【手続補正書】
【提出日】平成15年12月1日(2003.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】シミュレーション装置とシミュレーション方法、及び映像生成装置と映像生成方法


【手続補正２】
【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】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
解析対象の数式モデルが構築される三次元空間を分割した複数の部分空間毎に解析対象の挙動を所定の時間間隔毎にシミュレーションする複数の部分シミュレーション手段と、
前記複数の部分シミュレーション手段でシミュレーションされた複数の部分空間のシミュレーション結果の部分映像をそれぞれ生成する複数の部分映像生成手段と、
前記複数の部分映像生成手段で生成された部分映像を混合して全体映像を生成する全体映像生成手段と、
前記複数の部分映像生成手段が生成した前記複数の部分映像を前記全体映像生成手段にそれぞれ送る複数の部分映像送信経路と、
前記全体映像を表示する表示手段とを備え、
前記全体映像生成手段は、送信された前記複数の部分映像を並列して受けて処理することを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記部分シミュレーション手段は、部分空間を分割した複数のボクセルのボクセル値を演算する請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記部分映像発生手段は、前記部分シミュレーション手段でシミュレーションされたボクセル値をマルチプル・シェアード重畳法により混合して部分映像を発生する請求項２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記全体映像生成手段が、バイナリー・スペース・パーティショニング法により決定された優先度に基づいて前記部分映像生成手段で生成された部分映像を混合するものである請求項１から３のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
前記複数の部分映像は、１表示フレーム毎に前記優先度を示すデータをそれぞれ有する請求項４に記載のシミュレーション装置。
【請求項６】
前記優先度は、２進木によって表される請求項４に記載のシミュレーション装置。
【請求項７】
前記全体映像生成手段は、２つの部分映像を該２つの部分映像の隠顕関係による優先度に応じて混合し混合映像を発生する混合映像生成手段が階層的に積み重ねられた構成を有する請求項４に記載のシミュレーション装置。
【請求項８】
前記混合映像生成手段が、
２つの部分映像の優先度を判定する優先度判定手段と、
前記優先度判定手段における判定結果に基づいて２つの入力映像と２つの出力映像の対応関係を切替える切替え手段と、
前記切替え手段から出力される出力映像を混合方程式に基づいて混合し、混合映像を出力する映像混合手段とを備える請求項７に記載のシミュレーション装置。
【請求項９】
前記映像混合手段は、
次式により第１と第２の２つの部分映像を混合して第３の混合映像するものである請求項８に記載のシミュレーション装置。
ＩC＝ＡA＊ＩB＋ＩA
ＡC＝ＡA＊ＡB
ただし、ＩAは第１の部分映像の輝度、ＡAは第１の部分映像の透過率
ＩBは第２の部分映像の輝度、ＡBは第２の部分映像の透過率
ＩCは第３の部分映像の輝度、ＡCは第３の部分映像の透過率
【請求項１０】
解析対象の数式モデルが構築される三次元空間を分割した複数の部分空間毎に解析対象の挙動を並列にシミュレーションする部分シミュレーション段階と、
前記部分シミュレーション段階でシミュレーションされた複数の部分空間のシミュレーション結果の複数の部分映像を並列に生成し、並列に出力する部分映像生成段階と、
並列に出力された前記複数の部分映像を混合して全体映像を生成する全体映像生成段階と、
前記全体映像生成段階で生成された全体映像を表示する表示段階とを備えることを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項１１】
前記部分シミュレーション段階では、部分空間を分割した複数のボクセルのボクセル値を演算する請求項１０に記載のシミュレーション方法。
【請求項１２】
前記部分映像生成段階では、前記部分シミュレーション段階でシミュレーションされたボクセル値をマルチプル・シェアード重畳法により混合して部分映像を生成する請求項１１に記載のシミュレーション方法。
【請求項１３】
前記全体映像生成段階では、バイナリー・スペース・パーティショニング法により決定された優先度に基づいて前記部分映像生成段階で生成された部分映像を混合する請求項１０から１２のいずれか１項に記載のシミュレーション方法。
【請求項１４】
前記優先度は、２進木によって表される請求項１３に記載のシミュレーション方法。
【請求項１５】
前記複数の部分映像は、１表示フレーム毎に前記優先度を示すデータそれぞれ有する請求項１３に記載のシミュレーション方法。
【請求項１６】
前記全体映像生成段階では、２つの部分映像を該２つの部分映像の隠顕関係による優先度に応じて混合し混合映像を生成する混合映像生成段階を並列に階層的に行う請求項１３に記載のシミュレーション方法。
【請求項１７】
前記混合映像生成段階は、
２つの部分映像の優先度を判定する優先度判定段階と、
前記優先度判定段階における判定結果に基づいて２つの入力映像と２つの出力映像の対応関係を切替える切替え段階と、
前記切替え段階から出力される出力映像を混合方程式に基づいて混合し、混合映像を出力する映像混合段階を備える請求項１６に記載のシミュレーション方法。
【請求項１８】
前記映像混合段階では、
次式により第１と第２の２つの部分映像を混合して第３の混合映像する請求項１７に記載のシミュレーション方法。
ＩC＝ＡA＊ＩB＋ＩA
ＡC＝ＡA＊ＡB
ただし、ＩAは第１の部分映像の輝度、ＡAは第１の部分映像の透過率
ＩBは第２の部分映像の輝度、ＡBは第２の部分映像の透過率
ＩCは第３の部分映像の輝度、ＡCは第３の部分映像の透過率
【請求項１９】
複数の部分映像をそれぞれ生成する複数の部分映像生成手段と、
前記複数の部分映像生成手段で生成された部分映像を混合して全体映像を生成する全体映像生成手段と、
前記複数の部分映像生成手段が生成した前記複数の部分映像を前記全体映像生成手段にそれぞれ送る複数の部分映像送信経路と、
前記全体映像を表示する表示手段とを備え、
前記全体映像生成手段は、送信された前記複数の部分映像を並列して受けて処理することを特徴とする映像生成装置。
【請求項２０】
前記複数の部分映像は、３次元空間を分割した複数の部分空間の映像であり、
各部分映像生成手段は、各部分空間を分割した複数のボクセルのボクセル値を、マルチプル・シェアード重畳法により混合して部分映像を生成する請求項１９に記載の映像生成装置。
【請求項２１】
前記全体映像生成手段は、前記複数の部分映像を優先度に基づいて混合する請求項１９に記載の映像生成装置。
【請求項２２】
前記優先度は、２進木によって表される請求項２１に記載の映像生成装置。
【請求項２３】
前記複数の部分映像は、１表示フレーム毎に前記優先度を示すデータをそれぞれ有する請求項２１に記載の映像生成装置。
【請求項２４】
前記優先度は、視点に対する前記複数の部分映像の隠顕関係である請求項２１に記載の映像生成装置。
【請求項２５】
前記優先度は、バイナリー・スペース・パーティショニング法により決定される請求項２４に記載の映像生成装置。
【請求項２６】
前記全体映像生成手段は、２つ部分映像を該２つの部分映像の優先度に基づいて混合して混合映像を生成する混合映像生成手段を、階層的に積み重ねた構成を有する請求項１９から２５のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項２７】
前記混合映像生成手段は、
２つの部分映像の優先度を判定する優先度判定手段と、
前記優先度判定手段における判定結果に基づいて２つの入力映像と２つの出力映像の対応関係を切替える切替え手段と、
前記切替え手段から出力される出力映像を混合方程式に基づいて混合し、混合映像を出力する映像混合手段とを備える請求項２６に記載の映像生成装置。
【請求項２８】
前記映像混合手段は、
次式により第１と第２の２つの部分映像を混合して第３の混合映像するものである請求項２７に記載の映像生成装置。
ＩC＝ＡA＊ＩB＋ＩA
ＡC＝ＡA＊ＡB
ただし、ＩAは第１の部分映像の輝度、ＡAは第１の部分映像の透過率
ＩBは第２の部分映像の輝度、ＡBは第２の部分映像の透過率
ＩCは第３の部分映像の輝度、ＡCは第３の部分映像の透過率
【請求項２９】
複数の部分映像を並列に生成、並列に出力する部分映像生成段階と、
並列に出力された前記複数の部分映像を混合して全体映像を生成する全体映像生成段階と、
前記全体映像を表示する表示段階とを備えることを特徴とする映像生成方法。
【請求項３０】
前記複数の部分映像は、３次元空間を分割した複数の部分空間の映像であり、
各部分映像生成段階では、各部分空間を分割した複数のボクセルのボクセル値を、マルチプル・シェアード重畳法により混合して部分映像を生成する請求項２９に記載の映像生成方法。
【請求項３１】
前記全体映像生成段階では、前記複数の部分映像を優先度に基づいて混合する請求項２９に記載の映像生成方法。
【請求項３２】
前記優先度は、２進木によって表される請求項３１に記載の映像生成方法。
【請求項３３】
前記複数の部分映像は、１表示フレーム毎に前記優先度を示すデータを有する請求項３１に記載の映像生成方法。
【請求項３４】
前記優先度は、視点に対する前記複数の部分映像の隠顕関係である請求項３１に記載の映像生成方法。
【請求項３５】
前記優先度は、バイナリー・スペース・パーティショニング法により決定される請求項３４に記載の映像生成方法。
【請求項３６】
前記全体映像生成段階では、２つの部分映像を該２つの部分映像の隠顕関係による優先度に応じて混合し混合映像を生成する混合映像生成段階を並列に且つ階層的に行う請求項２９から３５のいずれか１項に記載の映像生成方法。
【請求項３７】
前記混合映像生成段階は、
２つの部分映像の優先度を判定する優先度判定段階と、
前記優先度判定段階における判定結果に基づいて２つの入力映像と２つの出力映像の対応関係を切替える切替え段階と、
前記切替え段階で切り換えられた出力映像を混合方程式に基づいて混合し、混合映像を出力する映像混合段階とを備える請求項３６に記載の映像生成方法。
【請求項３８】
前記映像混合段階は、
次式により第１と第２の２つの部分映像を混合して第３の混合映像するものである請求項３７に記載の映像生成方法。
ＩC＝ＡA＊ＩB＋ＩA
ＡC＝ＡA＊ＡB
ただし、ＩAは第１の部分映像の輝度、ＡAは第１の部分映像の透過率
ＩBは第２の部分映像の輝度、ＡBは第２の部分映像の透過率
ＩCは第３の部分映像の輝度、ＡCは第３の部分映像の透過率
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
なお、上記実施形態においてはノード４３１〜４３８のシミュレーション結果の映像は専用の映像生成エンジンで生成されるものとしたが、ＣＰＵ４３ｂが高速な処理能力を有していれば映像発生プログラムによりソフトウエア的に映像を発生してもよい。
図５は部分空間への分割方法説明図であって、解析モデルが構築される三次元空間Ｂを部分空間Ｂ1 〜Ｂ8に８分割した場合を示している。そして、各部分空間Ｂ1 〜Ｂ8内の解析モデルがそのまま各ノード４３１〜４３８に組み込まれる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図１１は隠顕関係図であって、図９のＢＰＳツリーに基づいて８個のサブボリュームＢ1 〜Ｂ8 に対応する映像隠顕関係を示す。
図１２は混合過程の説明図（その１）であって、ノード４３１で部分空間Ｂ1 の映像Ｉ1 が、ノード４３２で部分空間Ｂ2 の映像Ｉ2 が、ノード４３３で部分空間Ｂ3 の映像Ｉ3 が、ノード４３４で部分空間Ｂ4 の映像Ｉ4が生成される。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
そして、ブレンダ４４ｃでは、セレクタ４４ｂの２つの出力を図１０に示す混合方程式に基づいて混合して混合された映像の強度及び透過率を出力する。
図１４に戻って、シミュレーション装置４が８台のノード４３１〜４３８を具備する場合には、コンポーザ４４は７台のマージャ４４１〜４４７が３段に積み重ねられて構成される。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
なお、上記実施態様はノード数が８の場合のコンポーザについて説明したが、ノード数を９以上とした場合には上記マージャ数が８のコンポーザを積層することにより対応可能である。
コンポーザ４４の出力はサーバ４０に伝送されて表示装置４１で表示されるが、混合映像はＭＳ法により映像化されているため、表示装置４１に表示する際には周知のテクスチャマッピング機能を使用して歪みを補正することが必要である。