ２）時に、本実施の形態においては、ボリューム表示データ生成手段１０３は、ボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを生成する。
【００６７】
図３、図４、図６と同一又は相当部分に同一符号を付して、図１２にボリューム表示データを示す。図１２において、３０１はボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを表示したものである。
【００６８】
以上のように本実施の形態６においては、ボリューム断面データのみで形成されるボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分のみが表示されるので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、断面上のデータのみに着目することができる。
【００６９】
実施の形態７．
本発明の実施の形態７の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態１では、ボリューム表示データは、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、表示対象のうち断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成される場合について説明したが、表示対象全体でなるボリューム全体データとボリューム断面データとで形成してもよい。次に、ボリューム表示データがボリューム全体データとボリューム断面データとで形成される場合の実施の形態７について説明する。
【００７０】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、ボリューム表示データ生成手段１０３は、ボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを生成する。
【００７１】
次に、図１、図２、図１３を用いて動作を説明する。図１３は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００７２】
ただし、ボリューム表示データ生成手段１０３がボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、ボリューム表示データを生成する（ステップＳ２）時に、本実施の形態においては、ボリューム表示データ生成手段１０３は、ボリュームデータ保持手段１００に保持された表示対象のボリュームデータと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、表示対象と断面が交わった部分でなるボリューム断面データと表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを生成する。
【００７３】
図３、図４と同一又は相当部分に同一符号を付して、図１３にボリューム表示データを示す。図１３において、２０１と３０１はボリューム断面データとボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを表示したものである。
【００７４】
以上のように本実施の形態７においては、ボリューム断面データとボリューム全体データとで形成されるボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分と表示対象全体とが表示されるので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、表示対象の全体像を見つつ断面上の重畳データに着目することができる。
【００７５】
実施の形態８．
本発明の実施の形態８の三次元画像生成装置、三次元画像表示装置及びその方法を説明する。
上記実施の形態１では、重畳表示データは、断面上にある重畳データのみで形成される場合について説明したが、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なるようにしてもよい。次に、重畳表示データが断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なるようにした場合の実施の形態８について説明する。
【００７６】
本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置及び当該三次元画像生成装置で生成された三次元画像を表示する三次元画像表示装置の主要構成は、図１に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
ただし、重畳表示データ生成手段１０４は、重畳データ保持手段１０１に保持された重畳データと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成する。
【００７７】
次に、図１、図２、図１４を用いて動作を説明する。図１４は、処理の内容を説明する説明図である。本実施の形態における三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の動作の流れは、図２に示すとおりであり、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
ただし、重畳表示データ生成手段１０４が重畳データ保持手段１０１に保持された重畳データと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、重畳表示データを生成する（ステップＳ３）時に、本実施の形態においては、重畳表示データ生成手段１０４は、重畳データ保持手段１０１に保持された重畳データと、上記断面設定手段１０２で設定された三次元表示領域を切断する断面とを用いて、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成する。
【００７９】
例えば、異なる表示形態として、断面上にある重畳データを濃くし、他の重畳データを薄く表示する。また、別の表示形態として、断面上にある重畳データと他の重畳データとを異なる色で表示するようにしてもよい。
【００８０】
図３、図４、図６と同一又は相当部分に同一符号を付して、図１４に断面上にある重畳データを濃くし、他の重畳データを薄く表示した場合の重畳表示データを示す。図１４において、１２００、１２０１、１２０２、１２０３が断面上にないため薄く表示された重畳データである。
【００８１】
以上のように本実施の形態８においては、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成することにより、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとが視覚的に区別して表示されるので、実施の形態１と同様の効果が得られる上、表示された重畳表示画面を見たユーザは、重畳データの全体を確認しつつ断面上の重畳データに着目することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の三次元画像生成装置によれば、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成手段と、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成手段と、上記ボリューム表示データ生成手段で生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成手段で生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成手段とを備えたことにより、断面を用いてボリューム表示データ及び重畳表示データが生成された上で、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、上記断面に基づいて、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【００８３】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、ユーザからの入力に基づいて上記断面を設定する断面設定手段を備えたことにより、ユーザの要求に応じた断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【００８４】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面通過点に基づいて断面を設定することにより、ユーザの要求に応じた断面通過点に基づいて断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【００８５】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面設定手段は、予め設定された複数の断面候補を保持し、ユーザから入力された上記断面候補のいずれかを選択した選択結果に基づいて断面を設定することにより、ユーザは断面候補から所望の断面候補を選択すれば良いので、ユーザは入力を容易に行うことができるという効果がある。
【００８６】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面設定手段は、ユーザから入力された断面の条件に基づいて断面を設定することにより、ユーザは自由に断面の条件を設定でき、ユーザの要求に応じた断面が設定され、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、さらにより明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【００８７】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記断面は、三次元表示領域を任意の立体で切り取った断面であることにより、断面の設定の自由度が増すので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、より明確に表示対象と重畳データとの相互の位置関係を視認することができるという効果がある。
【００８８】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと、上記表示対象のうち上記断面より下の部分でなるボリューム下部データとで形成されたボリューム表示データを生成することにより、断面より上の部分は表示されない重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【００８９】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データのみで形成されたボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分のみが表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された重畳表示画面を見たユーザは、断面上のデータのみに着目することができるという効果がある。
【００９０】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記ボリューム表示データ生成手段は、上記表示対象と上記断面が交わった部分でなるボリューム断面データと上記表示対象全体でなるボリューム全体データとで形成されたボリューム表示データを生成することにより、表示対象と断面が交わった部分と表示対象全体とが表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された重畳表示画面を見たユーザは、表示対象の全体像を見つつ断面上の重畳データに着目することができるという効果がある。
【００９１】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データのみで形成された重畳表示データを生成することにより、断面上のみの重畳データが表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【００９２】
また、次の発明の三次元画像生成装置によれば、上記重畳表示データ生成手段は、上記断面上にある重畳データと上記断面上にない重畳データとの表示形態が異なる重畳表示データを生成することにより、断面上にある重畳データと断面上にない重畳データとが視覚的に区別して表示される重畳表示画面が生成されるので、表示された重畳表示画面を見たユーザは、重畳データの全体を確認しつつ断面上の重畳データに着目することができるという効果がある。
【００９３】
さらにまた、次の発明の三次元画像表示装置によれば、上記いずれかに記載の三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を表示する表示手段を備えたことにより、ユーザは上記三次元画像生成装置で生成された重畳表示画面を視認することができ、上記各三次元画像生成装置と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
さらにまた、次の発明の三次元画像表示方法によれば、表示対象のボリュームデータと三次元表示領域を切断する一つ以上の断面とを用いて、ボリューム表示データを生成するボリューム表示データ生成ステップと、三次元空間座標を有しボリュームデータとは異なるデータ形式でなり上記表示対象と共に表示される重畳データと上記一つ以上の断面とを用いて、重畳表示データを生成する重畳表示データ生成ステップと、上記ボリューム表示データ生成ステップで生成されたボリューム表示データと上記重畳表示データ生成ステップで生成された重畳表示データとを用いて、重畳表示画面を生成する重畳表示画面生成ステップと、上記重畳表示画面生成ステップで生成された重畳表示画面を表示する表示ステップとを有したことにより、断面を用いてボリューム表示データ及び重畳表示データが生成された上で、重畳表示画面が生成されるので、表示された上記重畳表示画面を見たユーザは、上記断面に基づいて、ボリュームデータで表現された表示対象のどこに重畳データが存在するのかを明確に視認することができるという効果がある。
【００９５】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１〜８の三次元画像生成装置及び三次元画像表示装置の構成図である。
【図２】実施の形態１〜８の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１の処理の内容を説明する説明図である。
【図４】実施の形態１の処理の内容を説明する説明図である。
【図５】実施の形態１の重畳データの一例を示す表である。
【図６】実施の形態１の処理の内容を説明する説明図である。
【図７】実施の形態１の処理の内容を説明する説明図である。
【図８】実施の形態２の処理の内容を説明する説明図である。
【図９】実施の形態３の処理の内容を説明する説明図である。
【図１０】実施の形態４の処理の内容を説明する説明図である。
【図１１】実施の形態５の処理の内容を説明する説明図である。
【図１２】実施の形態６の処理の内容を説明する説明図である。
【図１３】実施の形態７の処理の内容を説明する説明図である。
【図１４】実施の形態８の処理の内容を説明する説明図である。
【図１５】従来技術で三次元画像を表示した場合の説明図である。
【符号の説明】
１００　ボリュームデータ保持手段、　１０１　重畳データ保持手段、　１０２　断面設定手段、　１０３　ボリューム表示データ生成手段、　１０４　重畳表示データ生成手段、　１０５　重畳表示画面生成手段、　１０６　表示手段。
【図１】
2004086428.tif 000003
【図２】
2004086428.tif 000004
【図３】
2004086428.tif 000005
【図４】
2004086428.tif 000006
【図５】
2004086428.tif 000007
【図６】
2004086428.tif 000008
【図７】
2004086428.tif 000009
【図８】
2004086428.tif 000010
【図９】
2004086428.tif 000011
【図１０】
2004086428.tif 000012
【図１１】
2004086428.tif 000013
【図１２】
2004086428.tif 000014
【図１３】
2004086428.tif 000015
【図１４】
2004086428.tif 000016
【図１５】
2004086428.tif 000017