三維地圖顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并發(fā)地使用多個地圖數(shù)據(jù)來顯示三維地圖的三維地圖顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在例如導(dǎo)航系統(tǒng)或計算機的屏幕上顯示的電子地圖可以是三維地圖，該三維地圖以三維方式來表達特征、例如大樓。三維地圖一般通過經(jīng)由例如透視投影繪制三維模型來進行顯示。
三維地圖包括大量特征，以及地面也通過多邊形來表達。這產(chǎn)生大量三維模型，并且可顯著增加用于繪制三維地圖的處理負荷。特別是在從高視點繪制鳥瞰圖的情況下，地圖的顯示范圍覆蓋寬區(qū)域，使得用于顯示的處理負荷可具有顯著增加。
[0003]為了降低這種處理負荷，在顯示三維地圖以及更具體來說顯示鳥瞰圖地圖的情況下，并發(fā)地使用具有不同等級的細節(jié)的多個地圖數(shù)據(jù)。例如，專利文獻I和2公開均適用于三維鳥瞰圖地圖的顯示的技術(shù)，該些技術(shù)將地圖顯示范圍垂直地劃分為兩個部分，使用詳細地圖數(shù)據(jù)來顯示接近視點的下部區(qū)域，而使用具有較低等級細節(jié)的寬區(qū)域地圖數(shù)據(jù)來顯示遠離視點的上部區(qū)域。
引文列表專利文獻
[0004]PTL 1:JP 4422125BPTL 2:JP 3362533B

【發(fā)明內(nèi)容】

技術(shù)問題
[0005]—般來說，地圖數(shù)據(jù)被生成并且存儲在分為預(yù)定尺寸的網(wǎng)格的劃分中。從多個視點并且沿多種凝視方向來繪制地圖。在多個地圖數(shù)據(jù)的組合使用的情況下，地圖顯示上的邊界不一定與地圖數(shù)據(jù)的網(wǎng)格之間的邊界一樣，在地圖顯示上的邊界處將要使用的地圖數(shù)據(jù)發(fā)生切換。相應(yīng)地，在通過多個地圖數(shù)據(jù)的組合使用的地圖的實際顯示中，地圖可通過使用地圖顯示上的邊界附近的多個地圖數(shù)據(jù)、按照重疊方式來繪制。這可因兩個地圖數(shù)據(jù)的失配或者圖形引擎的顯示過程而引起顯示擾動，并且使地圖顯示的外觀變糟。這個問題不是鳥瞰圖的特性，而是通?？稍隈{駛員視圖(只要多個地圖數(shù)據(jù)用于顯示地圖，駕駛員視圖從低視點來繪制三維地圖)的情況下產(chǎn)生。這個問題也不局限于以網(wǎng)格為單位存儲的地圖數(shù)據(jù)，而在通過并發(fā)地使用多個地圖數(shù)據(jù)的地圖顯示中為常見問題。
本發(fā)明的一個目的是例如在通過多個地圖數(shù)據(jù)的組合使用來顯示三維地圖的情況下，在地圖顯示上的邊界處避免顯示擾動，并且改進地圖顯示的外觀。
問題的解決方案
[0006]按照本發(fā)明，提供一種顯示三維地圖的三維地圖顯示系統(tǒng)，包括:地圖數(shù)據(jù)庫，將用于顯示三維地圖的地圖數(shù)據(jù)存儲在具有不同等級的地圖細節(jié)的多個等級的每個；以及顯示控制器，該顯示控制器參考地圖數(shù)據(jù)庫，并且顯示從所指定視點位置并且沿所指定凝視方向來顯示三維地圖。顯示控制器并發(fā)地使用多個不同等級中的地圖數(shù)據(jù)來繪制地圖，使得處于具有較低等級的地圖細節(jié)的較粗略等級的地圖數(shù)據(jù)用于更遠離視點位置的遠視圖區(qū)域，而處于具有較高等級的地圖細節(jié)的較細致等級的地圖數(shù)據(jù)用于更接近視點位置的近視圖區(qū)域。顯示控制器從遠視圖區(qū)域到近視圖區(qū)域依次地繪制地圖。顯示控制器在先前繪制的地圖之上繪制近視圖區(qū)域，而與在先前繪制的地圖上的每個點的深度無關(guān)。
[0007]本發(fā)明并發(fā)地使用處于具有不同等級的細節(jié)的多個等級中的地圖數(shù)據(jù)。與處于具有較低等級的細節(jié)的較粗略等級的地圖數(shù)據(jù)相比，處于具有較高等級的細節(jié)的更細致等級的地圖數(shù)據(jù)存儲更多數(shù)量的特征、例如大樓的數(shù)據(jù)。另一方面，處于具有較低等級的細節(jié)的較粗略等級的地圖數(shù)據(jù)存儲諸如主要道路和大樓之類的特征的數(shù)據(jù)。并發(fā)地用于繪圖的地圖數(shù)據(jù)可以是兩個不同等級中的地圖數(shù)據(jù)，或者可以是三個或更多不同等級中的地圖數(shù)據(jù)。這些地圖數(shù)據(jù)不一定以預(yù)定地理尺寸的網(wǎng)格為單位進行存儲。
本發(fā)明在繪制三維地圖中按照離視點位置的距離并發(fā)地使用多個不同等級中的地圖數(shù)據(jù)。更具體來說，本發(fā)明將更粗略等級的地圖數(shù)據(jù)用于更遠離視點位置的更遠視圖區(qū)域，而將更細致等級的地圖數(shù)據(jù)用于更接近視點位置的更近視圖區(qū)域。這為用戶提供針對近視圖區(qū)域的充分地理信息，并且使寬區(qū)域地圖能夠以極小處理負荷針對遠視圖區(qū)域來顯示。
[0008]—般來說，根據(jù)從三維圖形中的視點的可見度，執(zhí)行控制多邊形的繪制的隱線去除。一般過程相應(yīng)地執(zhí)行顯示過程，其中通過某種技術(shù)來記錄從視點到多邊形上的每個點的距離、即深度。但是，本發(fā)明在遠視圖區(qū)域之上繪制近視圖區(qū)域，而與遠視圖區(qū)域中的每個點的深度無關(guān)。因此，近視圖區(qū)域無條件地在遠視圖區(qū)域與近視圖區(qū)域之間的邊界優(yōu)先繪制，而無需考慮是遠視圖區(qū)域還是近視圖區(qū)域位于離三維模型中的視點的可見位置。隱線去除可通過考慮深度相對近視圖區(qū)域中的每個點來執(zhí)行。
本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相互重疊的區(qū)域的顯示擾動歸因于深度處理，在相互重疊的區(qū)域中通過使用兩個地圖數(shù)據(jù)所繪制的地圖在通過多個地圖數(shù)據(jù)的組合使用的三維地圖顯示中彼此重疊。當(dāng)存在多個地圖數(shù)據(jù)之間的失配時，將要在下層所繪制的遠視圖區(qū)域中的地面可能覆蓋和遮掩通過使用兩個地圖數(shù)據(jù)所繪制的地圖的重疊區(qū)域的近視圖區(qū)域中的特征。甚至在準確的地圖數(shù)據(jù)的情況下，類似問題也可因舍入誤差而引起。當(dāng)遠視圖區(qū)域與近視圖區(qū)域之間存在高度(包括舍入誤差)的完全匹配時，圖形引擎無法清楚地確定遠視圖區(qū)域和近視圖區(qū)域的哪一個將要以可見方式來繪制。這可使所產(chǎn)生圖像不穩(wěn)定地閃爍。
本發(fā)明繪制遠視圖區(qū)域，并且隨后在先前繪制的遠視圖區(qū)域之上繪制近視圖區(qū)域，而與遠視圖區(qū)域的深度無關(guān)。這避免由上述深度所引起的問題，并且使邊界附近的顯示穩(wěn)定(在邊界附近將要用于繪圖的地圖數(shù)據(jù)等級發(fā)生切換)，從而改進地圖顯示的外觀。
[0009]本發(fā)明可采用如下技術(shù):存儲首先繪制的遠視圖區(qū)域的深度并且在繪制近視圖區(qū)域的過程中忽略該深度。
但是，按照本發(fā)明的一個方面，顯示控制器可以在用于繪制地圖的地圖數(shù)據(jù)等級的變化之前即刻清除存儲每個點的深度的深度緩沖器，并且隨后開始繪制下一區(qū)域。這通過簡單方法避免深度所引起的潛在顯示問題。
[0010]按照本發(fā)明的另一方面，顯示控制器可控制顯示器在預(yù)定范圍中不繪制遠離視點位置的遠區(qū)域中的三維特征，該預(yù)定范圍包括用于繪制地圖的地圖數(shù)據(jù)等級發(fā)生切換的區(qū)域的邊界。
本發(fā)明在繪制近視圖區(qū)域的過程中忽略遠視圖區(qū)域的深度。在邊界附近的遠視圖區(qū)域中繪制的三維特征可能被近視圖區(qū)域的地圖不自然地遮掩。這個方面控制顯示器不繪制邊界附近的三維特征，以便避免這種潛在問題。
包括邊界的預(yù)定范圍可通過考慮例如近視圖區(qū)域的范圍任意設(shè)置。例如，當(dāng)遠視圖區(qū)域與近視圖區(qū)域之間的邊界位于充分距離，則可以不在整個遠視圖區(qū)域之上繪制特征。換言之，只有表示地面的多邊形才在遠視圖區(qū)域中繪制。這進一步簡化遠視圖區(qū)域中的繪圖。
[0011]按照本發(fā)明的另一方面，可允許顯示控制器針對遠視圖區(qū)域跨更接近視點位置的相鄰區(qū)域來繪制地圖。
這消除了識別區(qū)域邊界(在區(qū)域的邊界中地圖數(shù)據(jù)等級發(fā)生切換)并且針對遠視圖區(qū)域切去數(shù)據(jù)的需要，因而簡化三維地圖的顯示過程。
[0012]按照本發(fā)明的另一方面，地圖數(shù)據(jù)庫中存儲的地圖數(shù)據(jù)可具有顯示等級信息，該顯示等級信息用于按照離視點位置的距離(與將要在三維地圖中顯示的各特征有關(guān))來控制顯示/非顯示。顯示控制器可通過使用按照離視點位置的距離指定為顯示對象的特征、基于顯示等級信息來顯示地圖。
這使各特征的顯示/非顯示能夠按照離視點位置的距離比較容易地控制。顯示等級信息的配置可任意設(shè)置。例如，顯示等級信息可配置成指定用于顯示特征的上限距離范圍。這使接近視點位置的位置處的各特征在地圖上顯示，而使遠離視點位置的特征沒有被顯示。這個上限距離范圍可對例如地標等的主要特征來增加，而對例如普通房屋等的特征來減小。這使大量特征能夠在離視點位置的近區(qū)域中詳細地顯示，而在遠區(qū)域中僅使主要特征能夠被顯示。
作為另一個示例，顯示等級信息可配置成指定用于顯示特征的下限距離范圍。這僅使離視點位置的距離等于或大于預(yù)定值的各特征被顯示。這種顯示等級信息與用于繪制遠視圖區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)易于在繪制遠視圖區(qū)域的過程中避免三維特征在被近視圖區(qū)域覆蓋和遮掩的部分中被繪制，因而有利地避免潛在顯示問題。
[0013]按照本發(fā)明，地圖數(shù)據(jù)庫可具有各種配置的任一種。
例如，地圖數(shù)據(jù)庫可針對地理尺寸的各網(wǎng)格來存儲地圖數(shù)據(jù)，該地理尺寸針對多個等級的每個來指定。針對各網(wǎng)格，地圖數(shù)據(jù)庫可存儲三維地理尺寸等于或大于所指定尺寸的大尺寸特征的數(shù)據(jù)以及除了大尺寸特征之外的小尺寸特征的數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)庫可按照使得以比網(wǎng)格要小的地理尺寸的單元格為單位可讀的方式來存儲小尺寸特征的數(shù)據(jù)。單元格可采取通過如下方式所定義的形狀:地理上劃分網(wǎng)格以使得各單元格中包含的特征的