调整3D空间中3D断面平面的操纵杆样图形用户界面制造技术

披露了用于在３Ｄ空间中进行操纵杆图形控制的方法。３Ｄ数据在３Ｄ影像空间中在２Ｄ屏幕的区域内以某个方向显示。３Ｄ数据的一个或多个断面视图显示在３Ｄ影像空间中，其中，断面视图根据在３Ｄ位置剖切通过３Ｄ数据的相应一个或多个３Ｄ平面而得到。在一个３Ｄ平面上，操纵杆控制在根据操纵杆所确定的位置显示在３Ｄ空间中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用[0001]本申请根据35 U.S.C.§119要求申请日为2006年5月16日的临时专利申请号60/800,418的优先权。该申请的完整主题内容在此被结合入本文参考。
[0002]本专利技术涉及用于数据处理的方法。更具体地讲，本专利技术涉及用于3D数据处理，显示，和操作的方法。
技术介绍
[0003]为了研究来自如CT或MR的医用扫描装置诸如3D空间的密集3D数据集，通常使用断面切片。在大多数当今的应用程序中，与坐标轴对齐的切片生成为三正交视图，以便于研究3D空间。不过，有时沿所述角度的切片可能不能揭示用户期待看到的特征。在这些情况下，就需要斜角或双斜角切片。不过，如何使用户能有效确定斜角或双斜角切片的位置不是简单的任务。[0004]要确定斜角或双斜角切片的位置就是要确定平面在3D空间中的方向和位置。与平面的方向和位置相关的有六自由度(DOF)。某些3D输入装置可以立即提供说明六自由度的信息。不过，在当前的计算机环境中，键盘、鼠标和二维(2D)屏幕可能仍是最常见的输入和输出装置。在所述环境中使用的鼠标是二自由度(DOF)装置。如何使用所述装置来实现六自由度(DOF)动作是一项挑战。某些应用程序将每个自由度作为滑块控件执行。用户可以调节每个滑块来改变每个自由度的值。不过，这种方法非常不直观，耗时并难以使用。另一种方法是提供三正交轴对齐的视图，和3D平面与这三个正交平面的相交线。用户可以拖曳或转动这些相交线，以定义3D平面的新方向和位置。由于用户可以在每个视图中看到当前的影像，也更易于用户将平面移动到希望的位置。不过，该方法仍然需要用户想象平面与正交平面的空间关系，这不是直截了当的，并且难以确定双斜角平面。由于上述方法存在的缺陷，需要一种更直接和直观的解决方案。
技术实现思路
[0005]本申请披露了知觉3D场景中的操纵杆样图形用户界面控制，它允许用-->户直接在知觉3D场景中改变3D平面的方向和位置。该操纵杆包括多个控制件，包括杆头，杆体，和杆座。杆头可用于改变3D平面的方向，杆体用于沿3D平面的某个方向移动3D平面的位置，而杆座用于改变定义3D平面转动基的3D平面上的一点。[0006]控制件可以是活动或不活动的。活动的控制件可以与显示指示结合，例如当鼠标移动到控制件上时被加亮，以便于用户选择操作当前活动的控制件。控制件的操作产生控制动作，该动作导致数据处理的变化。利用控制件A控制动作进行的操作可被设计成跟随鼠标的运动，以便用户能完全控制所述动作。通过该直观控制和支持视图，用户能够以更有效的方式调整3D平面。附图说明[0007]图1示出根据本专利技术的一个实施例，具有操纵杆控制的示例显示屏结构；[0008]图2示出根据本专利技术的一个实施例，使用操纵杆控制的示例控制操作；[0009]图3示出根据本专利技术的一个实施例，操纵杆控制的示例转动范围；和[0010]图4示出根据本专利技术的一个实施例，示例性使用可在3D平面的两侧进行控制的操纵杆控制。具体实施方式[0011]本专利技术披露了所见即所得(WYSIWYG)的方法，用于3D数据操作和处理控制。通过这种方法，用户可以直接在3D影像空间中看到3D数据和操纵杆控制及其操作。该方法消除了需要用户内心重建3D影像。根据本专利技术，2D显示屏被用于显示和操作3D数据。在2D显示屏上，至少部分2D显示屏被用于3D显示。该部分可称为3D影像空间。在3D影像空间，3D数据可以按照3D坐标系统以一定方向显示。除了3D数据以空间进行3D显示外，还在3D影像空间显示有一个或多个3D平面。每个3D平面沿平面的表面方向剖切通过3D数据空间。这些剖切面可以彼此相交。[0012]图1示出根据本专利技术的一个实施例，2D显示屏上不同区域的示例性显示结构100。图1示出了显示空间106和多个观察区107a，108a，和109a，其中可以显示2D影像。在显示空间106中，3D数据101显示在3D影像空间，其中，可以看到3D平面102，显示有3D数据，并且3D平面102在3D空间中以一定角度定向或穿过3D数据。在某些实施例中，可能有其他类似于平面102的3D平面，-->各自具有自身的3D位置，并且可以按照3D空间中的一个角度剖切通过3D数据。当存在一个以上剖切面时，它们可以具有一定的空间关系。例如，所述剖切面可以彼此形成直角。[0013]在示例性显示结构100中，还可以有一个或多个观察区。例如，可以有三个观察区107a，108a，109a，可被设计成显示沿3D影像空间106中显示的3D数据的某个维数或轴线所获得的断面视图。例如，观察区107可用于显示3D数据沿X轴的2D断面视图或切片。观察区108可用于显示3D数据沿Y轴的2D断面视图或切片。观察区109可用于显示3D数据沿Z轴的2D断面视图或切片。[0014]当一个空间(或若干空间)显示在剖切面剖切通过的空间时，相应的断面切片也可以直接显示或投影在3D影像空间的剖切面上。另外，断面视图还可以显示为3D影像所显示空间中的2D影像。例如，在显示空间106中，对应3D平面102的2D断面视图102a显示为3D影像空间中的2D影像。[0015]当存在一个以上3D平面时，所述平面可以具有某种空间关系。例如，三个平面可以彼此正交。它们可能或可能不与3D空间的三个(X，Y，和Z)轴对准。整个3D影像空间101可以通过鼠标拖曳操作转动。剖切通过3D数据的多个平面可以相交。所述3D平面可以集合成组，以便当一个平面移动时，其他平面也会相应地移动。所述3D平面还可以是独立的，使得一个平面发生的变化可以不影响其他平面。[0016]在图1中，显示的操纵杆连接至3D剖切面，例如，3D平面102。操纵杆具有多个部分，包括杆座103，杆体104，和杆头105。杆座103是连接至3D平面102上一点的部分。操纵杆显示在3D数据体所呈现的空间范围内。操纵杆可以这样的方式显示，使得它的3D位置相对于3D平面102具有一定的空间关系。例如，可以显示操纵杆，使得杆体104相对于3D平面102的表面法线形成一定角度。一个例子是与平面102的表面法线成一直线。如图所示，杆座103是操纵杆与3D平面连接之处。另外，杆座103起着基点的作用，操纵杆可以通过杆头的运动相对它进行转动。[0017]用户可以通过操纵杆对3D平面102进行操作。这使得用户能够以灵活的方式看到3D数据的不同断面视图。例如，用户可以通过抓住操纵杆的杆头105以绕操作杆的基点进行转动，来改变3D平面102的方向。根据本专利技术，当操纵杆以这种方式转动时，平面102的方向相应改变。另外，用户可以沿杆体上下滑动。-->当沿杆体的滑动位置变化时，平面102的3D位置可以相应地改变。另外，用户可以抓住操纵杆的杆座103，并且围绕平面102的表面移动。这可能导致操纵杆与平面连接的位置发生变化。[0018]根据本专利技术，操纵杆可显示为一个物体，它具有刚性部分，以一定的物理结构连接。当操纵杆的一个部分发生变化时，其他部分可能根据不同部分之间的关系而变化。例如，如果杆座移动，操纵杆的其他部分作相应地移动。不过，在某些情况下，根据不同部分的结构，一个部分的移动不会导致其他部分随着移动。例如，当杆头移动或转动时，杆座不会移动。[0019]当平面102本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　在２Ｄ屏幕的第一区域提供３Ｄ影像空间；和　以第一３Ｄ方向在３Ｄ影像空间显示３Ｄ数据，其中　显示３Ｄ数据，３Ｄ数据的一个或多个断面视图根据在３Ｄ位置剖切通过３Ｄ数据的相应一个或多个３Ｄ平面而得到，　一 个或多个３Ｄ平面的第一平面上显示有操纵杆，以及根据操纵杆所确定的３Ｄ位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-16 60/800,4181.一种方法，包括：在2D屏幕的第一区域提供3D影像空间；和以第一3D方向在3D影像空间显示3D数据，其中显示3D数据，3D数据的一个或多个断面视图根据在3D位置剖切通过3D数据的相应一个或多个3D平面而得到，一个或多个3D平面的第一平面上显示有操纵杆，以及根据操纵杆所确定的3D位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，操纵杆包括杆座，杆体，和杆头。3.根据权利要求2所述的方法，其中，操纵杆的杆座相对于第一平面显示。4.根据权利要求2所述的方法，其中，杆体从杆座沿3D方向延伸，从而杆体和第一平面形成一定角度。5.根据权利要求4所述的方法，其中，杆头位于沿杆体与杆座相对的杆体一端。6.根据权利要求2所述的方法，其中，操纵杆的杆座、杆体、和杆头中的至少一个是活动的。7.根据权利要求6所述的方法，其中，操纵杆的活动部分根据可在2D空间操作的鼠标的位置确定。8.根据权利要求7所述的方法，其中，操纵杆的活动部分在鼠标的2D屏幕位置变化时发生变化。9.根据权利要求6所述的方法，其中，活动部分是加亮显示的。10.根据权利要求6所述的方法，其中，活动部分可以在3D影像空间中图形移动。11.根据权利要求10所述的方法，其中，活动部分在3D影像空间中的移动通过利用可在2D屏幕操作的鼠标抓住和/或拖曳活动部分来实现。12.根据权利要求10所述的方法，其中，操纵杆显示为刚性体，使得操纵杆一个部分的移动导致其他部分作为刚性体相应移动。13.根据权利要求2所述的方法，其中，杆座的移动导致在第一平面上3D位置的变化，以便根据所显示的操纵杆产生更新的3D杆座位置。14.根据权利要求13所述的方法，其中，杆座的移动导致所显示的操纵杆根据更新的3D杆座位置发生变化。15.根据权利要求2所述的方法，其中，杆头的移动导致第一平面的方向发生变化，产生第一平面的更新3D方向。16.根据权利要求15所述的方法，其中，杆头的移动导致所显示的操纵杆根据第一平面的更新3D方向发生变化。17.根据权利要求2所述的方法，其中，鼠标沿杆体移动导致第一平面的位置发生变化，产生第一平面相对于3D数据的更新3D位置。18.根据权利要求17所述的方法，其中，杆体的运动导致所显示的操纵杆根据第一平面的更新3D位置发生变化。19.根据权利要求15所述的方法，其中，杆头的运动导致一个或多个3D平面的方向发生改变。20.根据权利要求17所述的方法，其中，杆体的运动导致一个或多个3D平面的位置发生改变。21.根据权利要求13所述的方法，其中，更新的3D杆座位置通过从2D屏幕上鼠标位置的2D屏幕位置转换到表示3D坐标系统中更新的3D杆座位置的3D坐标来确定。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述转换包括：将2D屏幕位置转换成2D画布位置；将2D画布位置转换成以3D坐标系统中的3D坐标表示的3D杆座位置。23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述转换包括：确定第一2D坐标，对应第一2D坐标系统中的2D屏幕位置；确定第一2D坐标系统到与2D画布相关的第二坐标系统的第一转换；利用第一转换将第一2D坐标转换成第二坐标系统中的第二2D坐标，其中，第二2D坐标表示2D画布位置。24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述转换包括：在3D坐标系统中由第一3D坐标表示的第一3D点和由第二3D坐标表示的第二3D点之间构建矢量；沿矢量的方向跟踪试射射线，直到与第一平面相交；确定第三3D点为与第一平面的相交点；和在3D坐标系统中确定第三3D点的3D坐标，来表示更新的3D杆座位置。25.根据权利要求24所述的方法，其中第一3D坐标根据第二2D坐标构建，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁正中，魏国庆，范黎，
申请(专利权)人：美国医软科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]