三维地图显示系统的制作方法

文档序号:9383131阅读:561来源:国知局
三维地图显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及并发地使用多个地图数据来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,该三维地图以三维方式来表达特征、例如大楼。三维地图一般通过经由例如透视投影绘制三维模型来进行显示。
三维地图包括大量特征,以及地面也通过多边形来表达。这产生大量三维模型,并且可显著增加用于绘制三维地图的处理负荷。特别是在从高视点绘制鸟瞰图的情况下,地图的显示范围覆盖宽区域,使得用于显示的处理负荷可具有显著增加。
[0003]为了降低这种处理负荷,在显示三维地图以及更具体来说显示鸟瞰图地图的情况下,并发地使用具有不同等级的细节的多个地图数据。例如,专利文献I和2公开均适用于三维鸟瞰图地图的显示的技术,该些技术将地图显示范围垂直地划分为两个部分,使用详细地图数据来显示接近视点的下部区域,而使用具有较低等级细节的宽区域地图数据来显示远离视点的上部区域。
引文列表专利文献
[0004]PTL 1:JP 4422125BPTL 2:JP 3362533B

【发明内容】

技术问题
[0005]—般来说,地图数据被生成并且存储在分为预定尺寸的网格的划分中。从多个视点并且沿多种凝视方向来绘制地图。在多个地图数据的组合使用的情况下,地图显示上的边界不一定与地图数据的网格之间的边界一样,在地图显示上的边界处将要使用的地图数据发生切换。相应地,在通过多个地图数据的组合使用的地图的实际显示中,地图可通过使用地图显示上的边界附近的多个地图数据、按照重叠方式来绘制。这可因两个地图数据的失配或者图形引擎的显示过程而引起显示扰动,并且使地图显示的外观变糟。这个问题不是鸟瞰图的特性,而是通常可在驾驶员视图(只要多个地图数据用于显示地图,驾驶员视图从低视点来绘制三维地图)的情况下产生。这个问题也不局限于以网格为单位存储的地图数据,而在通过并发地使用多个地图数据的地图显示中为常见问题。
本发明的一个目的是例如在通过多个地图数据的组合使用来显示三维地图的情况下,在地图显示上的边界处避免显示扰动,并且改进地图显示的外观。
问题的解决方案
[0006]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,将用于显示三维地图的地图数据存储在具有不同等级的地图细节的多个等级的每个;以及显示控制器,该显示控制器参考地图数据库,并且显示从所指定视点位置并且沿所指定凝视方向来显示三维地图。显示控制器并发地使用多个不同等级中的地图数据来绘制地图,使得处于具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于更远离视点位置的远视图区域,而处于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近视图区域。显示控制器从远视图区域到近视图区域依次地绘制地图。显示控制器在先前绘制的地图之上绘制近视图区域,而与在先前绘制的地图上的每个点的深度无关。
[0007]本发明并发地使用处于具有不同等级的细节的多个等级中的地图数据。与处于具有较低等级的细节的较粗略等级的地图数据相比,处于具有较高等级的细节的更细致等级的地图数据存储更多数量的特征、例如大楼的数据。另一方面,处于具有较低等级的细节的较粗略等级的地图数据存储诸如主要道路和大楼之类的特征的数据。并发地用于绘图的地图数据可以是两个不同等级中的地图数据,或者可以是三个或更多不同等级中的地图数据。这些地图数据不一定以预定地理尺寸的网格为单位进行存储。
本发明在绘制三维地图中按照离视点位置的距离并发地使用多个不同等级中的地图数据。更具体来说,本发明将更粗略等级的地图数据用于更远离视点位置的更远视图区域,而将更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。这为用户提供针对近视图区域的充分地理信息,并且使宽区域地图能够以极小处理负荷针对远视图区域来显示。
[0008]—般来说,根据从三维图形中的视点的可见度,执行控制多边形的绘制的隐线去除。一般过程相应地执行显示过程,其中通过某种技术来记录从视点到多边形上的每个点的距离、即深度。但是,本发明在远视图区域之上绘制近视图区域,而与远视图区域中的每个点的深度无关。因此,近视图区域无条件地在远视图区域与近视图区域之间的边界优先绘制,而无需考虑是远视图区域还是近视图区域位于离三维模型中的视点的可见位置。隐线去除可通过考虑深度相对近视图区域中的每个点来执行。
本申请的发明人已经发现,相互重叠的区域的显示扰动归因于深度处理,在相互重叠的区域中通过使用两个地图数据所绘制的地图在通过多个地图数据的组合使用的三维地图显示中彼此重叠。当存在多个地图数据之间的失配时,将要在下层所绘制的远视图区域中的地面可能覆盖和遮掩通过使用两个地图数据所绘制的地图的重叠区域的近视图区域中的特征。甚至在准确的地图数据的情况下,类似问题也可因舍入误差而引起。当远视图区域与近视图区域之间存在高度(包括舍入误差)的完全匹配时,图形引擎无法清楚地确定远视图区域和近视图区域的哪一个将要以可见方式来绘制。这可使所产生图像不稳定地闪烁。
本发明绘制远视图区域,并且随后在先前绘制的远视图区域之上绘制近视图区域,而与远视图区域的深度无关。这避免由上述深度所引起的问题,并且使边界附近的显示稳定(在边界附近将要用于绘图的地图数据等级发生切换),从而改进地图显示的外观。
[0009]本发明可采用如下技术:存储首先绘制的远视图区域的深度并且在绘制近视图区域的过程中忽略该深度。
但是,按照本发明的一个方面,显示控制器可以在用于绘制地图的地图数据等级的变化之前即刻清除存储每个点的深度的深度缓冲器,并且随后开始绘制下一区域。这通过简单方法避免深度所引起的潜在显示问题。
[0010]按照本发明的另一方面,显示控制器可控制显示器在预定范围中不绘制远离视点位置的远区域中的三维特征,该预定范围包括用于绘制地图的地图数据等级发生切换的区域的边界。
本发明在绘制近视图区域的过程中忽略远视图区域的深度。在边界附近的远视图区域中绘制的三维特征可能被近视图区域的地图不自然地遮掩。这个方面控制显示器不绘制边界附近的三维特征,以便避免这种潜在问题。
包括边界的预定范围可通过考虑例如近视图区域的范围任意设置。例如,当远视图区域与近视图区域之间的边界位于充分距离,则可以不在整个远视图区域之上绘制特征。换言之,只有表示地面的多边形才在远视图区域中绘制。这进一步简化远视图区域中的绘图。
[0011]按照本发明的另一方面,可允许显示控制器针对远视图区域跨更接近视点位置的相邻区域来绘制地图。
这消除了识别区域边界(在区域的边界中地图数据等级发生切换)并且针对远视图区域切去数据的需要,因而简化三维地图的显示过程。
[0012]按照本发明的另一方面,地图数据库中存储的地图数据可具有显示等级信息,该显示等级信息用于按照离视点位置的距离(与将要在三维地图中显示的各特征有关)来控制显示/非显示。显示控制器可通过使用按照离视点位置的距离指定为显示对象的特征、基于显示等级信息来显示地图。
这使各特征的显示/非显示能够按照离视点位置的距离比较容易地控制。显示等级信息的配置可任意设置。例如,显示等级信息可配置成指定用于显示特征的上限距离范围。这使接近视点位置的位置处的各特征在地图上显示,而使远离视点位置的特征没有被显示。这个上限距离范围可对例如地标等的主要特征来增加,而对例如普通房屋等的特征来减小。这使大量特征能够在离视点位置的近区域中详细地显示,而在远区域中仅使主要特征能够被显示。
作为另一个示例,显示等级信息可配置成指定用于显示特征的下限距离范围。这仅使离视点位置的距离等于或大于预定值的各特征被显示。这种显示等级信息与用于绘制远视图区域的地图数据的关联易于在绘制远视图区域的过程中避免三维特征在被近视图区域覆盖和遮掩的部分中被绘制,因而有利地避免潜在显示问题。
[0013]按照本发明,地图数据库可具有各种配置的任一种。
例如,地图数据库可针对地理尺寸的各网格来存储地图数据,该地理尺寸针对多个等级的每个来指定。针对各网格,地图数据库可存储三维地理尺寸等于或大于所指定尺寸的大尺寸特征的数据以及除了大尺寸特征之外的小尺寸特征的数据。地图数据库可按照使得以比网格要小的地理尺寸的单元格为单位可读的方式来存储小尺寸特征的数据。单元格可采取通过如下方式所定义的形状:地理上划分网格以使得各单元格中包含的特征的
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