專利名稱：顯示三維圖形的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示3維圖形的設(shè)備和方法，更具體地講，涉及一種在汽車導(dǎo)航或者3維游戲中以三維圖形顯示在移動對象，比如車輛位置周圍的區(qū)域的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
最近，道路上車輛的數(shù)量不斷增加，引起交通堵塞也不斷增加。為避免交通堵塞，已經(jīng)開發(fā)了汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)跟蹤移動車輛的位置并在道路圖上精確地顯示車輛周圍的區(qū)域。另外，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)提供關(guān)于其他道路上的交通狀況信息或者關(guān)于例如加油站的信息。
為使司機(jī)在導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖上容易地找到期望的位置，可視化是很重要的。特別是，因為在快速行駛的情況下，與察看二維地圖相比，司機(jī)察看3維地圖可能會更方便和更安全，所以需要3維可視化。觀看者可以直覺地識別以3維形式顯示的地理特征和建筑物，因而為司機(jī)提供了方便和安全。
3維圖形數(shù)據(jù)可以以虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言(VRML)格式、運(yùn)動畫面專家組(MPEG)格式、或者由將3維圖形數(shù)據(jù)輸出到屏幕上的設(shè)備中的普通商用程序所定義的文件格式輸出。三維圖形數(shù)據(jù)包括對象的地理信息，例如對象的3維點(diǎn)的位置和所述點(diǎn)的連接；對象的材料信息，例如對象的紋理、透明度和顏色、對象表面的光反射率、光源的位置和屬性；和關(guān)于隨時間改變的信息。
在傳統(tǒng)的接收和在屏幕上顯示3維圖形數(shù)據(jù)的方法中，3維圖形數(shù)據(jù)被加載到存儲器，并且在加載的3維圖形數(shù)據(jù)中與將在屏幕上顯示的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)被渲染(render)并顯示。
在顯示在移動對象移動時不斷改變的周圍區(qū)域的3維圖形的第一種方法中，在整個區(qū)的3維圖形數(shù)據(jù)的被加載到存儲器之后，在每一顯示都接收移動對象的位置，并且在加載的數(shù)據(jù)之中僅接收的關(guān)于位置周圍的區(qū)域的數(shù)據(jù)被渲染并被顯示。然而，由于整個3維圖形數(shù)據(jù)很大，顯示設(shè)備需要大容量存儲器。結(jié)果，第一種方法具有這樣的缺陷增加了制作成本和系統(tǒng)的規(guī)模。
在顯示當(dāng)移動對象移動時不斷改變的周圍區(qū)域的3維圖形的第二種方法中，在每一顯示都接收移動對象的位置，關(guān)于該位置周圍的區(qū)域的數(shù)據(jù)被加載到存儲器，然后加載的數(shù)據(jù)被渲染并顯示。然而，將3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器需要時間，因此，難于無縫地實(shí)時顯示3維圖形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種顯示隨著移動對象的運(yùn)動而周圍區(qū)域改變的3維圖形的設(shè)備和方法，通過所述的設(shè)備和方法，預(yù)測移動對象在顯示時間可能處于的區(qū)域，并且僅預(yù)測的區(qū)域的3維圖形數(shù)據(jù)被加載到存儲器，從而使用小容量的存儲器來無縫地顯示三維圖形。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示移動對象周圍的區(qū)域的設(shè)備和方法。所述方法包括使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器；和在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染并顯示與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
使用移動對象的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向可預(yù)測所述候選區(qū)域。
使用移動對象的當(dāng)前位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的右位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的左位置、和顯示區(qū)域的大小可預(yù)測所述候選區(qū)域。
所述預(yù)測候選區(qū)域的步驟可包括將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測移動對象在顯示時間可能處于的區(qū)域；和從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
所述提取塊的步驟可包括從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊。
所述提取塊的步驟可包括從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示車輛周圍的區(qū)域的方法。該方法包括用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間車輛的位置的候選區(qū)域；將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器；和在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染并顯示與車輛的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
使用車輛的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向可預(yù)測所述候選區(qū)域。
使用車輛在顯示時間可能處于的最大的右位置、車輛在顯示時間可能處于的最大的左位置、車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時在顯示時間車輛的位置和顯示區(qū)域的大小可預(yù)測候選區(qū)域。
使用車輛方向盤的最大的右角速度可計算最大的右位置，并且使用車輛方向盤的最大的左角速度可計算最大的左位置。
當(dāng)車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時，可在車輛運(yùn)動時保持車輛方向盤的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角。
所述預(yù)測候選區(qū)域的步驟可包括將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測車輛在顯示時間可能處于的區(qū)域；和從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
所述提取塊的步驟可包括從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊，或者從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示移動對象周圍的區(qū)域的設(shè)備。所述設(shè)備包括存儲器單元，存儲3維圖形數(shù)據(jù)；預(yù)測單元，使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；加載單元，將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器單元；渲染單元，在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)；和顯示單元，顯示渲染的數(shù)據(jù)。
使用移動對象的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向可預(yù)測所述候選區(qū)域。
使用移動對象的當(dāng)前位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的右位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的左位置、和顯示區(qū)域的大小可預(yù)測所述候選區(qū)域。
所述預(yù)測單元可包括塊劃分單元，將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；區(qū)域預(yù)測單元，使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測移動對象在顯示時間可能處于的區(qū)域；和塊提取單元，從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
所述塊提取單元可從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊為候選區(qū)域或者從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊為候選區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示車輛周圍的區(qū)域的設(shè)備。所述設(shè)備包括存儲器，存儲3維圖形數(shù)據(jù)；預(yù)測單元，使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間車輛的位置的候選區(qū)域；加載單元，將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器單元；渲染單元，在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與車輛的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)；和顯示單元，顯示渲染的數(shù)據(jù)。
使用車輛的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向可預(yù)測所述候選區(qū)域。
使用車輛在顯示時間可能處于的最大的右位置、車輛在顯示時間可能處于的最大的左位置、車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時在顯示時間車輛的位置和顯示區(qū)域的大小可預(yù)測候選區(qū)域。
使用車輛方向盤的最大的右角速度可計算最大的右位置，并且使用車輛方向盤的最大的左角速度可計算最大的左位置。
當(dāng)車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時，可在車輛運(yùn)動時保持車輛方向盤的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角。
所述預(yù)測單元可包括塊劃分單元，將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；區(qū)域預(yù)測單元，使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測車輛在顯示時間可能處于的區(qū)域；和塊提取單元，從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
所述塊提取單元從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊為候選區(qū)域或者從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊為候選區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種編碼有使處理器執(zhí)行上述方法的處理指令的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種顯示移動對象周圍的區(qū)域的3維圖形數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括預(yù)測單元，使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；識別單元，從包括候選區(qū)域的區(qū)的3維圖形數(shù)據(jù)識別與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)；渲染單元，從識別的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)；和顯示單元，顯示渲染的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另外和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分地闡述，部分地，從這些描述中會清楚，或通過實(shí)施本發(fā)明而被了解。


從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會更清楚和更容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示3維圖形的設(shè)備的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示3維圖形的方法的流程圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在數(shù)據(jù)被加載到存儲器后渲染與移動對象的位置的候選區(qū)域(candidate region)相應(yīng)的數(shù)據(jù)的方法；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示3維圖形的設(shè)備的框圖；圖5表示預(yù)測車輛的運(yùn)動路徑的方法；圖6A和圖6B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的根據(jù)預(yù)測的車輛的運(yùn)動路徑來確定車輛的位置的候選區(qū)域的方法；圖7A和圖7B表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的提取包括在車輛的位置的候選區(qū)域中的塊的方法；圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示3維圖形的方法的流程圖；和圖9是圖8中所示的提取包括在車輛的位置的候選區(qū)域中的塊的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號始終指相同的部件。參照附圖，這些實(shí)施例將描述如下以解釋本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示3維圖形的設(shè)備的框圖。該設(shè)備包括預(yù)測單元100、加載單元110、存儲器單元120、渲染單元130和顯示單元140。圖1中所示的設(shè)備的操作將參考圖2來描述，圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于顯示3維圖形的方法的流程圖。
在操作200中，通過使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息，比如移動對象的速度和運(yùn)動方向和移動對象在當(dāng)前狀態(tài)其運(yùn)動方向可能向左或向右改變的角度，預(yù)測單元100預(yù)測在下面的顯示時間移動對象可能處于的候選區(qū)域。
在操作210中，加載單元110僅將整個區(qū)的3維圖形數(shù)據(jù)之中與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)加載到存儲器單元120。
在操作220中，渲染單元130在顯示時間接收移動對象的當(dāng)前位置，并且在加載到存儲器單元120的數(shù)據(jù)之中渲染與接收的當(dāng)前位置周圍將被顯示的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。移動對象的位置周圍將被顯示的區(qū)域的大小和形狀以及與移動對象的位置關(guān)系可被預(yù)先確定以便使用移動對象的位置來計算將被顯示的區(qū)域。
在操作230中，顯示單元140從渲染單元130接收渲染的3維圖形數(shù)據(jù)并將其顯示在屏幕上。
圖3表示在與移動對象的位置的候選區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)被加載到存儲器單元120后，渲染數(shù)據(jù)的方法。參考圖1至圖3，預(yù)測單元100在整個區(qū)中預(yù)測的區(qū)域300作為在顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域，加載單元110將與區(qū)域300相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器單元120。當(dāng)?shù)斤@示時間時渲染單元130接收移動對象的位置310，并根據(jù)接收的位置310來渲染與將被顯示的顯示區(qū)域320相應(yīng)的數(shù)據(jù)。三角形的顯示區(qū)域320是將被顯示的區(qū)域的示例，其中，一個頂點(diǎn)在移動對象的位置，兩個頂點(diǎn)在移動對象的運(yùn)動方向上。
下面，將參照圖4至圖9來描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示3維圖形的方法。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示3維圖形的設(shè)備的框圖。所述設(shè)備包括塊劃分單元400、區(qū)域預(yù)測單元410、塊提取單元420、加載單元430、存儲器單元440、渲染單元450和顯示單元460。圖4中所示的設(shè)備的操作將參照圖8來描述，圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示3維圖形的方法的流程圖。
在操作800中，塊劃分單元400將整個區(qū)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊。塊劃分單元400可基于網(wǎng)格(mesh)來劃分3維圖形數(shù)據(jù)，從而每個塊可包括至少一個網(wǎng)格。
在操作810中，通過使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息，比如移動對象的速度和運(yùn)動方向以及移動對象在當(dāng)前狀態(tài)可向左或向右改變運(yùn)動方向的角度，區(qū)域預(yù)測單元410預(yù)測移動對象在當(dāng)前時間的“t”秒后的顯示時間可能處于的候選區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示3維圖形的設(shè)備包括塊劃分單元(未示出)、區(qū)域預(yù)測單元(未示出)、塊提取單元(未示出)、識別單元(未示出)、渲染單元(未示出)和顯示單元(未示出)。所述塊劃分單元(未示出)、區(qū)域預(yù)測單元(未示出)、塊提取單元(未示出)和顯示單元(未示出)的操作等同于塊劃分單元(400)、區(qū)域預(yù)測單元(410)、塊提取單元(420)和顯示單元(460)。所述識別單元(未示出)從包括候選區(qū)域的區(qū)的3維圖形數(shù)據(jù)識別與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)。渲染單元(未示出)從識別的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)測在運(yùn)動車輛的速度為“v”時從當(dāng)前位置500運(yùn)動車輛的方向盤轉(zhuǎn)向左的路徑的方法。既然運(yùn)動車輛的方向盤已經(jīng)轉(zhuǎn)向左，由于垂直于運(yùn)動速度“v”的方向的向心力“a”而使車輛在彎向左的路徑上運(yùn)動。從而，當(dāng)方向盤保持在當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度時，運(yùn)動車輛在“t”秒后位于點(diǎn)510處。當(dāng)方向盤從當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角還轉(zhuǎn)向左時，運(yùn)動車輛向左彎地更突出。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)向右時，則運(yùn)動車輛彎向運(yùn)動路徑的右側(cè)至點(diǎn)510。
到點(diǎn)520的運(yùn)動運(yùn)動路徑是車輛可在當(dāng)前狀態(tài)向左移動最大的一條路徑，而點(diǎn)520是在“t”秒后車輛可能處于的最大的左邊的點(diǎn)?？赏ㄟ^使用方向盤的最大的左角速度來計算到點(diǎn)520的運(yùn)動路徑。
到點(diǎn)530的運(yùn)動路徑是車輛可在當(dāng)前狀態(tài)向右移動最大的一條路徑，而點(diǎn)530是在“t”秒后車輛可能處于的最大的右邊的點(diǎn)?？赏ㄟ^使用方向盤的最大的右角速度來計算到點(diǎn)530的運(yùn)動路徑。
如圖5中所示，當(dāng)計算出“t”秒后車輛可能處于的最大的左位置、最大的右位置和當(dāng)前狀態(tài)的位置(當(dāng)車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時車輛處于的位置)時，預(yù)測到車輛位于到點(diǎn)520的運(yùn)動路徑和到點(diǎn)530的運(yùn)動路徑之間。
下面描述計算車輛在“t”秒后將處于的位置的方法。假定車輛的當(dāng)前位置是原點(diǎn)(0，0)并且y軸對應(yīng)于車輛的當(dāng)前運(yùn)動速度的方向，使用等式(1)計算出“t”秒后在向心力的作用下運(yùn)動的車輛處于的位置x(t)＝R(cos(ωt)-1)y(t)＝R sin(ωt)……(1)其中，R是車輛的轉(zhuǎn)向半徑，ω是車輛的旋轉(zhuǎn)角速度。車輛的轉(zhuǎn)向半徑R、旋轉(zhuǎn)角速度ω和運(yùn)動速度“v”具有v＝ωR的關(guān)系。從而，等式(1)可重新寫成等式(2)x(t)=vωR(cos(ωt)-1)]]>y(t)=vωsin(ωt)...(2)]]>車輛的旋轉(zhuǎn)角速度ω隨著司機(jī)旋轉(zhuǎn)車輛方向盤的角度而改變，并且具有預(yù)定的范圍。從而，如果當(dāng)旋轉(zhuǎn)角速度ω其范圍從-B到B時計算出等式(2)中x(t)的值的范圍，則可獲得“t”秒后車輛的最大的右位置和最大的左位置。
圖6A和圖6B表示根據(jù)預(yù)測的車輛的運(yùn)動路徑來確定車輛位置的候選區(qū)域的方法。對于當(dāng)前位置500、在車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時“t”秒后車輛處于的位置510、“t”秒后最大的左位置520和“t”秒后最大的右位置530，在位置500、位置510、位置520和位置530的每一個位置上沿車輛運(yùn)動的方向形成參照圖3描述的顯示區(qū)域320。從而形成連接分別在點(diǎn)510、520和530處形成的三個顯示區(qū)域320的三個頂點(diǎn)600、610和620的環(huán)形弧。形成連接在車輛的當(dāng)前位置500處形成的顯示區(qū)域320的左頂點(diǎn)640和“t”秒后的最大的左位置520的直線650。形成連接在車輛的當(dāng)前位置500處形成的顯示區(qū)域320的右頂點(diǎn)660和“t”秒后的最大的右位置530的直線670。如圖6B所示，預(yù)測由顯示區(qū)域320、環(huán)形弧630、和兩條直線650和670圍繞的區(qū)域作為“t”秒后車輛的位置的候選區(qū)域是有利的。
在操作820中，塊提取單元420從由塊劃分單元400劃分的塊之中提取包括在由區(qū)域預(yù)測單元410預(yù)測的候選區(qū)域中的塊。圖9是圖8中所示的操作820的詳細(xì)的流程圖。操作820將參照圖7A和圖7B來描述。
在操作900中，塊提取單元420檢測塊的邊界框。所述邊界框可為連接塊的外角的矩形。在操作910中，塊提取單元420確定在檢測邊框和車輛的位置的候選區(qū)域的邊界之間是否存在交點(diǎn)。如果確定其間存在交點(diǎn)，則在操作940中確定塊被包括在候選區(qū)域中。
參照圖7A，當(dāng)在塊710的邊界框720和車輛的位置的候選區(qū)域的邊界700之間存在交點(diǎn)730和740時，塊710被確定為被包括在候選區(qū)域中。
當(dāng)在邊界框和候選區(qū)域的邊界之間沒有交點(diǎn)時，在操作920中檢測塊的中點(diǎn)。在操作930中，確定塊的中點(diǎn)是否位于候選區(qū)域內(nèi)。當(dāng)確定塊的中點(diǎn)位于候選區(qū)域內(nèi)時，在操作940中確定塊被包括在候選區(qū)域內(nèi)。然而，當(dāng)確定塊的中點(diǎn)沒有位于候選區(qū)域內(nèi)時，在操作950中確定塊不被包括在候選區(qū)域內(nèi)。
參照圖7B，當(dāng)塊710的中點(diǎn)750位于候選區(qū)域的邊界700之內(nèi)時，確定塊710被包括在候選區(qū)域中。
在操作830中，加載單元430從塊提取單元420接收包括在候選區(qū)域中的塊，并將與接收的塊相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器單元440中。
“t”秒后，即在顯示時間，渲染單元450在操作840中接收車輛的當(dāng)前位置，并在步驟850中在加載到存儲單元440的3維圖形數(shù)據(jù)之中渲染與當(dāng)前位置周圍的顯示區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)。
在操作860中，顯示單元460從渲染單元450接收渲染的3維圖形數(shù)據(jù)并將其顯示在屏幕上。
根據(jù)上述的本發(fā)明實(shí)施例，已經(jīng)描述了以3維圖形顯示隨著運(yùn)動車輛的位置的改變而改變的車輛周圍的區(qū)域的方法和設(shè)備。然而，根據(jù)本發(fā)明的顯示3維圖形的方法和設(shè)備也可被用于顯示當(dāng)移動對象運(yùn)動時而改變的移動對象，比如3維圖形游戲中的人物周圍的區(qū)域。
本發(fā)明的上述實(shí)施例也可被實(shí)現(xiàn)為計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計算機(jī)可讀記錄代碼。計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲隨后可被計算機(jī)系統(tǒng)讀出的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。所述計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置和載波(比如，通過互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，當(dāng)在汽車導(dǎo)航或者3維游戲中以3維圖形顯示移動對象運(yùn)動時改變的移動對象周圍的地形時，通過使用當(dāng)前位置和移動對象的運(yùn)動信息來預(yù)測移動對象在下一顯示時間可能處于的區(qū)域，然后僅與預(yù)測的區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)被加載到存儲器并被渲染。結(jié)果，利用小容量的存儲器可有效地?zé)o縫地顯示3維圖形。
盡管已經(jīng)顯示和描述的本發(fā)明的幾個實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這些描述的實(shí)施例。相反，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和它們的等同物來限定。
權(quán)利要求
1.一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示移動對象周圍的區(qū)域的方法，所述方法包括使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器；和在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染并顯示與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用移動對象的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向來預(yù)測所述候選區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用移動對象的當(dāng)前位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的右位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的左位置、和顯示區(qū)域的大小來預(yù)測所述候選區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測候選區(qū)域的步驟包括將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測移動對象在顯示時間可能處于的區(qū)域；和從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述提取塊的步驟包括從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述提取塊的步驟包括從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊。
7.一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示車輛周圍的區(qū)域的方法，該方法包括使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間車輛的位置的候選區(qū)域；將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器；和在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染并顯示與車輛的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用車輛的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向來預(yù)測所述候選區(qū)域。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用車輛在顯示時間可能處于的最大的右位置、車輛在顯示時間可能處于的最大的左位置、車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時在顯示時間車輛的位置和顯示區(qū)域的大小來預(yù)測候選區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使用車輛方向盤的最大的右角速度來計算最大的右位置。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，使用車輛方向盤的最大的左角速度來計算最大的左位置。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時，在車輛運(yùn)動時保持車輛方向盤的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述預(yù)測候選區(qū)域包括使用下面的等式來計算“t”秒后車輛將處于的位置x(t)=vωR(cos(ωt)-1),]]>y(t)=vωsin(ωt)]]>其中，“v”是車輛的運(yùn)動速度，y(t)是車輛在運(yùn)動速度的方向上的運(yùn)動距離，x(t)是車輛在垂直于運(yùn)動速度方向的方向上運(yùn)動距離，以及ω是車輛的旋轉(zhuǎn)角速度。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述預(yù)測候選區(qū)域的步驟包括將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測車輛在顯示時間可能處于的區(qū)域；和從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述提取塊的步驟包括從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述提取塊的步驟包括從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊。
17.一種編碼有執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法的處理指令計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
18.一種編碼有執(zhí)行權(quán)利要求7所述的方法的處理指令計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
19.一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示移動對象周圍的區(qū)域的設(shè)備，所述設(shè)備包括存儲器，存儲3維圖形數(shù)據(jù)；預(yù)測單元，使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；加載單元，將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器單元；渲染單元，在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)；和顯示單元，顯示渲染的數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，使用移動對象的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向來預(yù)測所述候選區(qū)域。
21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，使用移動對象的當(dāng)前位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的右位置、移動對象在顯示時間可能處于的最大的左位置、和顯示區(qū)域的大小來預(yù)測所述候選區(qū)域。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)測單元包括塊劃分單元，將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；區(qū)域預(yù)測單元，使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測移動對象在顯示時間可能處于的區(qū)域；和塊提取單元，從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述塊提取單元從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊為候選區(qū)域。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述塊提取單元從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊為候選區(qū)域。
25.一種接收與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)并以3維圖形顯示車輛周圍的區(qū)域的設(shè)備，所述設(shè)備包括存儲器，存儲3維圖形數(shù)據(jù)；預(yù)測單元，使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間車輛的位置的候選區(qū)域；加載單元，將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器單元；渲染單元，在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與車輛的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)；和顯示單元，顯示渲染的數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，使用車輛的當(dāng)前位置、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向來預(yù)測所述候選區(qū)域。
27.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，使用車輛在顯示時間可能處于的最大的右位置、車輛在顯示時間可能處于的最大的左位置、車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時在顯示時間車輛的位置和顯示區(qū)域的大小來預(yù)測候選區(qū)域。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，使用車輛方向盤的最大的右角速度來計算最大的右位置。
29.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，使用車輛方向盤的最大的左角速度來計算最大的左位置。
30.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，當(dāng)車輛以當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)動時，在車輛運(yùn)動時保持車輛方向盤的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角。
31.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)測單元使用下面的等式來計算“t”秒后車輛將處于的位置x(t)=vωR(cos(ωt)-1),]]>y(t)=vωsin(ωt)]]>其中，“v”是車輛的運(yùn)動速度，y(t)是車輛在運(yùn)動速度的方向上的運(yùn)動距離，x(t)是車輛在垂直于運(yùn)動速度方向的方向上運(yùn)動距離，以及ω是車輛的旋轉(zhuǎn)角速度。
32.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)測單元包括塊劃分單元，將與整個區(qū)相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)劃分為多個塊；區(qū)域預(yù)測單元，使用車輛的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測車輛在顯示時間可能處于的區(qū)域；和塊提取單元，從所述多個塊提取包括在預(yù)測的區(qū)域中的塊。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述塊提取單元從所述多個塊提取其邊框與預(yù)測的區(qū)域的邊界相交的塊為候選區(qū)域。
34.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述塊提取單元從所述多個塊提取其中點(diǎn)位于預(yù)測的區(qū)域內(nèi)的塊為候選區(qū)域。
35.一種顯示移動對象周圍的區(qū)域的3維圖形數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括預(yù)測單元，使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；識別單元，從包括候選區(qū)域的區(qū)的3維圖形數(shù)據(jù)識別與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)；渲染單元，從識別的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)；和顯示單元，顯示渲染的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種以3維圖形顯示移動對象，比如車輛周圍的地形的設(shè)備和方法。所述方法包括使用移動對象的當(dāng)前位置和運(yùn)動信息來預(yù)測在預(yù)定時間段后的顯示時間移動對象的位置的候選區(qū)域；將與預(yù)測的候選區(qū)域相應(yīng)的3維圖形數(shù)據(jù)加載到存儲器；和在加載到存儲器的3維圖形數(shù)據(jù)之中在顯示時間渲染并顯示與移動對象的位置周圍的區(qū)域相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
文檔編號G01C21/00GK1885343SQ20061009305
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者安庭桓, 金均, 李基彰, 禹相玉, 尼克雷·尤弱威·吉阿斯穆 申請人:三星電子株式會社