专利名称：显示地图信息的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及导航装置及用于显示例如导航地图等地图信息的方法及设备。本发明的说明性实施例涉及便携式导航装置(所谓的PND)，特定来说，包含全球定位系统(GPS)信号接收及处理功能性的PND。其它实施例更一般来说涉及经配置以显示地图信息及/或执行导航软件以便提供路线规划功能性且优选还提供导航功能性的任一类型的处理装置。
背景技术：
包含GPS (全球定位系统)信号接收及处理功能性的便携式导航装置(PND)是众所周知的，且广泛用作车内或其它交通工具导航系统。一般来说，现代PND包括处理器、存储器(易失性存储器及非易失性存储器中的至少一者，且通常两者均有)，及存储于所述存储器内的地图数据。处理器与存储器合作以提供一执行环境，可在此环境中建立软件操作系统，且另外，常常提供一个或一个以上额外软件程序以使PND的功能性能够受控制，且提供各种其它功能。通常，这些装置进一步包括允许用户与装置互动且控制所述装置的一个或一个以上输入接口，及一个或一个以上输出接口，通过所述一个或一个以上输出接口，可将信息中继到用户。输出接口的说明性实例包含视觉显示器及用于可听输出的扬声器。输入接口的说明性实例包含用来控制所述装置的开/关操作或其它特征的一个或一个以上物理按钮(如果装置经内建于交通工具内，则所述按钮无需一定在所述装置自身上，而是可在方向盘上)，及用于检测用户语音的麦克风。在一特别优选布置中，可将输出接口显示器配置为触敏式显示器(通过触敏式上覆层或其它)以另外提供一输入接口，通过所述输入接口，用户可通过触摸来操作所述装置。此类型的装置还将常包含:一个或一个以上物理连接器接口，通过所述一个或一个以上物理连接器接口，可将电力信号及任选地将数据信号发射到所述装置并从所述装置接收电力信号及任选地接收数据信号；及任选地，一个或一个以上无线发射器/接收器，其允许在蜂窝式电信及其它信号及数据网络(例如，W1-F1、W1-Max GSM及类似网络)上的通f目。此类型的PND装置还包含一 GPS天线，通过所述GPS天线，可接收包含位置数据的卫星广播信号，且随后处理所述信号以确定装置的当前位置。PND装置还可包含产生信号的电子陀螺仪及加速度计，所述信号可经处理以确定当前角加速度及线加速度，并且又结合从GPS信号导出的位置信息来确定装置及因此安装了所述装置的交通工具的速度及相对位移。通常，这些特征最常提供于交通工具内导航系统中，但也可提供于PND装置中(如果此举是有利的)。这些PND的效用主要表现在其确定在第一位置(通常，出发或当前位置)与第二位置(通常，目的地)之间的路线的能力上。这些位置可由装置的用户通过广泛各种不同方法中的任一者输入，例如，通过邮政编码、街道名称及门牌号、先前存储的“众所周知的”目的地(例如，著名位置、市政位置(例如，体育场或游泳池)或其它兴趣点)及最爱目的地或近来去过的目的地。通常，通过用于根据地图数据计算在出发地址位置与目的地地址位置之间的“最好”或“最佳”路线的软件来启用PND。“最好”或“最佳”路线是基于预定准则确定的，且无需一定是最快或最短路线。指引司机所沿着的路线的选择可为非常复杂的，且所选路线可考虑现有、预测的及以动态及/或无线方式接收到的交通及道路信息、关于道路速度的历史信息及司机对于确定道路备选项的因素的自身偏好(例如，司机可指定路线不应包含高速公路或收费道路)。此外，所述装置可连续地监视道路及交通状况，且由于改变的状况而提供或选择改变路线，在此路线上将进行剩下的旅途。基于各种技术(例如，移动电话数据交换、固定相机、GPS车队追踪)的实时交通监视系统正用来识别交通延迟且将信息馈入到通知系统中。此类型的PND通常可安装于交通工具的仪表板或挡风玻璃上，但也可形成为交通工具无线电的机载计算机的部分或实际上形成为交通工具自身的控制系统的部分。导航装置也可为手持型系统的部分，例如，PDA(便携式数字助理)、媒体播放器、移动电话或其类似者，且在这些情况下，手持型系统的正常功能性通过将软件安装于装置上以执行路线计算及沿着计算出的路线的导航而得以扩展。路线规划及导航功能性还可由运行适当软件的桌上型或移动计算资源提供。举例来说，皇家汽车俱乐部(RAC)在http://www.rac.c0.uk提供在线路线规划及导航设施,所述设施允许用户键入出发点及目的地，于是，用户的PC所连接到的服务器计算路线(其方面可为用户指定的)、产生地图，并产生详尽的导航指令集用于将用户从选定的出发点指引到选定的目的地。所述设施还提供计算出的路线的伪三维再现及路线预览功能性，所述路线预览功能性模拟用户沿着所述路线行进，且借此为用户提供计算出的路线的预览。在PND的情况下，一旦已计算了路线，用户便与导航装置互动以任选地从所提议路线的列表选择所要的计算出的路线。任选地，用户可干预或指引路线选择过程，例如通过指定对于一特定旅途，应避免或必须遵循某些路线、道路、位置或准则。PND的路线计算方面形成一个主要功能，且沿着此路线的导航为另一主要功能。在沿着一计算出的路线的导航期间，这些PND常常提供视觉及/或可听指令，用以沿着一所选路线将用户指引到所述路线的终点，即所要的目的地。PND还常常在导航期间在屏幕上显示地图信息，此信息在屏幕上定期更新，使得所显示的地图信息表示装置的当前位置，且因此表示用户或用户的交通工具的当前位置(如果所述装置正用于交通工具内导航)。显示于屏幕上的图标通常表示当前装置位置，且居中，其中还正在显示在当前装置位置附近的当前及周围道路的地图信息及其它地图特征。另外，任选地，可于在所显示的地图信息上方、下方或一侧的状态条中显示导航信息，导航信息的实例包含从用户需要选取的当前道路到下一个偏离的距离、所述偏离的性质，此性质可由表明所述偏离的特定类型(例如，左转弯或右转弯)的另一图标表示。导航功能还确定可听指令的内容、持续时间及时序，可通过所述指令来沿着路线指引用户。如可了解，例如“ IOOm后左转”等简单指令需要大量处理及分析。如先前所提及，用户与装置的互动可通过触摸屏、或者(另外或其它)通过转向柱安装式遥控器、通过语音激活或者通过任何其它适宜方法。
在以下状况下，由所述装置提供的另一重要功能是自动路线再计算:用户在导航期间偏离先前计算出的路线(意外或故意地)；实时交通状况指示替代路线将更有利且所述装置能够适当地自动辨识这些状况，或者当用户由于任何原因主动地使装置执行路线再计算时。还已知允许按用户定义的准则来计算路线；例如，用户可能更喜欢由装置计算出的风景路线，或者可能希望避开交通拥挤可能发生、预计会发生或当前正发生的任何道路。装置软件将接着计算各种路线且更青睐沿着其路线包含最高数目个标注为(例如)有美景的兴趣点(称为P0I)的路线，或者使用指示特定道路上的正发生的交通状况的已存储信息，按可能的堵塞或由于堵塞的延迟的程度来对计算出的路线排序。其它基于POI及基于交通信息的路线计算及导航准则也是可能的。虽然路线计算及导航功能对PND的总体效用很重要，但有可能将装置纯粹用于信息显示或“自由驾驶”，其中仅显示与当前装置位置相关的地图信息，且其中，尚未计算出路线且装置当前不执行导航。此操作模式常可适用于当用户已经知道行进所要沿着的路线且不需要导航辅助时。上述类型的装置(例如，由TomTom International B.V.制造并供应的GO950LIVE型)提供用于使用户能够从一个位置导航到另一位置的可靠手段。从上文应了解，这些导航装置的操作的重要方面是通过装置向用户显示地图信息。举例来说，这可通过基于每一帧的向量数据呈现整个场景来完成。另一已知技术为，以逐个瓦片的方式表示地图信息(在3D世界中)，即，将地图的3D “世界”视图(如此项技术中已知，所述3D “世界”视图接着将被变换到2D屏幕空间以供显示)表示为一个或一个以上瓦片，每一瓦片在待显示的地图的3D世界视图中表示地图的一些或全部。在这些布置中，如此项技术中已知，可存储瓦片且以变化的分辨率(纹理映射图)来显示瓦片以提供进一步的视觉改进，同时减少所产生瓦片的存储需求。还可上覆并过滤不同分辨率的瓦片以提供纹理映射图之间更无缝的过渡。此基于瓦片的地图及道路网呈现是一种以二维及三维两者来显示道路网及地理数据的有效率且强大的方式。考虑到多数移动图形呈现子系统(其通常为将在PND中使用(且如此项技术中已知，可以硬件或软件或两者来实施)的子系统)在其可处理以得到可接受的帧速率的几何形状的量方面受到限制且在桌上型图形加速器中发现的许多更强大的特征尚未使其到达移动空间，基于瓦片的呈现尤其有效率。然而，基于瓦片的解决方案的限制在于:所显示的一切按定义必须嵌入于瓦片自身内(且因此与瓦片自身共平面)，或需要以额外几何形状的形式添加在瓦片的顶部上(例如，建筑物)。虽然前者对道路来说通常已足够且后者满足建筑物的需要，但申请人已认识至IJ，基于瓦片的方法在其当前形式下不太适合于显示在地平面以下的(或以上)的特征，例如，水体特征(运河、河流等)及/或降低的道路段或实际上可在比地平面低或高处表示的任一“露天”特征。举例来说，虽然这些特征可呈现为与地平面共平面(即，“在地平面中”)，但其常无法提供所要的视觉质量。或者，通过修改瓦片几何形状，例如，通过将瓦片细分成更小的瓦片及/或三角形且降低或升高这些瓦片及/或三角形，或通过使用(例如)三角形的网格(在所述情况下，将三角形的顶点置放在正确的高度或深度)，可获得这些特征。然而，这大大增加了需要存储及处理的几何形状的量，其通常导致降低的性能及较高的存储成本。对于较小特征,可使用例如(硬件辅助型)凹凸映射等技术。在新的硬件上，可使用例如顶点或几何着色器等图形加速器的特征来修改馈入到图形加速器的几何形状。另夕卜，可使用例如边缘检测及挤压等技术来模拟边界效应。然而，特别是在移动装置上，这些技术可能效率低下(归因于所需几何形状的量)或不可能(归因于装置中所使用的图形呈现子系统中缺少的必要的硬件特征)。申请人:因此相信，对地图信息在导航装置上的显示的改进仍有余地。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种使用基于瓦片的地图信息呈现来显示地图信息的方法，所述方法包括:为了显示瓦片以显示所述地图信息:呈现前瓦片，所述前瓦片具有在所述瓦片的平面中的一个或一个以上透视形状；及呈现一个或一个以上后瓦片，所述一个或一个以上后瓦片在所述前瓦片后面，且所述一个或一个以上后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述地图信息时，透过在所述前瓦片中的所述透视形状将看到在所述一个或一个以上后瓦片上的所述图像区。根据本发明的第二方面，提供一种导航或地图绘制设备，其包括:显示器，其用于向用户显示数字地图；及处理器，其经配置以存取数字地图数据且使用基于瓦片的地图信息呈现使数字地图显示于所述显示器上；且特征在于所述处理器进一步包括:用于为了显示瓦片以显示所述地图信息而进行以下操作的构件:呈现前瓦片，所述前瓦片具有在所述瓦片的平面中的一个或一个以上透视形状；及呈现一个或一个以上后瓦片，所述一个或一个以上后瓦片在所述前瓦片后面，且所述一个或一个以上后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述地图信息时，透过在所述前瓦片中的所述透视形状将看到在所述一个或一个以上后瓦片上的所述图像区。在本发明中，通过以下操作来呈现待显示的地图信息:呈现前瓦片，所述前瓦片中已提供有一个或一个以上透视形状；及呈现在所述前瓦片后面的一个或一个以上另外的瓦片，以实际上“填充”(用额外视觉信息)在所述前瓦片中的所述透视形状。特定来说，所述后瓦片上具有在所显示图像中透过所述前瓦片中的所述透视形状将看到的图像区。如以下进一步论述，申请人已认识到，这可提供一种更逼真但更有效率地呈现(例如)位于一给定平面以上或以下的特征(例如，水体特征、建筑物、建筑物的窗等)的技术，其适合于(例如)在受到更大限制的(例如，图形几何形状受到限制的)装置(例如，移动装置)上使用。此外，虽然本技术的视觉质量可能不能够完全比得上在(例如)游戏(例如，增加顶点计数、凹凸映射等)中使用的更复杂的方法，但本技术可提供一种相对快且有效率的方式来改进(例如)基于瓦片的地图显示的视觉质量。因此，本发明很适合于嵌入式图形硬件，因为其可在几何形状仅有有限的增加或几何形状没有增加的情况下产生所要效果(例如，通过再使用现有的顶点缓冲对象)。因此其很适合于在用于PND的当前及(不久的)将来的芯片上系统布置上使用，因为所述布置中所含的图形呈现子系统的类型通常在其可有效率地处理的几何形状的量方面受到很大限制。然而，如以下将进一步论述，本发明不仅仅适用于便携式且受到更大限制的装置，而且需要时还可有利地用于更强大的图形呈现子系统。从上文应了解，所呈现且在本发明的这些方面中所提及的瓦片是在3D空间中表示地图信息的瓦片，且因此不是当在屏幕空间中呈现2D场景以供显示时所使用的“瓦片”，而是3D世界中的瓦片(其接着将在实际显示时被投影到2D屏幕空间)。因此，除非上下文另外明确要求，否则本文中对基于瓦片的呈现的参考既定指代待显示的图像(例如，地图信息)被表示为3D “世界”空间中的一个或一个以上瓦片的布置，所述瓦片接着被投影到2D “屏幕”空间以供显示。同样地，对“前”及“后”瓦片的参考既定指代瓦片在3D世界空间中的相对位置，且不要求(例如)“前”瓦片针对所述3D世界空间瓦片位置为最靠前的瓦片，或同样地，不要求“后”瓦片针对所述瓦片位置为最靠后的瓦片。(然而，在3D世界空间中的任一给定位置处当然将有最靠前及最靠后的瓦片两者，且在3D世界空间中的一给定位置处仅有一个前瓦片及一个后瓦片的情况下，所述前瓦片及所述后瓦片则将为最靠前及最靠后的瓦片。)因此，一般来说，除非上下文另外要求，否则对“前”及“后”瓦片的参考指代一对相应瓦片的靠前及靠后的瓦片，且未必指代在任一给定位置处的最靠前及最靠后的瓦片。还应注意，可按需要选择前及后瓦片的呈现次序(即，首先呈现前瓦片还是后瓦片)，但在优选实施例中，所述次序为由后到前(画家算法)，使得前瓦片的非透视部分覆盖后瓦片。本发明的技术可用于所显示地图信息(正在显示的图像)的所需要那么多的瓦片(瓦片位置)，例如，这取决于正在显示的图像的性质。因此，举例来说，可能仅有所述图像的单一瓦片位置是使用本发明的技术来呈现，或可能有(且实际上可能更通常有)多个瓦片(瓦片位置)是如此呈现(在(例如)有一个特征(例如，水体特征)穿过正在显示的图像(地图)的多个瓦片的情况下，将是如此)。可按正常方式呈现并非使用本发明的技术来呈现的任何瓦片。针对将按本发明的方式来呈现的每一前瓦片，可能有单个或多个后瓦片(且反之亦然(针对单个后瓦片，有多个前瓦片))。在一个优选实施例中，针对按本发明的方式来呈现的每一 “前”瓦片，有单个后瓦片。前瓦片可(例如)表示“地面”，在所述情况下，其应有(例如)适当的纹理，且透视形状将接着表示在地平面以下的特征(例如，水体特征、隧道、路堑等)的位置。前瓦片还有可能表示在“地平面”以上的特征(例如，建筑物的屋顶)。在此情况下，透视形状可(例如)表示地平面特征(例如，道路、田野等)的位置。前瓦片还有可能不表示地面而表示某一其它平面(例如，建筑物或其它对象的侧面(例如，垂直平面，而非水平平面)。在此情况下，可使用前瓦片来呈现(例如)建筑物的所述面，而透视形状则(例如)为建筑物的窗及/或门的位置。所述后瓦片(在前瓦片后面的瓦片)因此应表示将在前瓦片后面且透过由前瓦片中的透视形状形成的“间隙”看到的适当特征，例如，在地平面以下的特征(例如，隧道、水体特征等)、地平面特征或在垂直平面中的特征(在适当时)。在后瓦片(或后瓦片堆叠)中的图像区因此应表示或展示“透过”前瓦片(或瓦片堆叠)中的透视形状将看到的相关特征。因此，所述图像区优选地表示以下各者中的一者或一者以上:水体特征、隧道、路堑、建筑物的窗、道路、田野、花园等。所述图像区应对应地经配置以在呈现图像时大体上与前瓦片中的透视区重叠(重合)。因此，在一优选实施例中，后瓦片中的图像区通常呈现为在大小上类似于(匹配)前瓦片中的对应透视形状。最优选地，后瓦片上的图像区具有与在前瓦片上的对应透视形状相同的在后瓦片上的大小、形状及位置。在一特别优选实施例中，后瓦片经呈现以使得既定透过前瓦片中的透视形状看到的图像区是以具有不同外观的其它区为界及/或由其包围。最优选地，后瓦片中的图像区是以表示与所述图像区的边界的另外的区为界，且前及后瓦片经呈现(配置)以使得当显示图像时，透过前瓦片中的透视形状还将至少部分地看到边界区。这于是可相对直接地对后瓦片中的图像区给出边界效应。因此，在一特别优选实施例中，后瓦片包含一对应于既定特征的图像区，所述图像区将透过对应前瓦片中的透视形状被看到且以一色彩及/或纹理为界，所述色彩及/或纹理表示与所述区的一边界(优选为对比边界)(且优选经定位以便还透过前瓦片可见)。这些边界效应可显著增加显示的视觉质量。特定来说，申请人已认识到，通过提供将透过前瓦片看到的与图像区的对比边界，人类查看者往往会将所述边界区感知为在所显示图像中的前瓦片与后瓦片之间延伸的表面或边缘，借此在所显示图像中给出增强的深度印象(且实际上，填充前瓦片与后瓦片之间的“间隙”)。因此，后瓦片上的边界及图像区的布置应使得在显示图像时，边界出现在后瓦片上的图像区与前瓦片上的图像之间。边界因此应出现在前瓦片中的透视形状的边缘与后瓦片上的图像区之间。还应了解，在显示图像时，在后瓦片中的图像区周围不需要始终看到(且实际上，优选看不到)边界。实情为，优选(例如)在对所述查看方向适合时看到边界，且优选在查看者看到的图像区的远侧看到边界，但在查看者看到的图像区的近侧(在此处，图像区将被前瓦片遮住)看不到边界。这增强了后瓦片中的图像区的视觉效果，看起来就像所述图像区处于与前瓦片不同的层级。举例来说，如果在后瓦片上的图像区具有与在前瓦片上的对应透视形状相同的在后瓦片上的大小、形状及位置，则通过在3D世界空间中使后瓦片在前瓦片后面，在图像被投影到2D屏幕空间以供显示时，将适当地看到包围图像区的边界。边界(区)还相应地优选呈现为与在后瓦片上的图像区的对比色彩或阴影。边界(区)优选比图像区暗，例如，黑色或深蓝色或深灰色。可使用任一合适技术(例如，通过将特定纹理应用于瓦片的相关区)来呈现图像区及边界等。所述后瓦片应在前瓦片后面(即，在与前瓦片不同的平面中)，且优选按适当方式在对应前瓦片后面偏移，以便进一步增强所显示图像的质量。在一优选实施例中，举例来说，在地图信息显示的情况下，使用所述瓦片之间的垂直偏移(在3D空间中)，因为其接着允许由本发明提供的深度效应从所有查看方向均起作用。在此情况下，在3D空间中，后瓦片将在前瓦片下方。在其它布置中，举例来说，当显示垂直表面(例如，建筑物的面)时，可使用且优选使用所述瓦片之间的水平偏移(在3D空间中)。在一个优选实施例中，有单个前瓦片层及单个后瓦片层。然而，还将可能具有两个以上瓦片“层”，即，使得在前瓦片后面的不同深度将有后瓦片。在此情况下，中间后瓦片(即，其并非最终的“后”瓦片)可具有以下两者:图像区，透过前瓦片中的透视形状将看到所述图像区；及透视形状，所述透视形状允许透过中间后瓦片(及前瓦片)看到在中间后瓦片下方的后瓦片中的图像区。通过堆叠处于不同相对深度的瓦片(瓦片层)，可获得处于不同(且处于多个)层级的特征及边界。因此，在一优选实施例中，呈现以下各者:前瓦片，其具有一个或一个以上透视形状；一个或一个以上中间瓦片层，其具有将透过较高层瓦片(例如，前瓦片)中的透视区看到的图像区及允许看到下层瓦片的透视区两者；及一个或一个以上后瓦片，其具有将透过前及中间瓦片(瓦片层)中的透视区看到的图像区。举例来说，在有多个瓦片层的情况下，还有可能并非所有瓦片层(例如，并非所有后瓦片层)均处于不同的相对“深度”。实际上，在一优选实施例中，基于视角、地图的面积、正在查看的内容等而改变瓦片层的深度。可按任一合适且所需的方式提供瓦片(前及中间后瓦片)中的透视形状。如上文所论述，透视形状的目的为，允许在所显示图像中看到在所述瓦片后面的后瓦片中的特征。因此，举例来说，可使用可实际上在平面中提供透视形状(在平面中留下透视区)的任一合适的呈现技术。在一个优选实施例中，通过使用a纹理(透明度)呈现透视形状。因此，将透明度因子应用于将出现透视形状的瓦片的区域。这将接着允许查看者“透视”透明区域而看到下方的瓦片。在另外已针对正在显示的瓦片或图像启用a纹理的情况下，此技术可特别适合，因为在所述情况下，将不存在与为实现本发明的目的而使用a纹理相关联的额外存储成本。在一优选实施例中，同样或改为从瓦片的平面切掉透视形状(即，以便实际上在瓦片中留下“间隙”)。这可使用模板法或剪裁法从瓦片切掉所述形状来完成(且优选如此完成)。虽然模板掩模可能需要一些额外的运行时间存储，但因为不需要存储色彩信息，而仅需要存储位图或灰度级图像，所以这可能很有效率。此外，模板操作通常在图形呈现子系统硬件中实施，且因此通常仅需很小成本。在使用a纹理的成本将不符合要求的情况下，使用模板法可为有利的。需要时，同样或改为可使用例如像素着色等其它技术在瓦片中提供透视形状。
透视形状可完全透明，或其可呈现为仅部分透明，或两种情况的组合。举例来说，用于呈现隧道的透视形状可呈现为在隧道的入口处完全透明而在隧道实际上在地下之处仅半透明。因此，在一特别优选实施例中，可使用变化及/或不同的透明度等级来呈现瓦片中的透视形状。在一特别优选实施例中，透视形状的边缘是以与透视形状的主体不同的透明度来呈现，且优选呈现为透明度小于透视形状的主体。通过将(例如)半透明度应用于瓦片中的透视形状的边缘，可避免所显示图像中的硬线。优选还使用若干其它技术来增强所显示图像的质量。举例来说，在一优选实施例中，后瓦片优选相对于其对应前瓦片被放大。这可帮助补偿在世界的边缘处产生的视觉假象(但这不应非常频繁地出现在连续风景中)。类似地，在一优选实施例中，后瓦片相对于对应前瓦片的位置(例如，偏移)可在使用中变化(且优选在使用中变化)(当正在显示图像时)，例如，以便在相对于前瓦片的两个(或两个以上)位置之间摆动(例如，以逐个帧的方式)。这可用以(例如)在呈现水体时给出潮汐或波浪的效果。在一优选实施例中，在可利用的情况下，使用像素着色操作来增强正显示的图像，优选将效果应用于将透过前瓦片看到的瓦片的图像区。举例来说，在呈现水体特征时，可使用像素着色操作来模拟阳光及/或波浪的反射以产生更逼真的水体效果。因为可能仅需要对相对较小数目个后(下)层瓦片完成这些操作，所以与针对场景中的所有瓦片启用着色器程序相比，这可更有效率。在一优选实施例中，邻近的瓦片层(例如，前瓦片与(紧接)在其后面的瓦片)之间的深度间距(距离)经设定或配置以便避免不正确的图像区透过前瓦片中的透视形状可见。申请人已认识到，在某些情况下，例如，当前瓦片与后瓦片之间的距离过大或前瓦片中的“间隙”之间的空间过小时，后瓦片中的邻近(即，不正确)的图像区的特征可能变得透过前瓦片中的给定透视形状可见，特别是在视角较浅时。然而，申请人已进一步认识到，通过减小前瓦片与后瓦片(的平面)之间的间距，可抵消此情形。在一特别优选的此布置中，所呈现瓦片层之间的距离(在呈现瓦片层时，所述瓦片层的深度值的差)经选择，优选经自动选择，且优选随所述瓦片的视距(作为直线而测量的视距是从用户的查看点(即，用户的眼睛)到瓦片所处的空间中的(虚拟)点的距离)而自动减小。申请人已认识到，视角往往会随着离查看者的距离增大而减小。因此，随着视距增大而自动减小瓦片间距提供了用于实现所要效果的有效且有效率的机制。在这些实施例的一特别优选布置中，系统经配置以在瓦片层间距为零及/或在零的特定(优选为预定)裕量内时省略(不呈现)后瓦片。(在此情况下，本来将会显示于后瓦片上的(视觉)信息应改为包含于前瓦片中。)用于减小此问题的另一机制为，检测这些情形且(例如)人工地增加所述区的平面内距离(在限度内)以抵消所述效应。在一优选实施例中，使一对前及后瓦片中的后瓦片相对于前瓦片倾斜，其优选通过使瓦片的远侧(如从图像的查看位置所看到)相对于瓦片的较近侧向上倾斜。这也可帮助减小在后瓦片中的邻近图像区的不符合要求的可见度。后瓦片的此倾斜也可用来显示(例如)隧道的入口及出口。在此情况下，一给定前瓦片可能(且在一优选实施例中，确实)具有布置于其后面的两个后瓦片，一个后瓦片向上倾斜以接合所述前瓦片(且因此描绘隧道入口或出口)，且一个后瓦片相对于所述前瓦片平躺(且因此描绘隧道主体)。因此，在一特别优选实施例中，在前瓦片后面的瓦片可经呈现以使得其相对于所述前瓦片(相对于在其前面的一瓦片)倾斜(使得其平面相对于所述前瓦片的平面倾斜)。在一优选实施例中，后瓦片经按比例缩放及/或必要时使用不同的几何形状及/或纹理以确保所述后瓦片邻接(接触)。这可帮助避免可见间隙形成于所述瓦片之间。也可或改为减小前瓦片平面与后瓦片平面之间的距离以同样帮助避免此情形。虽然从上文应了解本发明特别适合于显示出现在地面以上或以下(出现在地“面”中)的特征(例如，建筑物屋顶、水体特征及隧道)，但其可同样用来呈现其它特征，且特定来说，平坦表面需要具有深度外观的任何情况(例如，云层)。此针对地图显示的一实例将是建筑物的面，例如，当显示市区时。与(例如)传统地用于建筑物面显示的纹理的典型使用相比，本发明可用以给出建筑物面的更逼真的显示。此外，由于建筑物面(尤其是对办公楼来说)的呈现通常使用重复纹理，因此在此情况下可(且优选地，确实)通过对单一窗使用已定义的前及后瓦片纹理且在建筑物的面上重复那些纹理来实施本发明，借此使本发明的使用非常有效率。本发明的技术可类似地(且优选地，确实)用来模拟建筑物屋顶。本发明在其方面及实施例中的任一者中的原理适用于任一形式的地图绘制或导航设备，且适用于任一所需且合适的形式的地图信息的显示。在优选实施例中，所述设备为导航设备。一个特定效用领域与便携式导航装置(PND)有关。因此，在实施例中，地图绘制或导航设备为便携式导航装置(PND)。根据另一方面，本发明提供一种便携式导航装置(PND)，其包括根据所描述的本发明的方面或实施例中的任一者的设备。因此，在本发明的实施例中，方法是操作便携式导航装置的地图绘制或导航系统的方法。所述PND可(且优选地，确实)包含PND的一个或一个以上其它典型特征，例如(且优选地)经配置以使用户能够与设备及/或装置互动及/或控制设备及/或装置的输入接口。本发明还适合于提供为集成式导航系统的部分的导航设备。举例来说，所述设备可形成交通工具内集成式导航系统的部分。根据本发明的另一方面，本发明提供一种导航系统，其包括根据所描述的本发明的方面或实施例中的任一者的导航设备。因此，在本发明的实施例中，方法是操作导航系统的导航设备的方法。所述导航系统可为集成式交通工具内导航系统。不管如何实施，本发明的导航设备可包括处理器、存储器及存储于所述存储器内的数字地图数据。处理器与存储器合作提供执行环境，可在此环境中建立软件操作系统。可提供一个或一个以上额外软件程序以使设备的功能性能够受控制，且提供各种其它功能。本发明的导航设备可优选地包含GPS (全球定位系统)信号接收及处理功能性。所述设备可包括一个或一个以上输出接口，通过所述一个或一个以上输出接口，可将信息中继到用户。除了视觉显示器外，所述输出接口还可包含用于可听输出的扬声器。所述设备可包括输入接口，其包含用来控制所述设备的开/关操作或其它特征的一个或一个以上物理按钮。在其它实施例中，可通过应用一处理装置来实施地图绘制或导航设备，所述处理装置不形成特定地图绘制或导航装置的部分。举例来说，可使用经布置以执行地图绘制或导航软件的合适计算机系统来实施本发明。所述系统可为移动或便携式计算机系统(例如，移动电话或膝上型计算机)，或可为桌上型系统。实际上，需要时本发明还可有利地用于较高端系统(例如，桌上型系统)中。举例来说，虽然在高端系统上，高性能图形加速器可能能够使用高顶点模型详细地呈现建筑物面，但本发明的技术可用于(例如)图像的离查看者较远的区(在所述区处，高的细节及准确性等级可能重要性较小)，而“完全”3D、高细节、高顶点模型仍用于图像的较近区，借此允许在相对效率与所要图像质量之间的取舍。虽然以上已特定参照基于瓦片的地图信息呈现而描述了本发明，但本发明的技术可应用于用于呈现地图信息的其它技术，且实际上，需要时可应用于其它图像的呈现。举例来说，本发明的技术可同样用来在使用向量图形或三角形网格等呈现地图时提供增强的地图信息显示。在此情况下，将(例如)通过在地图信息的3D世界表示中将图像表示为前及后“层”来实施本发明的技术，其中前层中提供有透视形状，且一个或一个以上后层则具有将透过前层中的透视形状看到的适当的图像区或边界区(按上文所论述的方式)。(因此，实际上，所述层将对应于上文所论述的瓦片。)同样地，当呈现不同于地图信息的图像时，可使用所述技术。举例来说，如上文所论述，当显示建筑物时，可有利地使用本发明，且这不需要仅为在地图信息的情况下，而是可用于在其它情况下(例如，在游戏或其它应用中)对建筑物的显示。因此，根据本发明的另一方面，提供一种显示图像的方法，其包括:呈现前层，所述前层具有在所述层的平面中的一个或一个以上透视形状；及呈现后层，所述后层在所述前层后面，且所述后层上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像时，透过在所述前层中的所述透视形状将看到在所述后层上的所述图像区。根据本发明的另一方面，提供一种用于显示图像的设备，其包括:用于呈现前层及后层的构件，所述前层具有在所述层的平面中的一个或一个以上透视形状，所述后层在所述前层后面，且所述后层上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像时，透过在所述前层中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层上的所述图像区。如所属领域的技术人员将了解，本发明的这些方面及实施例可(且优选地，确实)包含本文中描述的本发明的优选及任选特征中的任何一者或一者以上(在适当时)。因此，举例来说，可按上文所论述的方式在所述层中提供透视区，在后(下)层中的图像区优选具备包围那些区的适当边界，且可能(例如)有多个层，其方式类似于如上文所论述的多个瓦片层的使用。类似地，不同层优选包括相应瓦片，且待显示的图像优选表示地图信息。可至少部分地使用软件(例如，计算机程序)来实施根据本发明的方法。本发明因此还延伸到一种计算机程序，其包括可执行以执行根据本发明的方面或实施例中的任一者的方法的计算机可读指令。本发明相应地延伸到一种计算机软件载体，其包括此软件，此软件在用以操作一包括数据处理构件的系统或设备时结合所述数据处理构件使所述设备或系统实行本发明的方法的步骤。此计算机软件载体可为非晶体管物理存储媒体(例如，ROM芯片、CDROM或盘片)或可为信号(例如，在电线上的电子信号、光信号或(例如到卫星的)无线电信号或类似者)。在未明确陈述的情况下，应了解，本发明在其方面中的任一者中可包含关于本发明的其它方面或实施例所描述的特征中的任一者或全部(在所述特征并不互斥的范围内)。特定来说，虽然已描述可在所述方法中且由所述设备执行的操作的各种实施例，但应了解，可按需要且在适当时以任何组合在所述方法中且由所述设备执行这些操作中的任何一者或一者以上或全部。下文中陈述这些实施例的优点，且这些实施例中的每一者的另外的细节及特征界定于所附的附属权利要求中及以下详细描述中的其它地方。
下文将参看附图通过说明性实例来描述本发明的教示的各种方面及体现那些教示的布置，附图中:图1为一全球定位系统(GPS)的示意说明；图2为经布置以提供一导航装置的电子组件的示意说明；图3为一导航装置可在无线通信信道上接收信息的方式的示意说明；图4A及4B为一导航装置的说明性透视图；图5示意性展示本发明的呈现技术；图6示意性展示用于实施本发明的呈现技术的一优选实施例；图7及8说明供本发明的一优选实施例中使用的另外的优选技术；图9展示已使用本发明的技术呈现的示范性图像；图10、11、12及13说明根据本发明的另外的优选呈现技术及图像；图14及15说明本发明的另一优选实施例；及图16展示本发明的一优选实施例的另一特征。在所述图式中，相同参考数字始终用于相同特征。
具体实施例方式现将特定参考PND来描述本发明的优选实施例。然而，应记住，本发明的教示并不限于PND，而是可普遍适用于经配置以显示地图信息(且优选经配置以执行导航软件以便提供路线规划及导航功能性)的任何类型的处理装置。因而，由此可见，在本申请案的上下文中，导航装置既定包含(但不限于)任何类型的路线规划及导航装置，无论所述装置是体现为PND、内建于交通工具中的导航装置，还是实际上体现为执行路线规划及导航软件的计算资源(例如，桌上型或便携式个人计算机(PC)、移动电话或便携式数字助理(PDA))。从下文还将显而易见，本发明的教示甚至在用户并不寻求对于如何从一个点导航到另一点的指导而仅想要具备一给定位置的视图的情况下仍有效用。在这些情况下，由用户选择的“目的地”位置无需具有用户希望从其开始导航的对应出发位置，且因此，本文中对“目的地”位置或实际上对“目的地”视图的参考不应被解释为意味着路线的产生是必须的、行进到“目的地”必须发生、或实际上目的地的存在需要指定对应出发位置。
记住以上附带条件，图1说明可由导航装置使用的全球定位系统(GPS)的实例视图。这些系统是已知的且用于各种目的。一般来说，GPS为基于卫星无线电的导航系统，其能够为无限数目个用户确定连续的位置、速度、时间及(在一些情况下)方向信息。先前称为NAVSTAR的GPS并入有在极精确的轨道中绕地球轨道运转的多个卫星。基于这些精确轨道，GPS卫星可将其位置中继到任何数目个接收单元。当经专门配备以接收GPS数据的装置开始扫描用于GPS卫星信号的无线电频率时，实施GPS系统。在从一 GPS卫星接收到无线电信号后，所述装置即刻经由多种不同常规方法中的一者来确定所述卫星的精确位置。在多数情况下，所述装置将继续对信号扫描，直到其已获取至少三个不同的卫星信号(注意，可使用其它三角测量技术通过仅两个信号来确定位置，虽然此并非常例)。实施几何三角测量后，接收器利用三个已知位置确定其自身相对于卫星的二维位置。可以已知方式完成此确定。另外，获取第四卫星信号将允许接收装置通过同一几何计算以已知方式计算其三维位置。位置及速度数据可由无限数目个用户连续地实时更新。如图1所示，GPS系统大体上由参考数字100表示。多个卫星120处于围绕地球124的轨道中。每一卫星120的轨道未必与其它卫星120的轨道同步，且实际上很可能不同步。GPS接收器140经展示为从各种卫星120接收展频GPS卫星信号160。从每一卫星120连续地发射的展频信号160利用通过极其准确的原子钟实现的高度准确的频率标准。每一卫星120作为其数据信号发射160的部分而发射一指示所述特定卫星120的数据流。所属领域的技术人员应了解，GPS接收器装置140通常从至少三个卫星120获取展频GPS卫星信号160，以供GPS接收器装置140通过三角测量来计算其二维位置。额外信号的获取(其引起来自总共四个卫星120的信号160)准许GPS接收器装置140以已知方式计算其三维位置。图2为以方框组件格式对根据本发明的优选实施例的导航装置200的电子组件的说明性表示。应注意，导航装置200的框图并不包含所述导航装置的所有组件，而仅代表许多实例组件。导航装置200位于一外壳(图中未展示)内。所述外壳包含一连接到输入装置220及显示屏240的处理器210。输入装置220可包含键盘装置、语音输入装置、触控面板及/或用来输入信息的任何其它已知输入装置；且显示屏240可包含任何类型的显示屏，例如IXD显示器。在一特别优选布置中，输入装置220及显示屏240经集成为一集成式输入与显示装置，所述集成式输入与显示装置包含一触控板或触摸屏输入，使得用户仅需触摸显示屏240的一部分便可选择多个显示备选项中的一者或激活多个虚拟按钮中的一者。所述导航装置可包含输出装置260，例如，可听输出装置(例如，扬声器)。因为输出装置260可为导航装置200的用户产生可听信息，所以应同样理解，输入装置220可包含麦克风及软件以用于还接收输入语音命令。在导航装置200中，处理器210经由连接225操作性地连接到输入装置220且经设定以经由连接225从输入装置220接收输入信息，且经由输出连接245操作性地连接到显示屏240及输出装置260中的至少一者以输出信息到所述至少一者。另外，处理器210经由连接235可操作地耦合到存储器资源230，且进一步适于经由连接275从输入/输出(I/0)端口 270接收信息/将信息发送到I/O端口 270，其中I/O端口 270可连接到在导航装置200外部的I/O装置280。存储器资源230包括(例如)易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))及非易失性存储器(例如，数字存储器，例如，快闪存储器)。外部I/O装置280可包含(但不限于)外部收听装置，例如，听筒。到I/O装置280的连接可另外为到任何其它外部装置(例如汽车立体声单元)的有线或无线连接，例如用于免提操作及/或用于语音激活式操作、用于到听筒或头戴式耳机的连接，及/或例如用于到移动电话的连接，其中移动电话连接可用来建立导航装置200与(例如)因特网或任何其它网络之间的数据连接，及/或用来经由(例如)因特网或某一其它网络建立到服务器的连接。图2进一步说明经由连接255的在处理器210与天线/接收器250之间的操作性连接，其中天线/接收器250可为(例如)GPS天线/接收器。应理解，为了说明而示意性地组合由参考数字250表示的天线与接收器，但天线及接收器可为分开定位的组件，且天线可为(例如)GPS片状天线或螺旋天线。另外，一般所属领域的技术人员将理解，图2所示的电子组件是以常规方式由多个电源(图中未展示)供电。如一般所属领域的技术人员将理解，认为图2所示的组件的不同配置在本申请案的范围内。举例来说，图2所示的组件可经由有线及/或无线连接及其类似者相互通信。因此，本申请案的导航装置200的范围包含便携式或手持型导航装置200。另外，图2的便携式或手持型导航装置200可以已知方式连接或“对接”到例如脚踏车、机动脚踏车、汽车或船等交通工具。接着可为了便携式或手持型导航用途从对接位置移除此导航装置200。现参看图3，导航装置200可经由移动装置(图中未展示)(例如，移动电话、PDA及/或具有移动电话技术的任何装置)建立与服务器302的“移动”或电信网络连接，所述移动装置建立数字连接(例如，经由例如已知蓝牙技术的数字连接)。此后，移动装置可经由其网络服务提供者来建立与服务器302的网络连接(例如，经由因特网)。因而，建立导航装置200 (当其独自地及/或以处于交通工具中的方式行进时，其可为且时常为移动的)与服务器302之间的“移动”网络连接，从而为信息提供“实时”或至少很“新的”网关。可使用(例如)因特网(例如环球网)以已知方式完成在移动装置(经由服务提供者)与例如服务器302等另一装置之间的网络连接的建立。举例来说，这可包含TCP/IP分层协议的使用。移动装置可利用任何数目种通信标准，例如CDMA、GSM、WAN等。因而，可利用(例如)经由数据连接、经由移动电话或导航装置200内的移动电话技术所实现的因特网连接。为了此连接，建立服务器302与导航装置200之间的因特网连接。举例来说，可经由移动电话或其它移动装置及GPRS (通用分组无线电服务)连接(GPRS连接为由电信经营者提供的用于移动装置的高速数据连接；GPRS为用来连接到因特网的方法)来完成此建立。导航装置200可以已知方式经由(例如)现有的蓝牙技术进一步完成与移动装置的数据连接且最终完成与因特网及服务器302的数据连接，其中数据协议可利用任何数目种标准，例如GPRS、用于GSM标准的数据协议标准。导航装置200可在导航装置200本身内包含其自身的移动电话技术(包含例如天线，或任选地使用导航装置200的内部天线)。导航装置200内的移动电话技术可包含如上文所指定的内部组件，及/或可包含一可插入卡(例如，订户身份模块或SIM卡)，所述可插入卡配有(例如)必要的移动电话技术及/或天线。因而，导航装置200内的移动电话技术可类似地经由(例如)因特网来建立导航装置200与服务器302之间的网络连接，其建立方式类似于任何移动装置的方式。对于GPRS电话设定，具备蓝牙功能的导航装置可用以与移动电话模型、制造者等的不断变化的频谱一起正确地工作，举例来说，模型/制造者特定设定可存储于导航装置200上。可更新为此信息而存储的数据。在图3中，将导航装置200描绘为经由一般通信信道318与服务器302通信，通信信道318可通过若干不同布置中的任一者来实施。当建立了服务器302与导航装置200之间的经由通信信道318的连接(注意，此连接可为经由移动装置的数据连接、经由个人计算机经由因特网的直接连接等)时，服务器302与导航装置200可通信。服务器302包含(除了可能未说明的其它组件外)处理器304，处理器304操作性地连接到存储器306且经由有线或无线连接314进一步操作性地连接到大容量数据存储装置312。处理器304进一步操作性地连接到发射器308及接收器310，以经由通信信道318将信息发射到导航装置200并从导航装置200发送信息。所发送及接收的信号可包含数据、通信及/或其它传播信号。可根据对于导航系统200的通信设计中所使用的通信要求及通信技术来选择或设计发射器308及接收器310。另外，应注意，可将发射器308及接收器310的功能组合为信号收发器。服务器302进一步连接到(或包含)大容量存储装置312，注意，大容量存储装置312可经由通信链路314耦合到服务器302。大容量存储装置312含有导航数据及地图信息的存储，且可同样为与服务器302分离的装置，或者可并入到服务器302中。 导航装置200适于经由通信信道318与服务器302通信，且包含如先前关于图2所描述的处理器、存储器等以及用以经由通信信道318发送并接收信号及/或数据的发射器320及接收器322，注意，这些装置可进一步用来与不同于服务器302的装置通信。另外，根据对于导航装置200的通信设计中所使用的通信要求及通信技术来选择或设计发射器320及接收器322，且可将发射器320及接收器322的功能组合为单一收发器。存储于服务器存储器306中的软件为处理器304提供指令且允许服务器302将服务提供给导航装置200。由服务器302提供的一个服务包含处理来自导航装置200的请求及将导航数据从大容量数据存储装置312发射到导航装置200。由服务器302提供的另一服务包含对于所要的应用使用各种算法来处理导航数据及将这些计算的结果发送到导航装置200。通信信道318 —般表示连接导航装置200与服务器302的传播媒体或路径。服务器302及导航装置200均包含用于经由通信信道来发射数据的发射器及用于接收已经由通信信道发射的数据的接收器。通信信道318不限于特定通信技术。另外，通信信道318不限于单一通信技术；SP，信道318可包含使用多种技术的若干通信链路。举例来说，通信信道318可适于提供用于电通信、光通信及/或电磁通信等的路径。因而，通信信道318包含(但不限于)下列各者中的一者或其组合:电路、例如电线及同轴电缆等电导体、光纤缆线、转换器、射频(RF)波、大气、空白空间等。此外，通信信道318可包含中间装置，例如，路由器、转发器、缓冲器、发射器及接收器。
在一个说明性布置中，通信信道318包含电话网络及计算机网络。此外，通信信道318可能能够适用于例如射频、微波频率、红外线通信等的无线通信。另外，通信信道318可适用于卫星通信。经由通信信道318发射的通信信号包含(但不限于)可为给定的通信技术所需要的或所要的信号。举例来说，所述信号可适于用于蜂窝式通信技术(例如，时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)等)中。可经由通信信道318发射数字及模拟信号两者。这些信号可为对于通信技术可能为所要的经调制、经加密及/或经压缩的信号。服务器302包含可由导航装置200经由无线信道接入的远程服务器。服务器302可包含位于局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)等上的网络服务器。服务器302可包含例如桌上型或膝上型计算机等个人计算机，且通信信道318可为连接在个人计算机与导航装置200之间的电缆。或者，可将个人计算机连接在导航装置200与服务器302之间，以建立服务器302与导航装置200之间的因特网连接。或者，移动电话或其它手持型装置可建立到因特网的无线连接，用于经由因特网将导航装置200连接到服务器302。可经由信息下载为导航装置200提供来自服务器302的信息，所述信息下载可自动周期性地更新，或在用户将导航装置200连接到服务器302后即刻更新，及/或在经由(例如)无线移动连接装置及TCP/IP连接而在服务器302与导航装置200之间建立较为持续或频繁的连接后更具动态性。对于许多动态计算，服务器302中的处理器304可用来处置大部分处理需要，然而，导航装置200的处理器210也可时常独立于到服务器302的连接来处置许多处理及计算。如以上在图2中所指示，导航装置200包含处理器210、输入装置220及显示屏240。输入装置220及显示屏240集成为一集成式输入与显示装置，以实现例如经由触控面板屏幕的信息输入(经由直接输入、菜单选择等)及信息显示两者。如一般所属领域的技术人员所众所周知，此屏幕可为(例如)触摸输入式IXD屏幕。另外，导航装置200还可包含任何额外的输入装置220及/或任何额外的输出装置260，例如，音频输入/输出装置。图4A及4B为导航装置200的透视图。如图4A中所示，导航装置200可为包含集成式输入与显示装置290 (例如，触控面板屏幕)及图2的其它组件(包含但不限于内部GPS接收器250、微处理器210、电源、存储器系统230等)的单元。导航装置200可位于臂292上，可使用吸盘294将臂292本身紧固到交通工具仪表板/窗/等。此臂292为导航装置200可对接到的对接台的一个实例。如图4B所示，例如，导航装置200可通过将导航装置200搭扣连接到臂292而对接或以其它方式连接到对接台的臂292。导航装置200可接着可在臂292上旋转，如图4B的箭头所示。为了释放导航装置200与对接台之间的连接，例如可按压导航装置200上的按钮。用于将导航装置耦合到对接台及将导航装置与对接台去耦的其它同等合适布置是一般所属领域的技术人员众所周知的。如上文所论述，本实施例的导航装置200的操作的一重要方面是在其显示屏240上向用户显示地图信息。将在处理器210的控制下(例如)响应于用户的输入而显示地图信息。为促进此显示，处理器210包含一图形处理器，其响应于由处理器210产生的适当图形命令及数据而呈现所要图像以供显示。与许多导航装置一样，本实施例的导航装置200使用基于瓦片的道路网呈现以在显示屏240上向用户显示地图信息。因此，处理器210的图形处理器通过将地图信息描绘为在3D空间中的瓦片来呈现待显示的地图信息，当实际上显示图像时，所述瓦片接着被投影到2D屏幕空间。本实施例提供一种用于此基于瓦片的道路网呈现的改进方法，其可(尤其)提供在参考平面以上及/或以下的特征(例如，水体特征)的改进显示。图5说明本实施例的改进技术。图5a展示3D世界空间瓦片10，其含有已呈现为与地表面(与瓦片10的平面)共平面的水体特征11 (在此实例中为河流)。这可给出不鲜明且不逼真的外观。图5b展示同一图像，但所述图像是根据本发明来呈现。如可看出，这提供所讨论的瓦片的改进外观。如图5b中所示，为了呈现图像，在3D( “世界”)空间中实际上产生两个重叠(且实质上重合)的瓦片:前瓦片20，及在所述前瓦片后面(下方)的后瓦片21。此外，在前瓦片20中提供对应于水体特征11的透视形状22，以便在前瓦片20中留下一间隙，使得在水体特征11的所要位置处可透视后瓦片21。后瓦片21于是被呈现为在一位置处包含一表示水体特征11的图像区23，使得透过前瓦片20中的透视形状(间隙)22将看到所述图像区23。图像区23以一边界色彩或纹理24为界，所述边界色彩或纹理24还经定位以便透过前瓦片中的间隙22可见。此操作的效果为，当显示图像时，后瓦片21上的水体特征23及其边界24透过前瓦片20中的间隙22且在前瓦片20中的间隙22下方被看到，借此提供与(例如)如图5a中所示的将水体特征11呈现为与瓦片10共平面的布置相比有所增强的外观(如图5b中所示)。图6展示用于呈现图5b中展示的图像的合适机制。如图6中所示，用适当纹理来呈现前瓦片20以(在此实例中)描绘“地面”，且接着通过使用模板掩模30从所述地平面瓦片20切掉一表示水体特征11的形状22。(需要时，可使用用于在地平面瓦片20中提供透视形状22的其它布置。举例来说，将有可能使用a纹理(透明度设定)在前瓦片中提供透视形状以允许查看者透视而看到下方的瓦片，或实际上为实现此目的而使用更复杂的方法(例如，像素着色技术)。)后瓦片21接着经呈现以使得所述后瓦片21上绘制有一图像区23，所述图像区23表示既定水体特征11且由一色彩或纹理24包围，所述色彩或纹理24表示水体特征的边界。所述后瓦片21经呈现(如图5b中所示)为出现在前瓦片20后面且相对于前瓦片20略有偏移，使得可透过前瓦片20中的透视形状22看到后瓦片21上的水体特征及其对应边界。以此方式，可实现水体特征11的更有视觉吸引力的描绘。通过适当地设定前瓦片及后瓦片在3D世界空间中的位置(即，使得在地图的3D世界空间描绘中，一个瓦片在另一者后面(下方)达适当的量)，将前瓦片及后瓦片呈现为在彼此前面及后面。在本实施例中，如图7a中所示，后瓦片21相对于前瓦片20被放大。这帮助补偿可能在世界的边缘处产生的视觉假象31 (见图7b)。在本实施例中，前瓦片与后瓦片之间的间距可随视距而变自动地减小。这帮助避免透过前瓦片中的给定透视形状(间隙)22看到后瓦片21中的邻近图像区23的特征的可能性。因为此错误显示的可能性更有可能发生在视角a较小时(当地图倾斜为平的(而不是直接从上到下的视图)时或随着视距的增大而发生)，所以通过使瓦片之间的距离d减小到更可接受的值，可抵消此可能性。此外，由于视角随着离查看者的距离增大而减小，因此使瓦片之间的间距d随视距而变减小是避免此问题的相对直接的方式。图8说明此情形且展示两个瓦片20、21之间的距离从dl减小到d2以避免查看者35看到后瓦片21中的邻近图像区23。(当瓦片之间的间距d接近零时，可省略下瓦片21 (且如果如此，则应改为在“前”瓦片上展示相关的后瓦片特征)。)必要时，也可或改为使用避免错误地显示可见邻近区的其它布置。举例来说，可通过使(从查看者看到的)远侧向上移动(即，通过使图8中的后瓦片21的右侧36相对于所述瓦片的左侧37向上移动)来使后瓦片倾斜。图9展示在呈现水体特征时本发明的使用的另外实例。在图9中展示的图像中的每一者中，有一由边界24包围的水体特征23展示于后瓦片上，所述水体特征23透过一描绘地平面的前瓦片20中的对应透视形状22可见。除了用来显示水体特征，本实施例还可有利地用来显示其它在地平面以下的特征，例如，隧道。在此情况下，通过将各种纹理或透明度等级应用于前瓦片中的透视形状，可获得一种呈现(例如)隧道的有效率的方式。图1Oa展示隧道布置，其中通过前瓦片中的完全透明的透视形状且通过在后瓦片上呈现适当的隧道、道路表面及边界图像来描绘隧道60。(举例来说，此布置也可用来展示比地平面低的道路，但所述道路仍是露天的。)通过将前瓦片中的透视形状呈现为在隧道出口及入口处完全透明但在隧道实际上在地下之处半透明，可实现优选的隧道描绘。图1Ob展示此隧道描绘。在此情况下，前瓦片中的透视形状(如所示)经呈现为在隧道入口处完全透明61，但在隧道实际上在地下之处半透明62。通过分割后瓦片且使一个部分向上倾斜(例如)以在隧道入口(或出口)处接合前瓦片，可在几何形状仅有最小限度的增大的情况下实现对隧道的入口或出口的呈现的进一步改进。图11说明此布置且展示布置于对应前瓦片72后面的两个后瓦片70、71，其中所述后瓦片中的一者70向上倾斜以接合前瓦片72(在所述后瓦片70上，将适当地呈现隧道入口(或出口))。(应注意，在图4中，为了清晰起见，在两个瓦片层之间展示一小间隙，但实际上，后瓦片70应优选地向上倾斜以便在其边缘处接触前瓦片72。)本实施例的技术同样可用来显示在地平面以上的特征，例如，建筑物的屋顶。图12说明此情形，且在前瓦片上展示凸起的建筑物80，其中前瓦片的透视区81则经布置以展示对应的地平面特征，例如，水体、道路等。除了能够有效率地呈现地面中的特征(例如，凹陷处)，本实施例还可用于其它平坦表面需要具有深度外观的其它情况。一个此典型的导航相关实例为对市区中的建筑物的呈现。在此情况下，举例来说，当呈现建筑物面中的窗时，可使用本实施例的呈现技术，借此给出更逼真的呈现效果。图13说明此情形。图13a展示通过将单一纹理应用于建筑物的面而在不使用本发明的技术的情况下呈现的建筑物。图13b展示使用本发明的技术呈现的对应图像，S卩，其中前瓦片展示针对窗的位置具有透视形状的前建筑物面，且后瓦片具有适当的图像区，所述图像区描绘由在后瓦片上呈现的边界包围的窗。在此实施例中，在建筑物面使用重复纹理的情况下，则可通过针对单一窗产生前瓦片纹理及后瓦片纹理且在建筑物的整个面上重复那些瓦片布置来呈现建筑物。虽然以上已使用两个瓦片层级来说明本实施例，但有可能堆叠多个瓦片层或层级。这可用来给出具有不同类型及/或处于不同相对深度的边界。图14说明此情形，且展示三个瓦片层20、21及40的使用。这可用以显示(例如)水体特征及建筑物的屋顶两者。图15展示靠近阿姆斯特丹(Amsterdam)站的水边的图像,所述图像已使用三个瓦片层来呈现，一前瓦片层50展示凸起的建筑物，一中间后瓦片层51展示地平面特征，且接着一后部后瓦片层52展示降低的水面。在此情况下，中间后瓦片51 (中间层瓦片)具有以下两者:图像区，既定透过前瓦片中的透视形状看到所述图像区；及其自己的透视形状，当呈现图像时，所述透视形状允许看到在后部后瓦片52中的水体特征。必要时，可在本实施例及本发明中使用各种修改及其它布置。举例来说，如果导航装置200的图形硬件支持像素着色操作，则那些操作可用以进一步增加瓦片的总体视觉质量。举例来说，像素着色操作可用以模拟反射的阳光或波浪的效果，以产生逼真的水体效果。举例来说，当呈现水体时，还有可能改变含有水体特征的后瓦片相对于前瓦片的偏移，以产生(例如)潮汐或波浪的效果。还有可能将瓦片中的透视形状的边缘呈现为半透明的。通过将半透明度应用于瓦片中的透视形状的边缘，可避免所呈现图像中的硬线。申请人:已进一步认识到，如果天真地将本发明应用于海拔或地形模型，则可能有在邻近后瓦片之间形成“间隙”的可能性。图16说明此情形。间隙75的大小将取决于瓦片20、21之间的角度及前瓦片平面与后瓦片平面之间的距离两者。此外，如果前瓦片与后瓦片之间的间距针对邻近瓦片并不相同，则也可能出现间隙。通过按比例缩放后瓦片及/或通过使用不同的几何形状及/或纹理呈现所述后瓦片以使得其接触，及/或通过减小后瓦片到前瓦片的距离，可抵消这些间隙的效应。如所属领域的技术人员将了解，虽然已主要参考在3D世界空间中的单一瓦片位置的呈现来描述以上实例，但本发明可用于正在显示的图像中所需要那样多的瓦片位置。实际上，本发明通常可用于(例如)给定水体特征(例如，河流)所穿过的一系列邻接瓦片。可按正常方式呈现组成所述图像的其余瓦片。虽然已在上文特定参考本发明在便携式导航装置中的使用来描述本发明(且如所属领域的技术人员将了解，本发明在具有有限的图形能力的系统(例如，移动或嵌入式系统)中具有特定应用及优点)，但本发明还可有利地用于高端系统中。举例来说，城市的3D视图可含有数百个建筑物，且虽然高性能图形加速器可能能够使用高顶点模型详细地呈现那些建筑物，但本发明的技术针对离查看者较远的大量几何形状(在此处，与图像的较靠近查看者的部分相比，细节的重要性通常较小)可能更有效率。对于那些较近的部分，可仍使用全3D、高细节、高顶点模型，借此平衡性能与质量。所述技术还可用来(例如)得到所显示图像的有特色的“标志性”外表，及/或提供较好的用户体验，因为可省去细节，借此产生总体上可能“更好看”的图片。从上文应了解，本发明提供相对快且有效率的方式来改进(例如)基于瓦片的地图显示的视觉质量，其(尤其)特别适合于嵌入式图形硬件，因为其可在几何形状仅有有限的增加或几何形状没有增加的情况下产生合适的效果。本发明还可供更强大的图形加速器使用，因为其可用以减少需要存储及呈现的几何形状的量。举例来说，本发明可用于呈现水体特征、建筑物屋顶、隧道等或位于特定参考平面以上或以下的任何其它特征。在本发明的优选实施例中，至少通过以下操作来实现此呈现:呈现一前瓦片，所述前瓦片具有一个或一个以上透视形状以提供可透过其看到特征的区；且接着呈现一个或一个以上后瓦片，所述一个或一个以上后瓦片出现在前瓦片后面，且所述一个或一个以上后瓦片具有图像区，所述图像区表示透过前瓦片中的透视区(形状)将看到的必要特征。在一优选实施例中，后瓦片的图像区由适当边界特征包围，使得当呈现图像时，透过前瓦片将看到所要图像区(例如，水体特征)及适当边界两者。因此，在一优选实施例中，在正在呈现的前瓦片中提供透视形状，且接着通过在前瓦片后面以略有偏移的方式呈现一瓦片或一组瓦片并且用既定的水体、窗或其它纹理及表示边界的色彩或纹理填充那些瓦片以使得透过前瓦片中的形状将看到既定的水体、窗或其它纹理及表示边界的色彩或纹理，来产生边界效应。还应了解，虽然本发明的各种方面及实施例已在此前加以描述，但本发明的范围不限于本文中所陈述的特定布置，而实情为，本发明的范围扩展为涵盖属于所附权利要求书的范围的所有布置及其修改及更改。举例来说，虽然在前述详细描述中描述的实施例参考了 GPS，但应注意，导航装置可利用任一种位置感测技术作为对GPS的替代(或实际上，除了 GPS外)。举例来说，导航装置可利用其它全球导航卫星系统，例如欧洲伽利略(Galileo)系统。同样地，导航装置不限于基于卫星，而是可易于使用基于地面的信标或其它任一种使装置能够确定其地理位置的系统来发挥作用。一般所属领域的技术人员还将很理解，虽然优选实施例可通过软件来实施某一功能性，但所述功能性可同样仅以硬件(例如，通过一个或一个以上ASIC(专用集成电路))实施或实际上由硬件与软件的混合来实施。最后，还应注意，虽然所附权利要求书陈述本文中描述的特征的特定组合，但本发明的范围不限于以下所主张的特定组合，而实情为，本发明的范围扩展为涵盖本文中所揭示的特征或实施例的任何组合，不管此时是否已在所附权利要求书中具体列举所述特定组
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权利要求
1.一种显示图像的方法，其包括: 呈现前层，所述前层具有在所述层的平面中的一个或一个以上透视形状(22);及 呈现后层，所述后层在所述前层后面，且所述后层上具有一个或一个以上图像区(23)，所述一个或一个以上图像区(23)与在所述前层的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像时，透过在所述前层中的所述透视形状(22)将看到在所述后层上的所述图像区(23)。
2.根据权利要求1所述的方法，其包括: 使用基于瓦片的地图信息呈现来显示地图信息； 为了显示至少一个瓦片以显示所述地图信息: 呈现前瓦片(20)，所述前瓦片具有在所述瓦片的平面中的一个或一个以上透视形状(22);及 呈现一个或一个以上后瓦片(21)，所述一个或一个以上后瓦片在所述前瓦片后面，且所述一个或一个以上后瓦片上具有一个或一个以上图像区(23)，所述一个或一个以上图像区(23)与在所述前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述地图信息时，透过在所述前瓦片中的所述透视形状(22)将看到在所述一个或一个以上后瓦片上的所述图像区(23)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其包括呈现后层或后瓦片以使得所述后层或后瓦片包含对应于既定特征的图像区(23)，所述图像区(23)将透过所述前层或前瓦片中的所述透视形状被看到且以一色彩及/或纹理为界，所述色彩及/或纹理表示所述图像区的边界(24)。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其包括在待显示的所述图像中呈现三个或三个以上层或者三个或三个以上瓦片层。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包括在层或瓦片中使用两个或两个以上不同透明度等级(61、62)来呈现透视形状。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包括在层或瓦片中通过与透视形状的主体不同的透明度等级来呈现所述透视形状的边缘。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包括在正显示所述图像时改变后层或后瓦片相对于所述前层或前瓦片的位置。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包括随着所述瓦片的用户的感知查看方面而改变所述前层或前瓦片与所述后层或后瓦片之间的距离。
9.一种用于显示图像的设备，其包括: 用于呈现前层及后层的构件，所述前层具有在所述层的平面中的一个或一个以上透视形状，所述后层在所述前层后面，且所述后层上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像时，透过在所述前层中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层上的所述图像区。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备包括导航或地图绘制设备，所述导航或地图绘制设备包括: 显示器(240)，其用于向用户显示数字地图；及处理器(210)，其经配置以存取数字地图数据且使用基于瓦片的地图信息呈现使数字地图显示于所述显示器上；且特征在于所述处理器进一步包括: 用于为了显示瓦片以显示所述地图信息而呈现前瓦片(20)及一个或一个以上后瓦片(21)的构件，所述前瓦片具有在所述瓦片的平面中的一个或一个以上透视形状(22)，所述一个或一个以上后瓦片在所述前瓦片后面，且所述一个或一个以上后瓦片上具有一个或一个以上图像区(23)，所述一个或一个以上图像区(23)与在所述前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述地图信息时，透过在所述前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状(22)将看到在所述一个或一个以上后瓦片上的所述图像区(23)。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述用于为了显示层或瓦片以显示所述地图信息而呈现前层或前瓦片及一个或一个以上后层或后瓦片的构件包括以下构件， 所述前层或前瓦片具有在所述层或瓦片的所述平面中的一个或一个以上透视形状，所述一个或一个以上后层或后瓦片在所述前层或前瓦片后面，且所述一个或一个以上后层或后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层或前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像或地图信息时，透过在所述前层或前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层或一个或一个以上后瓦片上的所述图像区: 用于呈现后层或后瓦片以使得所述后层或后瓦片包含对应于既定特征的图像区(23)的构件，所述图像区(23)将透过所述前层或前瓦片中的所述透视形状被看到且以一色彩及/或纹理为界，所述色彩及/或纹理表示所述图像区的边界(24)。
12.根据权利要求9、10或11所述的设备，其中所述用于为了显示层或瓦片以显示所述地图信息而呈现前层或前瓦片及一个或一个以上后层或后瓦片的构件包括以下构件，所述前层或前瓦片具有在所述层或瓦片的所述平面中的一个或一个以上透视形状，所述一个或一个以上后层或后瓦片在所述前层`或前瓦片后面，且所述一个或一个以上后层或后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层或前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像或地图信息时，透过在所述前层或前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层或一个或一个以上后瓦片上的所述图像区: 用于在待显示的所述图像中呈现三个或三个以上层或瓦片层的构件。
13.根据权利要求9到12中任一权利要求所述的设备，其中所述用于为了显示层或瓦片以显示所述地图信息而呈现前层或前瓦片及一个或一个以上后层或后瓦片的构件包括以下构件，所述前层或前瓦片具有在所述层或瓦片的所述平面中的一个或一个以上透视形状，所述一个或一个以上后层或后瓦片在所述前层或前瓦片后面，且所述一个或一个以上后层或后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层或前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像或地图信息时，透过在所述前层或前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层或一个或一个以上后瓦片上的所述图像区: 用于在所述前层或前瓦片中使用两个或两个以上不同透明度等级(61、62)来呈现透视形状的构件。
14.根据权利要求9到13中任一权利要求所述的设备，其中所述用于为了显示层或瓦片以显示所述地图信息而呈现前层或前瓦片及一个或一个以上后层或后瓦片的构件包括以下构件，所述前层或前瓦片具有在所述层或瓦片的所述平面中的一个或一个以上透视形状，所述一个或一个以上后层或后瓦片在所述前层或前瓦片后面，且所述一个或一个以上后层或后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层或前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像或地图信息时，透过在所述前层或前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层或一个或一个以上后瓦片上的所述图像区: 用于在瓦片中通过与透视形状的主体不同的透明度等级来呈现所述透视形状的边缘的构件。
15.根据权利要求9到14中任一权利要求所述的设备，其中所述用于为了显示层或瓦片以显示所述地图信息而呈现前层或前瓦片及一个或一个以上后层或后瓦片的构件包括以下构件，所述前层或 前瓦片具有在所述层或瓦片的所述平面中的一个或一个以上透视形状，所述一个或一个以上后层或后瓦片在所述前层或前瓦片后面，且所述一个或一个以上后层或后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层或前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像或地图信息时，透过在所述前层或前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层或一个或一个以上后瓦片上的所述图像区: 用于在正显示所述图像时改变后层或后瓦片相对于所述前层或前瓦片的位置的构件。
16.根据权利要求9到15中任一权利要求所述的设备，其中所述用于为了显示层或瓦片以显示所述地图信息而呈现前层或前瓦片及一个或一个以上后层或后瓦片的构件包括以下构件，所述前层或前瓦片具有在所述层或瓦片的所述平面中的一个或一个以上透视形状，所述一个或一个以上后层或后瓦片在所述前层或前瓦片后面，且所述一个或一个以上后层或后瓦片上具有一个或一个以上图像区，所述一个或一个以上图像区与在所述前层或前瓦片的所述平面中的所述一个或一个以上透视形状重叠，使得当显示所述图像或地图信息时，透过在所述前层或前瓦片中的所述一个或一个以上透视形状将看到在所述后层或一个或一个以上后瓦片上的所述图像区: 用于随着所述瓦片的用户的感知查看方面而改变所述前层或前瓦片与所述后层或后瓦片之间的距离的构件。
17.一种便携式导航装置PND或集成式导航系统，其包括根据权利要求9到17中任一权利要求所述的设备。
18.一种计算机程序，其包括可执行以执行根据权利要求1到8中任一权利要求所述的方法的计算机可读指令。
全文摘要
在使用基于瓦片的道路网呈现来向用户显示地图信息的系统中，通过以下操作来呈现瓦片以供显示呈现前瓦片(20)，其具有用以描绘例如“地面”的适当纹理及表示在地平面以下的特征的透视形状(22)；及将后瓦片(21)呈现为出现在所述前瓦片(20)后面且相对于所述前瓦片(20)略有偏移，所述后瓦片(21)上绘制有图像区(23)，所述图像区(23)表示既定的在地平面以下的特征且由表示所述特征的边界的色彩或纹理(24)包围，使得可透过在所述前瓦片(20)中的所述透视形状(22)看到在所述后瓦片(21)上的所述图像区(23)及其对应边界(24)。以此方式，可实现所述在地平面以下的特征的更有视觉吸引力的描绘。
文档编号G01C21/36GK103119399SQ201080067341
公开日2013年5月22日 申请日期2010年10月4日 优先权日2010年4月9日
发明者加里·保莱塔, 布雷特·博斯克尔 申请人:通腾科技股份有限公司, 通腾软件有限公司