專利名稱：實(shí)時(shí)共同顯現(xiàn)多個(gè)屬性的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)共同顯現(xiàn)多個(gè)屬性，由此形成該屬性的組合圖像的顯像技術(shù)。該組合圖像是視覺直觀的，它顯示基本上不可辨別的對(duì)象的某些特征。
背景技術(shù)：
在應(yīng)用科學(xué)上，各種研究領(lǐng)域都需要分析二維(2-D)或三維(3-D)體數(shù)據(jù)集，其中每個(gè)數(shù)據(jù)集可以有代表不同物理特性的多屬性。屬性有時(shí)被稱之為數(shù)據(jù)值，代表所定義的2-D或3-D空間內(nèi)的對(duì)象的特定物理特性。數(shù)據(jù)值例如可以是包括256個(gè)可能值的8字節(jié)數(shù)據(jù)字。屬性的位置由(x，y數(shù)據(jù)值)或者(x，y，z數(shù)據(jù)值)代表。如果屬性代表特定位置上的壓力，則屬性位置可以被表示為(x，y，z，壓力)。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制軸向成像(CAT)掃描儀或者磁共振成像(MRI)裝置用來產(chǎn)生人體某些特定區(qū)域的圖片或者診斷圖像，通常代表坐標(biāo)和被確定的屬性。通常，預(yù)定位置內(nèi)的每個(gè)屬性必需與另一個(gè)屬性分離和無關(guān)地成像。例如，代表預(yù)定位置的溫度的一個(gè)屬性通常與另一個(gè)代表相同位置的壓力的屬性分離地成像。因而，基于這些屬性的特定條件的診斷受到顯示預(yù)定位置上單一屬性的能力限制。
在地球科學(xué)領(lǐng)域，地震探測(cè)用來勘探地球地層的地下地質(zhì)狀況。地下勘探激發(fā)類似低頻聲波的地震波在地表以下傳播，然后由地震儀檢測(cè)。地震儀記錄地震波達(dá)到的時(shí)間，包括直接和反射波的到達(dá)時(shí)間。知道爆炸的時(shí)間和地點(diǎn)，就可以計(jì)算經(jīng)過地球內(nèi)部的波的傳播時(shí)間，并用它來測(cè)量地球內(nèi)部波的速度。類似的技術(shù)可以用于海上石油和天然氣勘探。在海上勘探中，船拖著聲源和水下聽音器。例如操作像氣球爆破的氣動(dòng)裝置生成低頻(例如50Hz)聲波。聲音從海床下的巖石層彈回，然后由水下聽音器拾取。在任何一種應(yīng)用中，截留石油的地下沉積結(jié)構(gòu)如斷層和圓丘通過反射波來映像。
數(shù)據(jù)被收集和處理，以產(chǎn)生3-D體數(shù)據(jù)集。3-D體數(shù)據(jù)集由具有x、y、z坐標(biāo)的“體元(三維元素)”或體元素構(gòu)成。每個(gè)體元代表一個(gè)數(shù)值數(shù)據(jù)值(屬性)，它與特定位置上某些測(cè)量或計(jì)算的物理特性相關(guān)聯(lián)。地址數(shù)據(jù)值的例子包括振幅、相位、頻率和相似性。不同數(shù)據(jù)值被存儲(chǔ)在不同3-D體數(shù)據(jù)集中，其中每個(gè)3-D體數(shù)據(jù)集代表一個(gè)不同數(shù)據(jù)值。為了從不同3-D體數(shù)據(jù)集，分析稱之為“事件”信息的某個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，必需分別成像以便分析該事件。
在該領(lǐng)域中已經(jīng)開發(fā)了某些技術(shù)，用于在單一顯示器中成像多個(gè)3-D體數(shù)據(jù)集，然而受到相當(dāng)?shù)南拗?。一個(gè)實(shí)例包括The Leading Edge出版的Jack Lees所著的名為“Constructing Faults from Pick by Voxel Tracking”的技術(shù)。該技術(shù)在單一顯示器中組合兩個(gè)3-D體數(shù)據(jù)集，由此把每個(gè)原始的256值屬性限制到整個(gè)256值范圍的128值。因此顯示的清晰度明顯降低，從而限制了將某些事件或特征與剩余數(shù)據(jù)區(qū)分的能力。另一個(gè)常用方法通過使某些數(shù)據(jù)值比其它的更透明，組合包含兩個(gè)不同屬性的兩個(gè)3-D體數(shù)據(jù)集的顯示。
美國(guó)專利申請(qǐng)09/936,780公開了用來把兩個(gè)不同3-D體數(shù)據(jù)集組合在同一圖像中的另一技術(shù)，該申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給Magic Earth公司，在此作為參考引用。該申請(qǐng)描述了把代表第一屬性的第一3-D體數(shù)據(jù)集和代表第二屬性的第二3-D體數(shù)據(jù)集組合到單一增強(qiáng)型3-D體數(shù)據(jù)集中的技術(shù)，這是通過將第一和第二屬性數(shù)據(jù)值的每個(gè)與預(yù)選的數(shù)據(jù)值范圍或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)被滿足的每個(gè)數(shù)據(jù)值，在符合增強(qiáng)型3-D體數(shù)據(jù)集中的相應(yīng)數(shù)據(jù)值的位置上插入第一所選數(shù)據(jù)值。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)未被滿足的每個(gè)數(shù)據(jù)值，在符合增強(qiáng)型3-D體數(shù)據(jù)集中的相應(yīng)數(shù)據(jù)值的位置上插入第二所選數(shù)據(jù)值。第一所選數(shù)據(jù)值可以涉及第一屬性，第二所選數(shù)據(jù)值可以涉及第二屬性。合成圖像是一個(gè)增強(qiáng)型3-D體數(shù)據(jù)集，包括原始第一3-D體數(shù)據(jù)集和第二3-D體數(shù)據(jù)集的組合或者混合。所以，生成增強(qiáng)型3-D體數(shù)據(jù)集所需的額外處理步驟造成插值延遲和性能衰退。此外，該預(yù)處理技術(shù)是通過“損失”效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，即犧牲來自一個(gè)地震屬性的數(shù)據(jù)，以便成像另一個(gè)地震屬性。所以，存在數(shù)據(jù)顯像的明顯損失。
在非科學(xué)應(yīng)用中，已經(jīng)開發(fā)了一種通過光照和/或描影技術(shù)定義無生命對(duì)象上表面細(xì)節(jié)(紋理)的技術(shù)。例如，在視頻或計(jì)算機(jī)制圖領(lǐng)域，人們通常使用的一種技術(shù)是紋理映像。紋理通常涉及表面上的凸起、皺紋、凹槽或其它不規(guī)則性。紋理表面是通過光與表面不規(guī)則性交互作用方式來識(shí)別的。實(shí)際上，這些不規(guī)則性是對(duì)象的完整幾何模型的部分，盡管與對(duì)象的尺寸和構(gòu)形相比，它們比較小。人們已經(jīng)知道傳統(tǒng)的紋理映像技術(shù)缺少必需的表面細(xì)節(jié)，來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)上由紋理表示細(xì)節(jié)。換言之，傳統(tǒng)的紋理映像技術(shù)向?qū)ο筇峁┒嗌亩制交耐庥^。為此，紋理映像被擴(kuò)展到用現(xiàn)在通稱為凸起映射技術(shù)解決該問題。
Mark Kilgard所寫的名為“A Practical and Robust Bump MappingTechnique for Today’s GPU’s”(以下稱之為Kilgard)的論文中解釋了凸起映射，該論文在此作為參考引用。在該論文中，凸起映射被描述為“用來模仿由另外平滑表面上的圖案不規(guī)則性造成的燈光效果的基于紋理的顯現(xiàn)方案”(Kilgard，p.1)。根據(jù)Kilgard，“凸起映射模仿表面不規(guī)則光照外貌，而不需要進(jìn)行復(fù)雜、昂貴的把圖案模仿為對(duì)表面的真實(shí)幾何受擾”(Kilgard，p.1)。然而，James Blinn于1978年建議的原始凸起映射技術(shù)所需的計(jì)算費(fèi)用是相當(dāng)高的，大大超出了傳統(tǒng)的硬件紋理映射所需的費(fèi)用(Kilgard.p.2)。
考慮到最近兩個(gè)十年已經(jīng)作出把凸起映射重新制定成適合硬件實(shí)施的形式的許多嘗試，Kilgard建議了一種新的凸起映射技術(shù)?？傊?，Kilgard把凸起映射分成兩個(gè)步驟。首先，計(jì)算受擾的表面法線。然后，利用受擾的表面法線執(zhí)行光照計(jì)算。在凸起映射表面的每個(gè)可視片段分別執(zhí)行這兩個(gè)步驟(Kilgard)。
盡管Kilgard的新技術(shù)也許適合于仿真代表真實(shí)幾何受擾的表面不規(guī)則性(紋理)，但是它不能解決類似燈光效果的使用問題，以顯示基本上不可辨識(shí)和不代表真實(shí)幾何受擾的對(duì)象的某些特征。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供增強(qiáng)代表2-D或3-D對(duì)象的多屬性的組合圖像的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，第一屬性從可用屬性源選出，并代表對(duì)象的一個(gè)特性。第二屬性從相同的屬性源中選出，并代表對(duì)象的另一個(gè)特性。依靠可用的屬性源選擇附加屬性。
利用來自第一屬性或者第二屬性的體元建立法線圖。該法線圖從代表第一或第二屬性(以下稱為主要屬性)的數(shù)據(jù)值中導(dǎo)出，并用來構(gòu)建在平坦表面上提供高度、深度和幾何圖形的效應(yīng)的燈光效果。
為了獲得精確的燈光效果，把頂點(diǎn)程序應(yīng)用于限定主要屬性的平面的頂點(diǎn)以及應(yīng)用于限定法線圖的相應(yīng)平面的頂點(diǎn)。結(jié)果建立了新的坐標(biāo)空間，形成了通常稱之為切空間的矩陣，然后由寄存器組合器(registercombiner)使用。
寄存器組合器或者紋理成影器用來在應(yīng)用頂點(diǎn)程序后，計(jì)算法線圖的周圍環(huán)境和漫射燈光效果(照度)，并且組合其它第一和第二屬性以形成代表第一和第二屬性的增強(qiáng)圖像。這樣，就顯示了共同顯現(xiàn)屬性的組合圖像，從而展現(xiàn)由自然環(huán)境中基本不能辨別的屬性所代表的對(duì)象的某些特征。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過改變照明系數(shù)交互地加亮對(duì)象的選擇特征，其中照明系數(shù)代表一個(gè)虛光源的反射和/或漫射成分。這樣，再應(yīng)用寄存器組合器來改變周圍環(huán)境及漫射照明效果，并且當(dāng)顯示組合圖像時(shí)，加亮對(duì)象的某些特征。
在另一個(gè)實(shí)施例中，交互地改變光源的位置或者交互地旋轉(zhuǎn)組合圖像，以展現(xiàn)屬性所代表的對(duì)象的選擇特征。當(dāng)旋轉(zhuǎn)圖像或者改變光源位置時(shí)，代表第一屬性的某些頂點(diǎn)變成暗影或者陰影，而代表第二屬性的其它頂點(diǎn)變得可視，反之亦然。該實(shí)施例對(duì)于增強(qiáng)對(duì)象的選擇特征的圖像是有用的，其中所述對(duì)象在自然環(huán)境中不能與其它對(duì)象相區(qū)別。在該方式中，頂點(diǎn)程序和寄存器組合器被再應(yīng)用并顯示圖像。
在另一個(gè)實(shí)施例中，交互地控制每個(gè)像素的照明高度。每個(gè)像素照明高度經(jīng)常稱之為由根據(jù)每個(gè)像素產(chǎn)生的照明效果定義的凸起的高度或凹下的深度。每個(gè)像素照明高度被改變時(shí)，重新計(jì)算法線圖，重新應(yīng)用頂點(diǎn)程序和寄存器組合器，并顯示圖像。
在另一個(gè)實(shí)施例中，以所述方式，選擇一個(gè)或多個(gè)不同的屬性，以成像該對(duì)象的另外選擇的特性。因而在本實(shí)施例中，重新應(yīng)用前述的步驟和技術(shù)，以顯示一個(gè)新的組合圖像。
在另一個(gè)實(shí)施例中，交互地控制(移動(dòng)/調(diào)整大小)組合圖像，以在不同位置顯示對(duì)象的選擇特征。在該方式中，屬性被重新抽取，并且在它的新位置上顯示組合圖像。
該專利或申請(qǐng)文件包含至少一個(gè)彩色繪圖。當(dāng)請(qǐng)求并支付必要費(fèi)用時(shí)，由專利局提供帶有彩色繪圖的該專利或?qū)＠暾?qǐng)公開的副本。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中類似元素用類似參考標(biāo)記表示。
圖1是圖示用來實(shí)施本發(fā)明的軟件程序的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖2是圖示用來實(shí)施本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖3是把相似性顯示為地震數(shù)據(jù)屬性的彩色圖；圖4是把振幅顯示為地震數(shù)據(jù)屬性的彩色圖；圖5是圖示圖3和圖4中所示的兩個(gè)屬性的組合圖像的彩色圖；圖6是圖示圖5的組合圖像的彩色圖，其光源位于圖像的左邊；圖7是圖示圖5的組合圖像的彩色圖，其光源位于與圖像垂直的位置；圖8是圖示圖5的組合圖像的彩色圖，其光源位于圖像的右邊。
盡管將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)明白不打算把本發(fā)明局限于這些實(shí)施例。相反，而是打算覆蓋包含在本發(fā)明精神內(nèi)的所有替代、修改和等同物。
具體實(shí)施例方式
可以使用硬件、軟件或者其組合實(shí)施本發(fā)明，并且可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者其它處理系統(tǒng)中實(shí)施本發(fā)明。以下說明把本發(fā)明應(yīng)用于不同的地震數(shù)據(jù)屬性，這些屬性被包含在被稱之為探頭(probe)的特定空間或體積內(nèi)。每個(gè)探頭包括由x、y、z數(shù)據(jù)值代表的體元數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)值與特定位置(x、y、z)上的特定地震數(shù)據(jù)屬性關(guān)聯(lián)。本發(fā)明因而可以利用一個(gè)或多個(gè)硬件和軟件系統(tǒng)部件，這些部件是顯示和操縱如美國(guó)專利申請(qǐng)09/119,634(以下簡(jiǎn)稱‘634申請(qǐng))所述探頭所需要的，該專利申請(qǐng)已轉(zhuǎn)讓給Magic Earth公司，并作為參考引用。至于探頭技術(shù)要求的更完整的說明，請(qǐng)參見‘634申請(qǐng)。
除了探頭技術(shù)要求外，可以利用當(dāng)前的高性能圖形和個(gè)人計(jì)算商品硬件實(shí)施本發(fā)明，以便確保實(shí)時(shí)性能。個(gè)人計(jì)算機(jī)的可用硬件的實(shí)例包括由NVIDIA出售的類似GeForce的圖形卡和由Intel或AMD制造的2.4Ghzx 86指令集計(jì)算機(jī)處理器。
圖1顯示了實(shí)施本發(fā)明的軟件或程序結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。程序結(jié)構(gòu)100的基礎(chǔ)是操作系統(tǒng)102。合適的操作系統(tǒng)可以包括例如UNIX或LINUX操作系統(tǒng)、Windows NT和本領(lǐng)域已知的其它操作系統(tǒng)。
菜單和接口軟件104覆蓋操作系統(tǒng)102。菜單和接口軟件104用來提供各種菜單和窗口以方便與用戶的交互，并獲得用戶輸入和指令。菜單和接口軟件104可以包括例如Microsoft Windows、X Free 86、MOTIF和本領(lǐng)域已知的其它菜單和接口軟件。
基本圖形庫(kù)106覆蓋菜單和接口軟件104?；緢D形庫(kù)106是用于3-D計(jì)算機(jī)制圖的應(yīng)用程序編程接口(API)。由基本圖形庫(kù)106執(zhí)行的功能包括例如幾何和光柵圖元(raster primitives)、RGBA或者色指數(shù)模式、顯示列表或立即模式、觀看和模仿變換、照明和陰影、隱藏的表面消除、α混合(半透明)、抗混疊、紋理映像、大氣效應(yīng)(塵霧、煙、薄霧)、反饋和選擇、模板平面、累積緩存。
特別有用的基本圖形庫(kù)106是Silicon Graphics公司(“SGL”)出售的OpenGL。OpenGLAPI是多平臺(tái)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是獨(dú)立的硬件、窗口和操作系統(tǒng)。OpenGL被設(shè)計(jì)成可從C、C++、FORTRAN、Ada和Java可編程語(yǔ)言中調(diào)用。OpenGL執(zhí)行以上為基礎(chǔ)圖形庫(kù)106列出的每個(gè)功能。OpenGL中的某些命令制定待繪制的幾何對(duì)象，其它命令控制如何處置對(duì)象。OpenGL的所有元素狀態(tài)，甚至紋理存儲(chǔ)器和幀緩存器的內(nèi)容可以由使用OpenGL的客戶應(yīng)用獲得。OpenGL和客戶應(yīng)用程序可以在相同和不同機(jī)器上操作，因?yàn)镺penGL是網(wǎng)絡(luò)透明的。OpenGL編程指南(ISBN0-201-63274-8)和OpenGL參考手冊(cè)(ISBN0-201-63276-4)更詳細(xì)描述了OpenGL，這兩個(gè)文件在此作為參考引用。
可視模擬圖形庫(kù)108覆蓋基本圖形庫(kù)106?？梢暷M圖形庫(kù)108是一個(gè)用于創(chuàng)建實(shí)時(shí)、多處理3-D可視圖形應(yīng)用程序的API?？梢暷M圖形庫(kù)108提供與圖形庫(kù)狀態(tài)控制功能(照明、材料、紋理和透明度)捆綁在一起的功能。這些功能跟蹤稍后可以顯現(xiàn)的顯示列表的狀態(tài)和建立。
特別有用的可視模擬圖形庫(kù)108是可以從SGI得到的OpenGLPerformer。OpenGL Performer支持上述OpenGL圖形庫(kù)。OpenGLPerformer包括兩個(gè)主庫(kù)(libpf和libpr)和四個(gè)關(guān)聯(lián)庫(kù)(libpfdu，libpfdb，libpfui和libpfutil)。
OpenGL Performer的基礎(chǔ)是性能顯現(xiàn)庫(kù)libpr、根據(jù)GeoSets提供高速顯現(xiàn)功能的低級(jí)庫(kù)和使用GeoStates的圖形狀態(tài)控制。GeoSets是可繪幾何圖形的集合，該可繪幾何圖形把同類圖形圖元(例如，三角形或四邊形)集合成一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。GeoSet本身不包含幾何圖形，僅僅包含指向數(shù)據(jù)陣列和索引陣列的指針。由于GeoSet中的所有圖元是相同類型的圖元并且具有相同屬性，因此以最大硬件速度執(zhí)行大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的顯現(xiàn)。GeoStates為GeoSets提供圖形狀態(tài)定義(例如，紋理或者材料)。
分層的上述libpr是libpf，一個(gè)實(shí)時(shí)可視模擬環(huán)境，該環(huán)境提供最佳化多處理硬件使用的高性能多處理數(shù)據(jù)庫(kù)顯現(xiàn)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)用庫(kù)libpfdu提供用于定義3-D對(duì)象的幾何圖形和相似性屬性的功能，分享狀態(tài)和材料，并依據(jù)獨(dú)立的多邊形輸入生成三角形線條。數(shù)據(jù)庫(kù)libpfdb使用libpfdu、libpf和libpr工具輸入多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)格式的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。libpfui是提供構(gòu)建塊的用戶界面庫(kù)，該構(gòu)建塊用來寫入用戶界面的操控成分(C和C++編程語(yǔ)言)。最后，libpfutil是實(shí)用庫(kù)，用來提供用來實(shí)施作業(yè)的程序和圖形用戶接口(GUI)工具。
使用OpenGL Performer和OpenGLAPI的應(yīng)用程序通常執(zhí)行準(zhǔn)備實(shí)時(shí)3-D可視模擬的以下步驟1.初始化OpenGL Performer；2.指定圖形管線的數(shù)量，選擇多處理配置，按需要指定硬件模式；3.初始化所選多處理模式；4.初始化幀速率和設(shè)定幀擴(kuò)展策略；5.按需要建立、配置、打開窗口；
6.按需要建立和配置顯示通道。
一旦應(yīng)用程序通過執(zhí)行上述步驟1至6，建立了圖形顯現(xiàn)環(huán)境，于是應(yīng)用程序通常就經(jīng)由以下主要模擬環(huán)每幀一次地迭代1.計(jì)算動(dòng)態(tài)特性，更新模型矩陣等；2.延時(shí)，直至下一幀時(shí)間；3.執(zhí)行潛在地臨界觀察點(diǎn)更新；和4.拖動(dòng)幀。
作為選擇，Open Scene Graph可以用作可視模擬圖形庫(kù)108。OpenScene Graph以和OpenGL Performer相同的方式操作，為大量的計(jì)算機(jī)平臺(tái)提供以C/C++寫入的編程工具。Open Scene Graph基于OpenGL并且可以經(jīng)由www.openscenegraph.com.得到。
本發(fā)明的多屬性共同顯現(xiàn)程序110覆蓋可視模擬圖形庫(kù)108。按照本領(lǐng)域公知的一種方式，程序110對(duì)接并利用可視模擬圖形庫(kù)108、基礎(chǔ)圖形庫(kù)106、菜單和接口軟件104、操作系統(tǒng)102和‘643申請(qǐng)所述的探頭執(zhí)行諸多功能。程序110最好用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言寫入，以允許建立和使用對(duì)象和對(duì)象功能。一個(gè)優(yōu)選的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言是C++。
在該特定實(shí)施例中，程序110以本領(lǐng)域公知方式存儲(chǔ)3-D體數(shù)據(jù)集。例如，特定數(shù)據(jù)體的格式可以包括兩個(gè)部分體報(bào)頭以及其后的與數(shù)據(jù)集的大小一樣長(zhǎng)的數(shù)據(jù)本體。體報(bào)頭通常包括規(guī)定序列中的信息，比如數(shù)據(jù)集的文件路徑(位置)，大小，x、y、z方向的維數(shù)，x、y、z軸的注釋，數(shù)據(jù)值的注釋等。數(shù)據(jù)本體是字節(jié)的二進(jìn)制序列，并且每個(gè)數(shù)據(jù)值可以包括一個(gè)或多個(gè)字節(jié)。例如，第一字節(jié)是體積位置(0，0，0)上的數(shù)據(jù)值；第二字節(jié)是體積位置(1，0，0)上的數(shù)據(jù)值；第三字節(jié)是體積位置(2，0，0)上的數(shù)據(jù)值。當(dāng)x維用盡時(shí)，分別增加y維和z維。該實(shí)施例無論如何不局限于一個(gè)特定數(shù)據(jù)格式。
程序110使用戶的輸入容易標(biāo)識(shí)一個(gè)或多個(gè)3-D體數(shù)據(jù)集，以供成像和分析使用。當(dāng)使用多個(gè)數(shù)據(jù)體時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)體的數(shù)據(jù)值代表相同地理空間的不同物理參數(shù)或?qū)傩浴＠?，多個(gè)數(shù)據(jù)體可以包括地質(zhì)體、溫度體和水飽和體。地址體中的頂點(diǎn)可以以形式(x，y，z，地震振幅)表示。溫度體中的頂點(diǎn)可以以形式(x，y，z，℃)表示。水飽和體中的頂點(diǎn)可以以形式(x，y，c，％飽和)表示。這些體之每個(gè)中的頂點(diǎn)所定義的物理或地理空間是相同的。然而，對(duì)于任何特定空間位置(x0，y0，z0)，應(yīng)當(dāng)在地質(zhì)體中包含地震振幅，在溫度體中包含溫度，在水飽和體中包含水飽和。下面結(jié)合圖2至圖8說明程序110的操作。
現(xiàn)在參見圖2所示的共同顯現(xiàn)組合圖像中的多屬性的方法200。以下說明涉及在Kilgard中討論的凸起映射算法和技術(shù)。
在步驟202中，使用參照?qǐng)D1所述的GUI工具(菜單/接口軟件104)從可用屬性中選擇第一屬性和第二屬性。盡管可以使用其它可用的已存儲(chǔ)屬性，比如頻率和相位，但是把相似性用作圖3的探頭300中所示的第一屬性，把振幅用作圖4的探頭400中所示的第二屬性。地震數(shù)據(jù)可以使用傳統(tǒng)的成影/不透明(紋理映射)技術(shù)在探頭的可視平面上顯示，也可以使用本領(lǐng)域公知的體顯現(xiàn)技術(shù)在定義探頭的平面內(nèi)顯示。為了以所述的方法顯示地震數(shù)據(jù)，從存儲(chǔ)器中讀出體元數(shù)據(jù)并將其變換成代表特定紋理的特定顏色。紋理被平鋪成256像素×256像素的圖像。對(duì)于大體積，許多平鋪存在于探頭的單一平面上。該處理通常被本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員稱之為采樣，并以每個(gè)平鋪為基礎(chǔ)在多個(gè)CPU中調(diào)整該處理?！?34申請(qǐng)進(jìn)一步說明和顯示了這些技術(shù)和這里使用的其它技術(shù)。
在步驟204中，計(jì)算法線圖，以便把圖3所示的基于紋理的相似性屬性(有時(shí)也稱為高度字段)變換成法線圖，該法線圖編碼以后將由寄存器組合器使用的照明信息。該技術(shù)能夠以探頭顯示體積數(shù)據(jù)的相同方式把每像素照明應(yīng)用于體積數(shù)據(jù)。換言之，法線圖是實(shí)際顯示的2-D對(duì)象，然而由于它由體元數(shù)據(jù)和顯示它的速度組成，因此表現(xiàn)為3-D對(duì)象。簡(jiǎn)言之，該步驟把代表相似性屬性的數(shù)據(jù)值變換成受擾的歸一化向量，由圖形卡使用該向量計(jì)算照明效果，其中當(dāng)實(shí)際上顯示一個(gè)平面時(shí)，該照明效果可以提供深度和幾何結(jié)構(gòu)假象。
法線圖包括多個(gè)受擾的法向量，這些向量被集中地用來在平面上構(gòu)建高度、深度和幾何結(jié)構(gòu)的假象。每個(gè)受擾的法向量源自圖3中給定表面(例如310)上用于每個(gè)數(shù)據(jù)值的垂直和水平成分的叉積。每個(gè)受擾的法向量在硬件中被存儲(chǔ)為紋理單位(法線圖)，其中用于每個(gè)受擾法向量的每個(gè)空間坐標(biāo)(x，y，z)被分配紅綠藍(lán)(RGB)值的特定顏色。分配給這些坐標(biāo)RGB值的坐標(biāo)空間通常被稱之為紋理坐標(biāo)空間。因而，受擾法向量的藍(lán)色成分代表空間坐標(biāo)(z)。因此，都為藍(lán)色的紋理中的像素代表諸如圖3中表面310的平面對(duì)象中的典型切面向量。當(dāng)數(shù)據(jù)值改變時(shí)，法線圖外表變得淺藍(lán)并且?guī)缀跸癜咨?。從高度字段?dǎo)出法線圖所需的技術(shù)在Kilgard的5.3節(jié)中作了廣泛描述。通過把涉及Kilgard2.6節(jié)的公式應(yīng)用到圖3的探頭300所示的數(shù)據(jù)值，可以構(gòu)建法線圖。Kilgard的附錄E中顯示了執(zhí)行該方法和技術(shù)的一組指令。
為了獲得更精確的照明效果，在步驟206把頂點(diǎn)程序應(yīng)用于包含圖3所示的主要屬性的平面310的頂點(diǎn)，以及應(yīng)用于包含法線圖的相應(yīng)平面(未示出)的頂點(diǎn)。新的坐標(biāo)空間、切面空間被包含在由頂點(diǎn)程序所用的變換矩陣中。圖形卡上的可編程硬件用來顯現(xiàn)坐標(biāo)空間變換，該變換驅(qū)動(dòng)頂點(diǎn)程序運(yùn)行。以每個(gè)頂點(diǎn)為基礎(chǔ)構(gòu)建切面空間，并且切面空間通常需要CPU提供每個(gè)頂點(diǎn)的光入射角向量和半角向量作為3-D紋理坐標(biāo)。當(dāng)乘切面空間矩陣時(shí)，光入射角向量和半角向量同樣被變換到切面空間上。該步驟利用Kilgard的5.1節(jié)所述的技術(shù)。
例如，以類似圖3中探頭300給定幾何模型的每個(gè)頂點(diǎn)為基礎(chǔ)，計(jì)算法線和切面向量。通過獲得用于每個(gè)頂點(diǎn)的切面和法向量成分的叉積，計(jì)算雙法向量。切面、法線和雙法向量由此在每個(gè)頂點(diǎn)形成正交法線基(ortho-normal basis)。正交法線基代表用來把對(duì)象、空間、光及其位置變換到切面空間的矩陣。Kilgard的附錄C描述了執(zhí)行該技術(shù)的一組指令。
在步驟208，圖形卡應(yīng)用寄存器組合器或紋理成影器(未示出)，以計(jì)算在Kilgard2.5至2.5.1節(jié)中描述的照明公式?？山?jīng)由NVIDIA得到的GeForce和Quadro寄存器組合器提供了一種可配置的但不可編程裝置，用于確定每個(gè)像素片段著色/成影，以及用著色/成影片段的一種增強(qiáng)機(jī)制替換標(biāo)準(zhǔn)OpenGL固定功能紋理環(huán)境，顏色總和，及霧的控制。利用多紋理的OpenGL，可以把在代表法線圖之前從每個(gè)紋理單元過濾的多個(gè)texel和圖4的探頭400中所示的第二屬性(振幅)順序地與片段的當(dāng)前顏色相組合。在Kilgard的4.2節(jié)中，通常把寄存器組合器稱作普通組合器級(jí)的順序應(yīng)用，這些普通組合器級(jí)到達(dá)輸出片段的RGBA顏色的最終組合器級(jí)的頂點(diǎn)。Kilgard的附錄B描述了編程OpenGL寄存器組合器的一組指令。
如Kilgard的5.4節(jié)進(jìn)一步解釋的那樣，寄存器組合器被配置成計(jì)算共同顯現(xiàn)圖像的環(huán)境和漫射照明，并在步驟210中利用本領(lǐng)域公知方式顯示共同顯現(xiàn)的圖像?？傊?，寄存器組合器用來計(jì)算在應(yīng)用頂點(diǎn)程序后的法線圖的環(huán)境和漫射照明效果(照明)，并組合第二屬性，以形成代表第一和第二屬性的增強(qiáng)圖像。組合圖像的合成數(shù)據(jù)值代表第一和第二屬性的混合紋理或組合紋理。Kilgard的附錄G描述了編程寄存器組合器以計(jì)算環(huán)境和漫射照明的一組指令。
作為選擇，本領(lǐng)域已知的片段程序可以供寄存器組合器用來為法線圖提供更精細(xì)的每個(gè)像素照明效果。
如圖3所示，由于沿z軸測(cè)量的鄰近數(shù)據(jù)值之間的間斷，使某些地質(zhì)特征如由黑色值312代表的斷層不同于蘭色值314。在圖4中，相同的地質(zhì)特征412幾乎不能辨別，因?yàn)樗鼈儽徊煌瑢傩?振幅)圖示，被分配多種顏色并沿z軸包含更一致的鄰近數(shù)據(jù)值。在圖5中，相同的地質(zhì)特征512甚至更容易被辨別，因?yàn)樵鰪?qiáng)的表面紋理看來為探頭500的平面510提供了深度和高度。
在圖5中，通過成影，可以使第一屬性(相似性)與由不同顏色值顯示的第二屬性(振幅)相區(qū)別。這種假象不是在自然環(huán)境中基本不可辨別的實(shí)際地質(zhì)特征所特有的。盡管兩種屬性不能在探頭500的平面510上同時(shí)可視，但是它們?cè)谙嗤臻g成像，并且能夠根據(jù)探頭500相對(duì)于光源的角度同時(shí)觀看。因而，當(dāng)旋轉(zhuǎn)探頭500時(shí)，代表第一屬性的某些體元變成遮蔽的，而代表第二屬性的其它體元變得可視，反之亦然。該技術(shù)具有增強(qiáng)圖像的用途，即增強(qiáng)在自然環(huán)境下基本不可辨別的對(duì)象的某些特征的圖像。使用相同的技術(shù)，本發(fā)明還可以用來成像體積顯現(xiàn)的地震數(shù)據(jù)屬性。
當(dāng)在步驟210顯示圖像時(shí)，可以經(jīng)由菜單/接口軟件104交互地控制步驟212至220所述的若干選項(xiàng)，以比較和分析各圖像之間的任何差異。
在步驟212中，可以交互地控制鏡面或漫射照明系數(shù)，以改變應(yīng)用于組合圖像的成影/照明效果。所以，在步驟208中再應(yīng)用寄存器組合器增強(qiáng)步驟210中顯示的圖像。
在步驟214中，可以交互地重新確定虛光源的位置，或者交互地旋轉(zhuǎn)探頭，以成像屬性所展現(xiàn)的其它地質(zhì)特征。探頭的運(yùn)動(dòng)通過‘634申請(qǐng)中所述的裝置完成。在圖6-圖8中，當(dāng)交互地重新確定光源位置時(shí)，圖5中所示的探頭500的平面510被固定在垂直于視線的位置上。當(dāng)光源移動(dòng)時(shí)，不同頂點(diǎn)變成根據(jù)光源的位置來照明。其效果類似于當(dāng)探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)的效果。因此，再次應(yīng)用步驟206和208，以提供在步驟210中顯示的不同透視圖。
例如在圖6中，光源被定位到探頭工作面610的左邊，使得被感覺為凹入的體元612看起來更黑，而被感覺為凸起的體元614看起來更亮或更明亮。當(dāng)光源被重新定位到探頭工作面810的右邊時(shí)(如圖8所示)，不同的體元812、814看起來比圖6中所示的更黑和更亮。如圖7所示，光源垂直于探頭工作面710定位，并且整個(gè)圖像看來更明亮。該效果歸因于照明公式的鏡面成分，并且當(dāng)光源被重新定位或者探頭被旋轉(zhuǎn)時(shí)，增強(qiáng)圖像中的深度和高度的假象。Kilgard的附錄H描述了解釋如何配置計(jì)算鏡面成分的寄存器組合器的一組指令。在這種方式中，組合圖像可以被交互地操縱，以便同時(shí)展現(xiàn)每個(gè)屬性的清晰度具有額定損失的多個(gè)屬性。
在步驟216中，交互地控制每個(gè)像素的照明高度，以改變參照步驟208所述的成影和照亮的凹入的正常深度和/或凸起的正常高度。通過從消除任何凹入或凸起的零定標(biāo)每個(gè)受擾的法向量，交互地控制每個(gè)像素照明高度。如果按正增量定標(biāo)每個(gè)像素的照明，則增加每個(gè)受擾的法向量高度(凸起)/深度(凹入)。相反，如果按負(fù)增量定標(biāo)每個(gè)像素照明，則遞減每個(gè)受擾的法向量高度或深度。實(shí)際效果產(chǎn)生一個(gè)看起來改變光源位置以使對(duì)象的不同特征被增強(qiáng)的圖像。所以，重新應(yīng)用步驟204、206和208，來提供在步驟210中顯示的圖像的不同透視圖。
在步驟218中，以參照步驟202描述的方式交互地選擇不同屬性。所以，步驟204、206和208被重新應(yīng)用來提供在步驟210中圖示不同數(shù)據(jù)值的全新圖象。此外，步驟210中顯示的圖像可以圖示在步驟218中選擇的兩個(gè)以上的屬性。例如，如果可用屬性包括振幅、相位和相似性，則可以參照步驟204所述的方式，為這些屬性的任何兩個(gè)屬性建立法線圖。換言之，可以計(jì)算法線圖或者計(jì)算兩個(gè)已選屬性的每個(gè)，然后把一個(gè)法線圖中的用于每個(gè)受擾法向量的合成值添加到相同位置的其它法線圖中每個(gè)受擾法向量的值上，以建立按照步驟206和208所述的方式使用的單一法線圖。作為選擇，所選屬性之一的體元可以添加到相同位置上的其它所選屬性的體元上，并且可以按照參考步驟204描述的方式為組合的體元值計(jì)算法線圖。然后按照參考步驟206和208描述的方式使用該法線圖。在存在兩個(gè)以上屬性的任何應(yīng)用中，一個(gè)屬性在步驟208以前將用作靜態(tài)屬性，而其它屬性將以如此描述的方式來使用。
在步驟220中，探頭被交互地控制，以便可以按照‘634申請(qǐng)?zhí)貏e詳細(xì)描述的方式調(diào)整探頭大小或移動(dòng)探頭。該步驟需要修改在步驟210中所顯示的組合圖像的探頭的平面上所顯示的體元。結(jié)果，必須在步驟222中重新采樣第一和第二屬性，以及必需重新應(yīng)用步驟204、206和208，以在圖示不同位置的相同屬性的步驟210上顯示新圖象。
上述的本發(fā)明所述的技術(shù)通過利用由商用PC圖像卡提供的硬件圖形程序交互處理屬性，消除了傳統(tǒng)凸起映射技術(shù)中通常遇到的額外處理步驟。因此，這些技術(shù)對(duì)能源的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)是非常有幫助的。
本發(fā)明的上述公開和說明是示范性的和解釋性的，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將會(huì)明白，在不背離本發(fā)明精神的條件下，可以做出大小、形狀和材料、機(jī)制等同物的使用、以及所述結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)或者不同元素的特征的組合的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于成像對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)特征的方法，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，該方法包括以下步驟從多個(gè)屬性中選擇第一屬性和第二屬性，第一屬性和第二屬性分別具有自己的頂點(diǎn)；使用第一和第二屬性的至少一個(gè)建立法線圖，所述法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把法線圖頂點(diǎn)和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)屬性的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換成代表切面空間法線圖的矩陣；依據(jù)切面空間法線圖和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)，計(jì)算漫射照明成分；和把環(huán)境照明成分與漫射照明成分和第一及第二屬性的至少一個(gè)屬性組合，以形成代表在自然環(huán)境中基本不可辨別的對(duì)象的選擇特征的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二屬性的至少一個(gè)屬性包括兩個(gè)或多個(gè)屬性的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中兩個(gè)或多個(gè)屬性的組合構(gòu)成混合屬性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中第一屬性包括兩個(gè)或兩個(gè)以上屬性的任何組合，這些屬性包括振幅、頻率、相位、功率、外表、相干性、傾角、方位角、梯度、流動(dòng)因子、聲阻抗、速度、壓力、孔隙度、滲透性、地層和巖性，第二屬性包括來自振幅、頻率、相位、功率、外表、相干性、傾角、方位角、梯度、流動(dòng)因子、聲阻抗、速度、壓力、孔隙度、滲透性、地層和巖性至少一個(gè)屬性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中環(huán)境照明成分和漫射照明成分與第一屬性組合，并且第二屬性用來建立法線圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中環(huán)境照明成分和漫射照明成分與第一屬性組合，并且第一屬性用來建立法線圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟選擇第三屬性，該第三屬性具有自己的頂點(diǎn)；使用第一、第二和第三屬性的至少一個(gè)建立另一個(gè)法線圖，該另一個(gè)法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把另一個(gè)法線圖頂點(diǎn)和用來建立另一個(gè)法線圖的第一、第二和第三屬性的至少之一的頂點(diǎn)變換成代表另一個(gè)切面空間法線圖的另一個(gè)矩陣；依據(jù)另一個(gè)切面空間法線圖和用來建立另一個(gè)法線圖的第一、第二和第三屬性至少之一計(jì)算另一個(gè)漫射照明成分；將環(huán)境照明成分與另一個(gè)漫射照明成分和第一、第二、第三屬性至少之一組合，以形成代表對(duì)象選擇特征的另一個(gè)圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中第三屬性包括環(huán)境照明成分、漫射照明成分和第一和第二屬性之至少一個(gè)的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中使用第一和第二屬性的至少一個(gè)建立另一個(gè)法線圖，并且將第三屬性與環(huán)境照明成分及另一個(gè)漫射照明成分組合，以形成另一個(gè)圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中使用第三屬性建立另一個(gè)法線圖，并且將第三屬性與環(huán)境照明成分和另一個(gè)漫射照明成分組合，以形成另一個(gè)圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括向用戶顯示圖像的至少一部分的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在定義探頭的多個(gè)平面之一的至少一部分上顯示已顯示的圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在定義探頭的多個(gè)平面內(nèi)，至少部分地顯示已顯示的圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一屬性和第二屬性分別包括多個(gè)數(shù)據(jù)值和關(guān)聯(lián)的空間坐標(biāo)，每個(gè)數(shù)據(jù)值具有三維空間坐標(biāo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中法線圖包括多個(gè)受擾的法向量，它們?cè)醋悦總€(gè)數(shù)據(jù)值的垂直成分和水平成分的叉積。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中頂點(diǎn)程序用來把法線圖頂點(diǎn)和用來建立法線圖的第一及第二屬性至少之一的頂點(diǎn)變換成代表切面空間法線圖的矩陣。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用寄存器組合器分別計(jì)算漫射照明成分和環(huán)境照明成分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使用寄存器組合器組合環(huán)境照明成分、漫射照明成分和第一及第二屬性的至少之一，以形成圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一屬性和第二屬性包括醫(yī)療數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二屬性包括地震數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中環(huán)境照明成分是一個(gè)預(yù)定常數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟依據(jù)切面空間法線圖和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少之一，計(jì)算鏡面照明成分；組合鏡面照明成分、環(huán)境照明成分、漫射照明成分和第一及第二屬性的至少之一，以形成圖像。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟把虛光源應(yīng)用于圖像；向用戶顯示圖像的一部分；相對(duì)于到達(dá)用戶的已顯示圖像的視線，交互地重新確定虛光源和已顯示圖像至少之一的位置；和重復(fù)權(quán)利要求1中的最后三個(gè)步驟。
24.一種成像在自然環(huán)境中基本不可辨別的對(duì)象的選擇特征的方法，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，該方法包括以下步驟從多個(gè)屬性中選擇一個(gè)屬性，所述屬性具有自己的頂點(diǎn)；使用所述屬性建立法線圖，所述法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把法線圖頂點(diǎn)和所述屬性的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換成代表切面空間法線圖的矩陣；依據(jù)切面空間法線圖和所述屬性，計(jì)算漫射照明成分；和把環(huán)境照明成分與漫射照明成分和所述屬性組合，以形成代表對(duì)象的選擇特征的圖像。
25.一種成像對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)特征的方法，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，該方法包括以下步驟從多個(gè)屬性中選擇第一屬性和第二屬性，第一屬性和第二屬性分別具有自己的頂點(diǎn)；使用第一和第二屬性的至少一個(gè)建立法線圖，所述法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把法線圖頂點(diǎn)和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)屬性的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換成代表切面空間法線圖的矩陣；依據(jù)切面空間法線圖和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)，計(jì)算漫射照明成分；把環(huán)境照明成分與漫射照明成分和第一及第二屬性之至少一個(gè)屬性組合，以形成代表對(duì)象的選擇特征的圖像；向用戶顯示圖像的至少一部分，所顯示圖象的所述部分包括第一屬性和第二屬性的至少部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中對(duì)象的選擇特征在自然環(huán)境中基本上是不可辨別的。
27.一種包括機(jī)器可讀的程序存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)，該存儲(chǔ)裝置包含機(jī)器可執(zhí)行指令的程序，用于成像對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)特征，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，所述指令包括以下步驟從多個(gè)屬性中選擇第一屬性和第二屬性，第一屬性和第二屬性分別具有自己的頂點(diǎn)；建立源自第一和第二屬性的至少一個(gè)的法線圖，所述法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把法線圖頂點(diǎn)和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)屬性的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換成代表切面空間法線圖的矩陣；依據(jù)切面空間法線圖和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)，計(jì)算漫射照明成分；和把環(huán)境照明成分與漫射照明成分和第一及第二屬性之至少一個(gè)屬性組合，以形成代表在自然環(huán)境中基本不可辨別的對(duì)象的選擇特征的圖像。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，第一和第二屬性的至少一個(gè)屬性包括兩個(gè)或多個(gè)屬性的組合。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中兩個(gè)或多個(gè)屬性的組合構(gòu)成混合屬性。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中第一屬性包括兩個(gè)或兩個(gè)以上屬性的任何組合，這些屬性包括振幅、頻率、相位、功率、外表、相干性、傾角、方位角、梯度、流動(dòng)因子、聲阻抗、速度、壓力、孔隙度、滲透性、地層和巖性，第二屬性包括來自振幅、頻率、相位、功率、外表、相干性、傾角、方位角、梯度、流動(dòng)因子、聲阻抗、速度、壓力、孔隙度、滲透性、地層和巖性至少一個(gè)屬性。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中環(huán)境照明成分和漫射照明成分與第一屬性組合，并且第二屬性用來建立法線圖。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中環(huán)境照明成分和漫射照明成分與第一屬性組合，并且第一屬性用來建立法線圖。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，還包括以下步驟選擇第三屬性，該第三屬性具有自己的頂點(diǎn)；建立源自第一、第二和第三屬性的至少一個(gè)的另一個(gè)法線圖，該另一個(gè)法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把另一個(gè)法線圖頂點(diǎn)和用來建立另一個(gè)法線圖的第一、第二和第三屬性的至少之一的頂點(diǎn)變換成代表另一個(gè)切面空間法線圖的另一個(gè)矩陣；依據(jù)另一個(gè)切面空間法線圖和用來建立另一個(gè)法線圖的第一、第二和第三屬性至少之一計(jì)算漫射照明成分；將環(huán)境照明成分與另一個(gè)漫射照明成分和第一、第二、第三屬性至少之一組合，以形成代表對(duì)象選擇特征的另一個(gè)圖像。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中第三屬性包括環(huán)境照明成分、漫射照明成分與第一和第二屬性之至少一個(gè)的組合。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中使用第一和第二屬性的至少一個(gè)建立另一個(gè)法線圖，并且將第三屬性與環(huán)境照明成分及另一個(gè)漫射照明成分組合，以形成另一個(gè)圖像。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中使用第三屬性建立另一個(gè)法線圖，并且將第三屬性與環(huán)境照明成分和另一個(gè)漫射照明成分組合，以形成另一個(gè)圖像。
37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，還包括在監(jiān)視器上向用戶顯示圖像的至少一部分的步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中第一屬性和第二屬性分別包括多個(gè)數(shù)據(jù)值和相應(yīng)空間坐標(biāo)，每個(gè)數(shù)據(jù)值具有三維空間坐標(biāo)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中法線圖包括多個(gè)受擾的法向量，它們?cè)醋悦總€(gè)數(shù)據(jù)值的垂直成分和水平成分的叉積。
40.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中第一屬性和第二屬性包括醫(yī)療數(shù)據(jù)。
41.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中第一和第二屬性包括地震數(shù)據(jù)。
42.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中環(huán)境照明成分是一個(gè)預(yù)定常數(shù)。
43.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，還包括以下步驟依據(jù)切面空間法線圖和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少之一，計(jì)算鏡面照明成分；組合鏡面照明成分、環(huán)境照明成分、漫射照明成分和第一及第二屬性的至少之一，以形成圖像。
44.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，還包括以下步驟把虛光源應(yīng)用于圖像；向用戶顯示圖像的一部分；相對(duì)于到達(dá)用戶的已顯示圖像的視線，交互地重新確定虛光源和已顯示圖像至少之一的位置；和重復(fù)權(quán)利要求27中的最后三個(gè)步驟。
45.一種包括機(jī)器可讀的程序存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)，該存儲(chǔ)裝置包含機(jī)器可執(zhí)行指令的程序，用于成像在自然環(huán)境中基本不可辨別的對(duì)象的選擇特征，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，所述指令包括以下步驟從多個(gè)屬性中選擇屬性，所述屬性具有自己的頂點(diǎn)；建立源自所述屬性的法線圖，所述法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把法線圖頂點(diǎn)和所述屬性的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換成代表切面空間法線圖的矩陣；依據(jù)切面空間法線圖和所述屬性，計(jì)算漫射照明成分；和把環(huán)境照明成分與漫射照明成分及所述屬性組合，以形成代表對(duì)象的選擇特征的圖像。
46.一種包括機(jī)器可讀的程序存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)，該存儲(chǔ)裝置包含機(jī)器可執(zhí)行指令的程序，用于成像對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)特征，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，所述指令包括以下步驟從多個(gè)屬性中選擇第一屬性和第二屬性，第一屬性和第二屬性分別具有自己的頂點(diǎn)；建立源自第一和第二屬性的至少一個(gè)的法線圖，所述法線圖具有自己的頂點(diǎn)；把法線圖頂點(diǎn)和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)屬性的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換成代表切面空間法線圖的矩陣；依據(jù)切面空間法線圖和用來建立法線圖的第一和第二屬性的至少一個(gè)，計(jì)算漫射照明成分；把環(huán)境照明成分與漫射照明成分及第一和第二屬性之至少一個(gè)屬性組合，以形成代表對(duì)象的選擇特征的圖像；把圖像的至少一部分顯示給用戶，所述的顯示圖象的部分至少包括第一屬性的部分和第二屬性的部分。
47.一種包含在傳輸媒介中的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，包括代表對(duì)象的選擇特征的圖像，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，所述圖像包括從多個(gè)屬性選出的第一屬性和第二屬性，至少圖像的一部分是用戶可見的，可視圖像的部分至少包括第一屬性的部分和第二屬性的部分。
48.一種包含在傳輸媒介中的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，包括代表在自然環(huán)境下基本不可辨別的對(duì)象的選擇特征的圖像，所述對(duì)象包括多個(gè)屬性，所述圖像包括從多個(gè)屬性選擇的屬性，至少圖像的一部分是用戶可視的。
全文摘要
本發(fā)明公開了在不損害屬性(200)之任何一個(gè)圖像的條件下，增強(qiáng)多個(gè)屬性的組合圖像的設(shè)備和方法。多個(gè)屬性的組合圖像被增強(qiáng)，以用來分析屬性所展示的預(yù)定特性?？梢越换サ夭倏v組合圖像，以便相對(duì)于虛光源顯示每個(gè)屬性，或者使用鏡面成分(212－222)加亮每個(gè)屬性。
文檔編號(hào)G06T15/50GK1860522SQ200480028174
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者克里斯托弗·約翰·丘特爾 申請(qǐng)人:蘭德馬克繪圖公司