立体图像输出系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及立体图像输出系统，用于通过输出具有视差的用于右眼的图像和用于左眼的图像来执行立体视觉。
【背景技术】
[0002]在导航设备、计算机屏幕等等中使用的电子地图中，在一些情况下使用以三维方式表达诸如建筑物的特征的三维地图。所述三维地图通常通过使用透视投影等等方法以三维方式绘制三维模型而被表达。
[0003]此处，所述三维地图包括大量的特征，并且三维模型的数量也是大的，并且因此所述三维地图的绘制处理上的负载可能变得极高。作为用于减小这样的负载的方法，专利文献I公开了如下技术:在其中通过三维模型的预先的平行投影获得的投影图像被构造为二维图像数据库，并且通过使用该二维图像数据库来显示所述三维地图。
[0004]另一方面，通过显示具有视差的用于右眼的图像和用于左眼的图像的立体视觉的技术近年来已广为发展，并且用于实现这样的立体视觉的显示器已经开始被广泛地使用。
[0005]专利文献2和3是关于这样的立体视觉的技术。专利文献2公开了通过应用校正处理以消除由透视投影获得的图像的透视来实现立体视觉的技术。专利文献3公开了通过将诸如图标的二维对象偏移到右边或左边以便给予视差来实现立体视觉的技术。
[0006]通过应用这些立体视觉技术，能够更真实地感觉到所述三维地图的深度感，并且能够提高所述三维地图的可用性。
[0007]引用列表专利文献
PTLl:日本未审的专利申请公开N0.2012-150823 PTL2:日本未审的专利申请公开N0.2009-211718 PTL3:日本未审的专利申请公开N0.2012-174237。
【发明内容】
[0008]技术问题
然而，为了实现立体视觉，用于右眼和左眼的两个虚拟摄像机需要被安装在所述三维地图的视点处以便通过用相应的摄像机执行透视投影来生成用于左眼的图像和用于右眼的图像，由此，需要两倍于通常的透视投影的处理负载。由于所述三维地图可能被显示在具有低处理能力的终端(诸如导航装置或便携式终端)上，用于绘图的处理负载的增加是不可忽视的问题。
[0009]为了减小所述处理负载，通过使用由平行投影获得的图像来实现立体视觉可以被考虑，但是不像二维对象，通过投影三维模型获得的图像不能够仅仅通过被偏移至右或左而实现立体视觉。此外，只要其被用作地图，即使地图显示器中的中心点被移动并且所述地图被滚动时，用于左眼的图像和用于右眼的图像应该被融合，以便实现立体视觉。
[0010]这样的问题不但在地图被电子地显示时，而且在该地图中的任意点被分割时相似地发生，并且用于左眼的图像和用于右眼的图像被打印以便实现立体视觉。此外，这不但是地图中共有的问题、而且是能够实现各种三维模型(诸如由计算机图形产生的虚拟空间等等)和用于机器、建筑物等等的设计模型的立体视觉的图像的输出中的共有的问题。本发明鉴于这些问题而被进行，并且具有使用平行投影实现图像的立体视觉的目的。
[0011]对问题的解决方案
本发明是用于图像的立体视觉的立体图像输出系统，其能够被构造成包括:
立体视觉输出单元，其用于通过输出具有视差的用于左眼的图像和用于右眼的图像而实现立体视觉、所述图像能够分别被左眼和右眼视觉地识别；
图像数据库存储单元，其用于将用于左眼的平行投影数据和用于右眼的平行投影数据存储为二维绘图数据，所述二维绘图数据通过从与垂直方向倾斜预定的投影角度的斜向方向的平行投影将三维模型投影成平面上的立体视觉的目标而获得，所述预定的投影角度被分别设定以便产生左眼与右眼之间的视差；以及
输出控制单元，其用于输出具有视差的用于左眼的图像和用于右眼的图像，用于基于用于左眼的平行投影数据和用于右眼的平行投影数据将指定的输出范围内的图像输出至所述立体视觉输出单元，其中，如果所述输出范围移动，则所述输出控制单元分别确定用于左眼的图像的移动方向和用于右眼的图像的移动方向，根据所述移动方向读取用于左眼的平行投影数据和用于右眼的平行投影数据，并且输出用于左眼的图像和用于右眼的图像。
[0012]根据本发明，通过分别设定所述投影角度以便向左眼和右眼提供视差，也能够在平行投影中实现立体视觉。换句话说，在所述平行投影中，在与垂直方向倾斜的斜向方向上进行投影以便执行具有三维感的投影。此投影方向能够通过俯仰角和偏航角而被表达，所述俯仰角指示从所述垂直方向到第一参考方向的倾斜角，所述偏航角指示与包括所述垂直角和所述第一参考方向的平面的倾斜角。通过使左眼和右眼的偏航角的符号倒置，能够向双眼提供视差。在所述平行投影中，不存在视点的概念，并且不能够设定对应于左眼和右眼的虚拟摄像机位置，但是如上面所描述的，通过使所述投影方向在左眼与右眼之间不同，能够实现立体视觉。
[0013]由于在所述平行投影中不存在特定的视点，投影图像，即平行投影数据能够针对所有区域而被提前生成。当要实现立体视觉时，同样，由于用于左眼的图像和用于右眼的图像分别通过平行投影而被生成，这样的优点没有丢失。因此，根据本发明，仅仅通过读取和输出提前适当准备的用于左眼和右眼的平行投影数据，存在如下优点:能够以轻的负载实现立体视觉。
[0014]在本发明中，尽管如前所述通过平行投影实现了立体视觉，用于左眼的图像的移动方向和用于右眼的图像的移动方向进一步地在所述输出范围被移动时被单独地确定。在本发明中，由于所述平行投影的投影方向在左眼与右眼之间不同，即使用于左眼的图像中的坐标值与用于右眼的图像中的坐标值彼此匹配，所述坐标值不一定指示相同的点。因此，当所述图像的输出范围将被移动时，如果用于左眼的图像和用于右眼的图像两者在相同的方向上被移动相同的移动量，则针对左眼和右眼输出不同的输出范围的现象发生。在本发明中，基于由所述平行投影产生的用于左眼和右眼的图像的特征，通过分别确定用于左眼的图像的移动方向和用于右眼的图像的移动方向，能够抑制两个图像之间在输出范围方面的不一致的发生，并且能够继续立体视觉。
[0015]作为将是本发明中的立体视觉的目标的三维模型，可以考虑包括地图、在计算机图形中生成的虚拟空间等等的各种三维模型以及诸如机器、建筑物等等的设计模型。特别地，作为地图的立体视觉的情况下的三维模型，三维地表达诸如人造对象、自然对象等等的特征的形状的模型是适用的。
[0016]此外，作为本发明的立体输出单元，例如，可以使用立体显示器，其显示用于左眼的图像和用于右眼的图像，以致它们能够各自地分别被左眼和右眼辨识。可以使用用于布置和打印用于左眼的图像和用于右眼的图像的打印设备，以致立体视觉通过被放置在用于立体视觉的被称为双凸透镜的透镜后面而被实现。其可以是用于通过简单地使用于左眼的图像和用于右眼的图像在左和右上对齐而打印的打印设备。
[0017]在本发明中，用于左眼的图像的移动方向和用于右眼的图像的移动方向可以通过各种方法而被确定，例如，所述输出控制单元可以基于所述平行投影的参数来确定用于左眼的图像的移动方向和用于右眼的图像的移动方向。
[0018]当所述输出范围被移动时，用于左眼的图像和用于右眼的图像之间在移动方向上的不同由这两个图像中的平行投影的参数的不同导致。因此，通过考虑所述平行投影的参数，能够精确地确定用于匹配用于左眼的图像的输出范围和用于右眼的图像的输出范围的移动方向。该移动方向能够通过如下方法而被计算:在其中基于所述平行投影的参数从指示当垂直地观察时位于下方的平面的二维坐标轴变换而来的用于左眼的图像和用于右眼的图像的坐标轴被获取，并且例如对此坐标变换进行计算。可以仅在平行投影中针对所述输出范围的每个移动计算移动方向，因为所述移动方向对所有的区域是共同的，可以提前获取用于左眼的移动方向和用于右眼的移动方向。
[0019]在本发明中:
所述图像数据存储单元进一步存储用于将二维对象输出成所述图像的二维对象数据；
以及
所述输出控制单元可以通过相对于预定的输出位置向左或向右偏移所述二维对象数据来输出具有视差的用于左眼的图像和用于右眼的图像。
[0020]作为二维对象，指示所述特征和其他三维模型的名称的字符、各种符号等等是适用的。
[0021]通过用不同于所述三维模型的方法向这样的二维对象提供视差，能够在所述立体图像中以轻的负载表达所述二维对象。此外，由于在所述二维对象中，能够通过改变向左或向右的位移量来改变深度感，故能够根据所述对象的类型等等改变所述深度感，并且能够实现多样化的立体视觉。
[0022]在上面所描述的方面中，当用于左眼的图像和用于右眼的图像被输出时，可以向所述二维对象提供视差。
[0023]此外，在包括提前被布置有左眼与右眼之间的视差的二维对象的图像数据的状态中，可以准备用于左眼的平行投影数据和用于右眼的平行投影数据。
[0024]在本发明中，不是必须不得不提供所有的上面所描述的各种特征，并且本发明可以通过视情况而定的省略其一部分或者通过组合而被构成。
[0025]此外，本发明也可以在除了作为立体图像输出系统的配置之外的各种方面被构成。
[0026]例如，本发明可以被配置为图像数据生成装置，其用于生成用于立体图像输出系统的图像数据，该立体图像输出系统通过输出具有视差的用于左眼的图像和用于右眼的图像而输出立体图像、以致它们能够被左眼和右眼分别视觉地识别，该图像数据生成装置被提供有:
3D图像数据库存储单元，其用于存储将是立体视觉的目标的三维模型以及用于输出所述立体图像中的二维对象的二维对象数据；
平行投影单元，其用于生成用于左眼的平行投影数据和用于右眼的平行投影数据，作为二维绘图数据，所述二维绘图数据通过从与垂直方向倾斜预定的投影角度的斜向方向的平行投影将三维模型投影到平面上而被获得，所述预定的投影角度分别被设定以便通过具有预定尺寸的网格的单元产生左眼与右眼之间的视差；
二维对象图像数据生成单元，其用于通过相对于预定的输出位置向左或向右偏移所述二维对象数据来提供视差而生成用于左眼的二维对象图像数据和用于右眼的二维对象图像数据；以及
重叠处理单元，其用于通过使所生成的用于左眼的二维对象图像数据和用于右眼的二维对象图像数据在考虑了所述视差的位置处重叠在用于左眼的平行投影数据和用于右眼的平行投影数据上来生成用于左眼的图像数据和用于右眼的图像数据。
[0027]根据这样的方面，用于左眼和右眼的平行投影数据能够基于所述三维模型通过平行投影而被生成。此外，能够通过向左或向右偏移所述二维对象数据来提供视差，以致能够生成用于左眼和右眼的二维对象图像数据。随后，也能够生成用于左眼和右眼的在其中两者被重叠的图像数据。以此方式，通过从用于左眼和右眼的图像数据读取和输出对应于所述输出范围的数据，能够以轻的负载输出包括所述二维对象的立体图像。
[0028]本发明也可以被配置为用于通过计算机输出立体图像的立体图像输出方法，或者可以被配置为用于允许计算机执行这样的输出的计算机程序。此外，本发明也可以被配置为记录这样的