三维地图显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及显示三维地图的三维地图显示系统。
【背景技术】
[0002]在例如导航系统或计算机的屏幕上显示的电子地图可以是三维地图，其以三维方式来表示特征，例如建筑物。三维地图一般通过经由透视投影绘制三维模型来显示。
[0003]在三维地图中，地面和水系统(例如海)通过如以下所述的三维多边形来表示。
[0004]专利文献1公开一种从网格中提供的海拔高度数据来生成和显示地面多边形和海面多边形的技术。
[0005]专利文献2公开一种生成地面多边形、对除了地面之外的部分采用与地面相同的背景色来上色并且在地面多边形之上显示水系统多边形的技术，以便使地面与水系统之间的边界的不重合不太明显。
[0006]引文列表专利文献
PTL 1:JP 2000-306073APTL 2:JP 2006-259035A。
【发明内容】
[0007]技术问题通过透视投影来显示三维地图的过程指定深度关系，并且执行隐线去除。在绘制地面多边形和水系统多边形的重叠区域中(这种重叠方式发生于地面与水系统之间的边界)，两个多边形以基本上相同的高度存在。这导致称作Z冲突的现象，其引起深度关系的不稳定指定，并且可引起例如图像闪烁等的麻烦。这个现象并不局限于地面与水系统之间的边界，而是通常在具有相同高度的多边形的重叠区域中发生。通过考虑这类问题，本发明的一个目的是避免在重叠区域(在这样的重叠区域中，多个多边形在三维地图的显示中按照重叠方式来绘制)中发生Z冲突。
[0008]问题的解决方案按照本发明，提供一种显示三维地图的三维地图显示系统，包括:地图数据库，其存储表示地理和各特征的三维形状的三维多边形数据；偏移量设置段，其执行表示基本上水平平面的第一多边形和第二多边形的重叠区域中的偏移过程，以使第一多边形和第二多边形相互之间沿高度方向移位，以便产生第一多边形与第二多边形之间的高度差；以及绘图控制器，其使用由偏移量设置段所处理的三维多边形数据和多边形，从而通过从所指定视点位置所查看的透视投影并且沿所指定凝视方向来绘制三维地图。偏移量设置段使第一多边形和第二多边形移位，以增加在离透视投影中的视点的远点处与视点的近点相比的高度差。
[0009]本发明使第一和第二多边形相对移位，并且由此抑制Z冲突的发生。如以下所述，增加在远离视点的点的偏移量有利地抑制Z冲突的发生。
[0010]图1是示出通过偏移的有利效果的简图。在所示三维地图中，海多边形按照部分重叠的方式在作为三维多边形生成的地面多边形之上绘制。地面多边形和海多边形均是表示基本上水平平面的多边形，并且相应地对应于本发明的第一多边形和第二多边形。引起深度关系的不稳定指定的Z冲突可在地面多边形与海多边形之间的边界发生。
[0011]一种用于避免这个问题的技术使海多边形向上完全移位一个偏移量Ha(m)。偏移量之后的区域A中的状态在图示的下部示出。如所示，实际上不存在的空隙由于偏移海多边形而在地面多边形与海多边形之间生成。但是，这使地面多边形与海多边形之间的高度差得以清晰化，并且因而避免Z冲突的发生。上述空隙不会造成问题，只要地图沿从上视点俯视的凝视方向来绘制。
[0012]但是在通过透视投影绘图的情况下，远离视点的远区域(例如区域B)具有很小的垂直和水平显示标度，使得偏移高度Ha(m)可能基本上没有产生显示中的差异。指定视域中的深度关系的Z冲突因而在远区域B中可能是不可避免的。
[0013]相反，当偏移量设置成使得避免远区域B中的Z冲突的发生以便避免这个问题的值时，偏移量可大致数百米。这种大偏移量使偏移引起的空隙在近区域A中是可见的，并且引起不准确显示。
[0014]为了避免上述问题，本发明改变偏移量，使得偏移量在较近区域中减小而在更远区域中增加。这避免远区域中Z冲突的发生，同时确保近区域中的恰当显示。
[0015]图1示出地面多边形和海多边形的示例，但是本发明并不局限于这些多边形而是可适用于各种多边形。
[0016]按照本发明，上述偏移量的变化可通过各个方面来实现。例如，偏移量可通过函数或者通过地图，按照离视点的距离来提供。
[0017]按照另一方面，地图数据库可通过划分为预定地理尺寸的网格来存储三维多边形数据，以及偏移量设置段可使第一多边形和第二多边形相对网格的每个来移位。
[0018]这降低计算在每个点处的偏移量的负荷。相对各网格的偏移量可通过例如表，按照离视点的距离预先指定。
[0019]相对各网格提供偏移量导致以步进方式改变偏移量，并且引起在网格的边界处的空隙。为了防止这种空隙是可见的，例如一种可适用方法可将与偏移的对象相同的颜色用于绘图和多边形中的背景色。另一种可适用方法可生成垂直虚拟多边形以覆盖空隙。
[0020]按照另一方面，偏移量设置段可执行偏移过程，其中在网格的边界处沿高度方向，从远离视点位置的远视图区域朝接近视点位置的近视图区域减少移位量。绘图控制器可相对经受偏移过程的各区域，按照沿高度方向减少区域的移位量的顺序以相同移位量来绘制地图，并且可在先前绘制的地图上绘制新区域，而不管在先前绘制地图上的每个点的显示深度值。
[0021]这个方面按照减少移位量的顺序(即从远视图区域到近视图区域)来绘制地图，而无需在绘制接近视点的近视图区域的过程中确定相对于先前绘制地图的显示深度。换言之，在绘制近视图区域的情况下，远视图区域作为二维背景来处理。这甚至在对远视图区域设置较大偏移量时，也避免从视点位置可见的空隙的生成。
[0022]例如，一种避免显示深度的确定的可用技术在绘制远视图区域之后清除Z缓冲器。
[0023]如以下所述，在改变网格单元中的偏移量的情况下，本发明可并发地使用多种不同类型的地图数据。
[0024]地图数据库可存储用于在具有不同等级的地图细节的多个等级的每个上显示三维地图的地图数据。
[0025]绘图控制器可并发地使用多个不同等级中的地图数据来绘制地图，使得具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于远离视点位置的更远视图区域，以及具有较高等级的地图细节的较细致等级的地图数据用于更接近视点位置的更近视图区域。
[0026]偏移量设置段可在绘制各等级的地图之前，在多个等级的每个上使第一多边形和第二多边形移位。
[0027]各等级的地图数据可存储在分为网格的划分中。
[0028]这个方面相对各等级执行偏移过程。由于在各等级的地图数据划分为网格，所以这个方面还有利地降低与偏移(例如网格单元中的偏移过程)相关的计算负荷。
[0029]以从远视图区域到近视图区域依次改变偏移量的绘图避免偏移量的步进变化所引起的空隙的生成。
[0030]当并发地使用多种不同类型的地图数据时，网格的大小按照细节等级有所不同。因此，不同等级的地图数据在用于绘图的不同等级的地图数据之间的边界处按照重叠方式来绘制。如上所述，本发明在改变等级之后没有相对于先前绘制的地图来确定显示深度。这甚至在不同等级的地图数据的重叠区域中也避免Z冲突的发生。
[0031]另外，使用用于远视图区域的粗略等级的地图数据降低了绘制地图所需的处理负荷。
[0032]本发明可适用于各种多边形。
[0033]按照一个方面，地图数据库可包括表示地面的三维多边形数据和表示水系统的三维多边形数据(其将要绘制成完全或部分覆盖地面)，以及偏移量设置段可使水系统相对于地面移位到较高位置。
[0034]这对应于图1所示的方面。地面和水系统在三维地图中常常在从接近视点的近区域到远区域的大范围内绘制，并且可能引起Z冲突的问题。本发明因而对这些多边形是特别有效的。
[0035]本发明可以不一定包括上述所有种类的特征，而是可通过部分省略或者通过这些特征的组合来适当配置。
[0036]本发明还可配置为由计算机所执行的、显示三维地图的三维地图显示方法以及配置为使计算机显示三维地图的计算机程序。本发明还可配置为计算机可读非暂时存储介质，其中存储了这种计算机程序。
【附图说明】
[0037][图1]图1是示出通过偏移的有利效果的简图；
[图2]图2是示出三维地图显示系统的配置的简图；
[图3]图3是示出地图数据库的单元格结构的简图；
[图4]图4是示出地图数据库的数据结构的简图； [图5]图5是地图显示过程的流程图(I);
[图6]图6是地图显示过程的流程图(2);
[图7A]图7A是示出清除深度缓冲器的有利效果的简图；
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