A voxel transfer circuit that implements high-speed voxel transfer operations. When implemented in a 2D or 3D texture mapping circuit of a graphics system, or in a graphics card adapter of a workstation, the voxel transfer circuit provides a comprehensive, accelerated volume rendering capability to the existing imaging pipeline. For each voxel in a volume data set, the voxel transfer circuit generates a texel having an opacity value and a color value based on one or more properties of the voxel including the local gradient magnitude and a lighting model. The relationship between these values is referred to herein as a classification or transfer function. In the present invention, the voxel transfer circuit implements a transfer function that employs a gradient-influenced classification. Such a transfer function generates opacity and color values of structures with excellent edge and surface discrimination. Preferably the voxel transfer circuit also includes the influence of a lighting model on the voxel, providing improved three-dimensional clarity and depth cues. As a result, the present invention enables existing systems to perform complete volume rendering at accelerated texture mapping speeds. Thus, the invention allows for modifications to the parameters used during the voxel transfer process, enabling the operator to interactively modify the results of the volume rendering operations at accelerated rates. This allows graphics applications to expand the use of volume rendering while also providing operators with the ability to interactively explore different ways of visualizing their 3D volume data. Thus, the present invention enables the operator to re-render the voxel repeatedly, gradually modifying the transfer function in small increments and view the results of the modification in a sequence of volume-rendered frames that are rendered quickly.

Ένα κύκλωμα μεταφοράς voxel που εφαρμόζει τη μεγάλη ταχύτητα voxel μεταφέρει τις διαδικασίες. Όταν εφαρμόζεται 2D ή τρισδιάστατο ένα κύκλωμα χαρτογράφησης σύστασης ενός συστήματος γραφικής παράστασης, ή σε έναν προσαρμοστή καρτών γραφικής παράστασης ενός τερματικού σταθμού, το κύκλωμα μεταφοράς voxel παρέχει έναν περιεκτικό, επιταχυνόμενο όγκο που δίνει την ικανότητα στην υπάρχουσα σωλήνωση απεικόνισης. Για κάθε voxel σε ένα σύνολο στοιχείων όγκου, το κύκλωμα μεταφοράς voxel παράγει ένα texel που έχει μια αξία αδιαφάνειας και μια αξία χρώματος υπολογισμένων με βάση μια ή περισσότερες ιδιότητες του voxel συμπεριλαμβανομένου του τοπικού μεγέθους κλίσης και ενός προτύπου φωτισμού. Η σχέση μεταξύ αυτών των τιμών αναφέρεται εν τω παρόντι ως ταξινόμηση ή λειτουργία μεταφοράς. Στην παρούσα εφεύρεση, το κύκλωμα μεταφοράς voxel εφαρμόζει μια λειτουργία μεταφοράς που υιοθετεί μια κλίση-επηρεασμένη ταξινόμηση. Μια τέτοια λειτουργία μεταφοράς παράγει τις τιμές αδιαφάνειας και χρώματος των δομών με την άριστη διάκριση ακρών και επιφάνειας. Κατά προτίμηση το κύκλωμα μεταφοράς voxel περιλαμβάνει επίσης την επιρροή ενός προτύπου φωτισμού στο voxel, που παρέχει τα βελτιωμένα τρισδιάστατα συνθήματα σαφήνειας και βάθους. Κατά συνέπεια, η παρούσα εφεύρεση επιτρέπει στα υπάρχοντα συστήματα για να εκτελέσει τον πλήρη όγκο που δίνει με τις επιταχυνόμενες ταχύτητες χαρτογράφησης σύστασης. Κατά συνέπεια, η εφεύρεση επιτρέπει τις τροποποιήσεις στις παραμέτρους που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μεταφοράς voxel, επιτρέποντας στο χειριστή για να τροποποιήσει αμφίδρομα τα αποτελέσματα των δίνοντας διαδικασιών όγκου στα επιταχυνόμενα ποσοστά. Αυτό επιτρέπει τις εφαρμογές γραφικής παράστασης για να επεκταθεί η χρήση του όγκου που δίνει επίσης παρέχοντας στους χειριστές τη δυνατότητα να ερευνηθούν αμφίδρομα οι διαφορετικοί τρόποι τα τρισδιάστατα στοιχεία όγκου τους. Κατά συνέπεια, η παρούσα εφεύρεση επιτρέπει στο χειριστή για να επαν-δώσει το voxel επανειλημμένα, βαθμιαία τροποποιώντας τη λειτουργία μεταφοράς στις μικρές αυξήσεις και να δει τα αποτελέσματα της τροποποίησης όγκος- σε μια ακολουθία πλαισίων που δίνονται γρήγορα.