專利名稱：描繪方法、描繪程序以及描繪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及描繪方法、描繪程序以及描繪裝置。但是，本發(fā)明的利用不限于上述的描繪方法、描繪程序以及描繪裝置。
背景技術(shù)：
以往，公開了通過計算負(fù)荷小的處理來三維地顯示地圖的地圖檢索裝置。該地圖檢索裝置從地圖存儲裝置中讀出通過位置計算裝置計算出的車輛的當(dāng)前位置附近的地圖數(shù)據(jù)、或通過輸入裝置所指定的待顯示地圖范圍的地圖數(shù)據(jù)。然后，運(yùn)算處理裝置根據(jù)從輸入裝置輸入的視點(diǎn)和注視點(diǎn)坐標(biāo)，對讀出的地圖數(shù)據(jù)的四個頂點(diǎn)進(jìn)行透視變換，把地圖數(shù)據(jù)映射到轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)上，而且進(jìn)行修剪后，在輸出裝置上顯示映射后的地圖(例如，參照下記專利文獻(xiàn)1。)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平9-138136號公報但是，在上述的專利文獻(xiàn)1的現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅是使用表現(xiàn)出地盤的起伏的地盤對象來描繪鳥瞰圖，未描繪在地盤上形成的隧道的內(nèi)部。因此，從駕駛員的視點(diǎn)出發(fā)，在描繪了未形成上述隧道的地盤對象的情況下，成為道路與地盤沖突的描繪圖像。因此，駕駛員實(shí)際看到的正面的景象與描繪圖像不一致，可列舉對駕駛員帶來不安和誤解的安全駕駛上的問題作為一個例子。
另一方面，當(dāng)在地盤對象中預(yù)先構(gòu)筑隧道數(shù)據(jù)時，作為一個例子可舉出數(shù)據(jù)量變得龐大、需要大容量的存儲器，裝置也變得昂貴的問題。

發(fā)明內(nèi)容
權(quán)利要求1的發(fā)明的描繪方法的特征在于，該描繪方法包含以下步驟輸入步驟，輸入三維坐標(biāo)系內(nèi)的任意的視點(diǎn)坐標(biāo)；第1描繪步驟，描繪從通過所述輸入步驟輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)觀察一個對象時的關(guān)于該一個對象的圖像；變更步驟，將關(guān)于通過所述第1描繪步驟描繪的一個對象的圖像的深度信息，變更為關(guān)于比所述一個對象更靠近所述視點(diǎn)坐標(biāo)的位置到所述視點(diǎn)坐標(biāo)的距離的信息；以及第2描繪步驟，根據(jù)通過所述變更步驟變更的深度信息，描繪從所述視點(diǎn)坐標(biāo)觀察不同于所述一個對象的另一個對象時的關(guān)于該另一個對象的圖像，使其與關(guān)于所述一個對象的圖像重疊。
權(quán)利要求7的本發(fā)明的描繪程序的特征在于，通過計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1～5的任意一項(xiàng)所述的描繪方法。
并且，權(quán)利要求8的發(fā)明的描繪裝置的特征在于，該描繪裝置包含輸入單元，其接收三維坐標(biāo)系內(nèi)的任意的視點(diǎn)坐標(biāo)的輸入；第1描繪單元，其描繪從通過所述輸入單元輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)觀察一個對象時的關(guān)于該一個對象的圖像；變更單元，其將關(guān)于通過所述第1描繪單元描繪的一個對象的圖像的深度信息，變更為關(guān)于比所述一個對象更靠近所述視點(diǎn)坐標(biāo)的位置到所述視點(diǎn)坐標(biāo)的距離的信息；以及第2描繪單元，其根據(jù)通過所述變更單元所變更的深度信息，描繪從所述視點(diǎn)坐標(biāo)觀察不同于所述一個對象的另一個對象時的關(guān)于該另一個對象的圖像，使其與關(guān)于所述一個對象的圖像重疊。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪裝置的硬件結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪裝置的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是示意性示出圖2所示的地圖信息數(shù)據(jù)庫中存儲的信息的說明圖。
圖4是示出通過生成部生成的對象的立體圖。
圖5是示出實(shí)施例1的描繪處理步驟的流程圖。
圖6是示出實(shí)施例1的隧道描繪處理的具體的處理步驟的流程圖。
圖7是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之一)。
圖8是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之二)。
圖9是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之三)。
圖10是示出實(shí)施例2的隧道描繪處理步驟的流程圖。
圖11是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之一)。
圖12是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之二)。
圖13是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之三)。
圖14是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖(之四)。
圖15是示出隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的另一例子的說明圖。
符號說明200描繪裝置；201地圖信息數(shù)據(jù)庫；202存儲部；203輸入部；204提取部；205生成部；206描繪部；207變更部；208檢測部；400筒狀對象具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪方法、描繪程序以及描繪裝置的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪方法、描繪程序以及描繪裝置把通過描繪簡易且真實(shí)的圖像來實(shí)現(xiàn)安全駕駛的提高作為目的之一。并且，本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪方法、描繪程序以及描繪裝置例如為使用Z緩沖法作為隱面消除法的一例的描繪方法、描繪程序以及描繪裝置。
(實(shí)施方式)(描繪裝置的硬件結(jié)構(gòu))首先，對于本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪裝置的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪裝置的硬件結(jié)構(gòu)的方框圖。
在圖1中，描繪裝置具有CPU 101、ROM 102、RAM 103、HDD(硬盤驅(qū)動器)104、HD(硬盤)105、CD/DVD驅(qū)動器106、作為可插拔的記錄介質(zhì)的一例的CD/DVD 107、視頻/音頻I/F(接口)108、顯示器109、音箱(耳機(jī))110、輸入I/F(接口)111、遙控器112、輸入鍵113、通信I/F(接口)114、GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))接收器115、角速度傳感器116、行駛距離傳感器117、傾斜傳感器118、圖形存儲器119以及圖形處理器130。并且，各結(jié)構(gòu)部101-109、130分別通過總線100連接。
在此，CPU 101負(fù)責(zé)描繪裝置的整體的控制。ROM 102存儲引導(dǎo)程序等的程序。RAM 103作為CPU 101的工作區(qū)而使用。HDD 104按照CPU 101的控制對HD 105進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫控制。HD 105存儲在HDD104的控制下寫入的數(shù)據(jù)。
CD/DVD驅(qū)動器106按照CPU 101的控制對CD/DVD 107進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫控制。CD/DVD 107是按照CD/DVD驅(qū)動器106的控制讀出所記錄的數(shù)據(jù)的可插拔的記錄介質(zhì)。作為CD/DVD 107也可利用可寫的記錄介質(zhì)。并且，作為該可插拔的記錄介質(zhì)，除CD/DVD 107之外，還可為CD-ROM(CD-R、CD-RW)、MO、存儲卡等。
并且，視頻/音頻I/F 108與視頻顯示用的顯示器109和音頻輸出用的耳機(jī)(音箱)110連接。在顯示器109上，顯示圖標(biāo)、光標(biāo)、菜單、窗口、或文字和圖像等的各種數(shù)據(jù)。該顯示器109例如可采用CRT、TFT液晶顯示器、等離子顯示器等。
并且，輸入I/F 111輸入從具有用于輸入文字、數(shù)值、各種指示等的多個鍵的遙控器112或輸入鍵(包含鍵盤、鼠標(biāo))113發(fā)送來的數(shù)據(jù)。并且，雖然未圖示，但根據(jù)需要也可設(shè)置輸出I/F，經(jīng)由該輸出I/F與光學(xué)讀取文字和圖像的掃描儀或打印文字和圖像的打印機(jī)連接。
并且，通信I/F 114通過無線電或通信線纜與網(wǎng)絡(luò)連接，作為該網(wǎng)絡(luò)和CPU 101之間的接口來工作。網(wǎng)絡(luò)有LAN、WAN、公眾線路網(wǎng)或便攜電話網(wǎng)等。通信I/F 114輸入從GPS接收器115、角速度傳感器116、行駛距離傳感器117以及傾斜傳感器118輸出的各種數(shù)據(jù)。
并且，GPS接收器115接收來自GPS衛(wèi)星的電波，求出與GPS衛(wèi)星之間的幾何位置，在地球上任何地方均可進(jìn)行測量。作為電波，使用通過1,575.42MHz的載波載有C/A(Coarse and Access)碼和導(dǎo)航消息的L1電波。C/A碼的比特率為1.023Mbps，碼的長度為1023bit＝1ms。
并且，導(dǎo)航消息的比特率為50bps，碼的長度為子幀300bit＝6s，主幀1500bit＝30s，5個子幀為1個主幀，25個主幀為1個總幀(master frame)。即，接收來自GPS衛(wèi)星的電波而輸出GPS測位數(shù)據(jù)，并且輸出本車的行進(jìn)方向的絕對方位數(shù)據(jù)。
角速度傳感器116檢測本車旋轉(zhuǎn)時的角速度，并輸出與角速度數(shù)據(jù)相應(yīng)的方位數(shù)據(jù)。行駛距離傳感器117通過對伴隨車輪的旋轉(zhuǎn)而輸出的規(guī)定周期的脈沖信號的脈沖數(shù)進(jìn)行計數(shù)，計算車輪每旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)，根據(jù)該每旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)來輸出行駛距離。傾斜傳感器118檢測路面的傾斜角度，并輸出傾斜角數(shù)據(jù)。
并且，圖形存儲器119具有幀緩存120和Z緩存121。幀緩存120針對每個像素存儲描繪圖像的顏色數(shù)據(jù)。Z緩存121針對每個像素存儲表示描繪圖像的深度的Z值。該圖形存儲器119也可通過在上述的RAM 103的內(nèi)部設(shè)置圖形用區(qū)域來構(gòu)成。并且，圖形處理器130負(fù)責(zé)圖形相關(guān)的處理，例如地圖信息的描繪和顯示控制。
(描繪裝置的功能結(jié)構(gòu))接著，對于本發(fā)明實(shí)施方式的描繪裝置的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪裝置200的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖2中，描繪裝置200具有地圖信息數(shù)據(jù)庫201、輸入部203、提取部204、生成部205、描繪部206、變更部207、存儲部202以及檢測部208。
地圖信息數(shù)據(jù)庫201存儲地圖信息。圖3是示意性示出在圖2所示的地圖信息數(shù)據(jù)庫201中存儲的信息的說明圖。在圖3中，在地圖信息數(shù)據(jù)庫201中，存儲有使用由X軸、Y軸、Z軸組成的三維坐標(biāo)系立體地表現(xiàn)地盤的起伏形狀的地盤對象301。該地盤對象301具體地說是例如三角形狀的多個多邊形結(jié)合而成的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，多邊形的各頂點(diǎn)具有使用三維坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。
在地圖信息數(shù)據(jù)庫201中，還存儲有使用該X軸和Y軸的二維坐標(biāo)系的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)311。具體而言，道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)311是通過節(jié)點(diǎn)結(jié)合多個鏈路的數(shù)據(jù)。各鏈路具有車道數(shù)等的路寬信息和識別是否為隧道內(nèi)的道路的隧道信息。并且，各節(jié)點(diǎn)具有Z軸方向的高度信息和識別隧道的起點(diǎn)位置、中途位置、終點(diǎn)位置等的隧道信息。
圖3的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)311中，以實(shí)線表示的鏈路(例如，鏈路321)是在地盤對象301上描繪的道路數(shù)據(jù)，以虛線表示的鏈路322是具有上述隧道信息的隧道內(nèi)的道路數(shù)據(jù)。并且，鏈路322的一方的節(jié)點(diǎn)331具有Z軸方向的高度信息和識別隧道的一端開口的隧道信息。同樣地，鏈路322的另一方的節(jié)點(diǎn)332具有Z軸方向的高度信息和識別隧道的另一端開口的隧道信息。
具體而言，該地圖信息數(shù)據(jù)庫201例如通過圖1中所示的ROM 102、RAM 103、HD 105、CD/DVD 107等的記錄介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)其功能。并且，在圖2中，存儲部202針對每個像素存儲通過描繪部206描繪的圖像的顏色信息(顏色數(shù)據(jù))和深度信息(Z值)。具體而言，該存儲部202例如通過圖1中示出的圖形存儲器119來實(shí)現(xiàn)其功能。
并且，在圖2中，輸入部203輸入上述的三維坐標(biāo)系內(nèi)的任意的視點(diǎn)坐標(biāo)。具體而言，用戶使用圖1中示出的遙控器112或輸入鍵113輸入視點(diǎn)坐標(biāo)。另外，可以使用圖1所示的GPS接收器115、角速度傳感器116、行駛距離傳感器117、傾斜傳感器118來取得當(dāng)前位置信息，根據(jù)該取得的當(dāng)前位置信息得到視點(diǎn)坐標(biāo)。
提取部204根據(jù)通過輸入部203輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)，從地圖信息數(shù)據(jù)庫201中提取存在于從視點(diǎn)坐標(biāo)起的視野內(nèi)的地圖信息。具體而言，設(shè)定表示從視點(diǎn)坐標(biāo)起的視野的視錐臺，提取該視錐臺內(nèi)的坐標(biāo)位置中所包含的對象。
生成部205根據(jù)通過提取部204所提取的地圖信息，生成各種對象。具體而言，例如通過提取部204提取了具有隧道信息的鏈路或節(jié)點(diǎn)時，生成與該節(jié)點(diǎn)的長度和寬度相當(dāng)?shù)耐矤顚ο蟆２⑶?，生成覆蓋該筒狀對象的前端開口的前端面對象和覆蓋后端開口的后端開口對象。在此，對于通過生成部205生成的對象進(jìn)行說明。
圖4是示出通過生成部205生成的對象的立體圖。在圖4中，筒狀對象400的長度方向的長度L與生成的隧道的長度，即，圖3中示出的隧道內(nèi)的道路數(shù)據(jù)所對應(yīng)的鏈路322的長度相對應(yīng)。并且，筒狀對象400的寬度W與隧道內(nèi)的道路數(shù)據(jù)所對應(yīng)的鏈路322所具有的上述路寬信息相對應(yīng)。
并且，筒狀對象400內(nèi)部的底面401描繪有道路的紋理。并且，在側(cè)壁面402和天井面403上，描繪有繪出實(shí)際的隧道內(nèi)部的側(cè)壁和天井面的紋理。并且，筒狀對象400的前端開口411相當(dāng)于隧道的入口。并且，在該前端開口411上，生成有覆蓋該前端開口411的蓋狀的前端面對象421。該前端面對象421是只有形狀的對象，即為無色(透明)。
并且，筒狀對象400的后端開口412相當(dāng)于隧道的出口。并且，在該后端開口412上，生成有覆蓋該后端開口412的蓋狀的后端面對象422。當(dāng)不描繪從該隧道出口觀察到的其它對象時，設(shè)后端面對象422為有色，當(dāng)描繪該其它對象時，設(shè)定為無色。
并且，在圖2中，描繪部206具有第1描繪部211～第4描繪部214。第1描繪部211描繪從通過輸入部203輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)觀察一個對象時的關(guān)于該一個對象的圖像。在此，設(shè)一個對象例如為通過生成部205生成的筒狀對象400時，可描繪看到筒狀對象400的開口411及內(nèi)周壁面401～403的圖像。更加具體地說，通過將該圖像的顏色數(shù)據(jù)記錄到圖1所示的幀緩存中來描繪看到筒狀對象400的開口及內(nèi)周壁面401～403的圖像。
第2描繪部212根據(jù)通過后述的變更部207變更后的深度信息，描繪從視點(diǎn)坐標(biāo)觀察不同于該一個對象的另一個對象的情況下的關(guān)于該另一個對象的圖像，使其與關(guān)于該一個對象的圖像重疊。具體而言，當(dāng)該一個對象為筒狀對象400，另一對象為從地圖信息數(shù)據(jù)庫201中提取的地盤對象301時，進(jìn)行描繪，使從視點(diǎn)坐標(biāo)觀察到的筒狀對象400的圖像與從視點(diǎn)坐標(biāo)觀察到的地盤對象301的圖像重疊。
關(guān)于重疊部分的圖像，對于筒狀對象400的圖像使用通過變更部207變更后的深度信息。并且，對于地盤對象301的圖像，使用從視點(diǎn)坐標(biāo)起至地盤對象的三維坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)位置止的距離信息。更加具體地說，可以通過比較在圖1中示出的Z緩存中記錄的筒狀對象400的圖像的深度信息Z值和從視點(diǎn)坐標(biāo)觀察到的地盤對象301的描繪圖像的深度信息Z值，對重復(fù)部分的描繪圖像進(jìn)行選擇。
第3描繪部213描繪關(guān)于存在于比該一個對象更靠近視點(diǎn)坐標(biāo)的位置處的透明的透明對象的圖像。具體而言，當(dāng)設(shè)該一個對象為筒狀對象400，透明對象為覆蓋筒狀對象400的前端開口411的透明(無色)的前端面對象421時，在描繪了筒狀對象400的圖像之后，描繪作為另一個對象的地盤對象301之前，描繪前端面對象421的圖像。更加具體地說，在前端面對象421的圖像信息中，不是顏色信息，而僅僅是作為深度信息的Z值，因此在筒狀對象400的圖像與前端面對象421的圖像之間的重復(fù)部分中，維持筒狀對象400的圖像的描繪狀態(tài)，僅改寫Z值。
并且，第4描繪部214描繪與從視點(diǎn)坐標(biāo)觀察時比該一個對象以及另一個對象更位于后方的對象相關(guān)的圖像。具體而言，當(dāng)設(shè)該一個對象為筒狀對象400，另一個對象為地盤對象301時，描繪位于其后方的其它地盤對象的圖像。通過該第4描繪部214描繪之后，清除所描繪的圖像的Z值，由此可把該描繪圖像設(shè)為無限遠(yuǎn)的深度信息。
并且，變更部207將關(guān)于通過第1描繪部211描繪的一個對象的圖像的深度信息變更為關(guān)于從比所述一個對象更靠近視點(diǎn)坐標(biāo)的位置起至視點(diǎn)坐標(biāo)為止的距離信息。具體而言，當(dāng)設(shè)一個對象為筒狀對象400時，例如，將該筒狀對象400的圖像的深度信息變更為視點(diǎn)坐標(biāo)與筒狀對象400的前端開口之間的位置的深度信息。更加具體地說，變更部207把筒狀對象400的圖像的深度信息變更為透明對象的圖像的深度信息。
并且，檢測部208檢測視點(diǎn)坐標(biāo)是否為筒狀對象400內(nèi)部，即，隧道內(nèi)的坐標(biāo)。具體而言，使用視點(diǎn)坐標(biāo)的XY坐標(biāo)值、相當(dāng)于隧道的鏈路322的XY坐標(biāo)值等、或節(jié)點(diǎn)331、332的高度信息來進(jìn)行檢測。例如，當(dāng)視點(diǎn)坐標(biāo)的XY坐標(biāo)值與鏈路322的XY坐標(biāo)值一致，且視點(diǎn)坐標(biāo)的Z坐標(biāo)值比連接該鏈路322的節(jié)點(diǎn)331、332的高度信息小時，可檢測出視點(diǎn)坐標(biāo)是隧道內(nèi)的坐標(biāo)。并且，鏈路的XY坐標(biāo)值由鏈路的寬度信息擴(kuò)展，因此，在視點(diǎn)坐標(biāo)為該擴(kuò)展后的范圍內(nèi)的XY坐標(biāo)值的情況下，也可檢測出是隧道內(nèi)的坐標(biāo)。
具體而言，上述的輸入部203、提取部204、生成部205、描繪部206、變更部207、檢測部208通過在CPU 101或圖形處理器130中執(zhí)行例如記錄在圖1所示的ROM 102、RAM 103、HD 105、CD/DVD 107等的記錄介質(zhì)中的程序，或者通過輸入I/F 111，來實(shí)現(xiàn)其功能。
實(shí)施例1接著，對于實(shí)施例1的描繪處理步驟進(jìn)行說明。圖5是示出實(shí)施例1的描繪處理步驟的流程圖。在圖5中，首先，當(dāng)輸入了視點(diǎn)坐標(biāo)時(步驟S501“是”)，從地圖信息數(shù)據(jù)庫201中提取存在于表示從該視點(diǎn)坐標(biāo)起的視野的視錐臺內(nèi)的地圖信息、即，地盤對象301和道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)311(步驟S502)。
接著，檢測在該視錐臺內(nèi)的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)311中是否包含隧道信息(步驟S503)。當(dāng)不包含隧道信息時(步驟S503“否”)，進(jìn)行通常的描繪處理(步驟S504)。具體而言，描繪從視點(diǎn)坐標(biāo)看到的各對象的圖像，使用Z緩沖法等的隱面消除法，通過比較各對象的圖像的Z值，模擬地進(jìn)行立體描繪。
另一方面，當(dāng)包含隧道信息時(步驟S503“是”)，檢測視點(diǎn)坐標(biāo)是否為隧道內(nèi)的坐標(biāo)(步驟S505)。然后，當(dāng)檢測出視點(diǎn)坐標(biāo)為隧道內(nèi)的坐標(biāo)時(步驟S505“是”)，轉(zhuǎn)向步驟S504。另一方面，當(dāng)判定為視點(diǎn)坐標(biāo)不是隧道內(nèi)的坐標(biāo)時(步驟S505“否”)，進(jìn)行隧道描繪處理(步驟S506)。在此，對于該隧道描繪處理(步驟S506)的具體的處理步驟進(jìn)行說明。
圖6是示出隧道描繪處理的具體的處理步驟的流程圖。該隧道描繪處理步驟是不描繪從隧道的出口看到的對象的情況下的處理步驟。并且，圖7～圖9是示出該隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖。
首先，生成從視點(diǎn)坐標(biāo)可看到內(nèi)周壁面401～403的筒狀對象400和前端面對象421和后端面對象422(步驟S601)。在此，前端面對象421為無色，后端面對象422為有色，例如為黑色。
接著，計算從視點(diǎn)坐標(biāo)至筒狀對象400的距離、從視點(diǎn)坐標(biāo)至前端面對象421的距離以及從視點(diǎn)坐標(biāo)到后端面對象422的距離(步驟S602)。然后，描繪從視點(diǎn)坐標(biāo)看到的筒狀對象400，即，內(nèi)周壁面401～403的圖像以及后端面對象422的圖像(步驟S603)。具體而言，把內(nèi)周壁面401～403的圖像和后端面對象422的圖像的顏色數(shù)據(jù)記錄在圖1所示的幀緩存120中。
并且，對于該步驟S603的描繪范圍進(jìn)行說明。圖7是示出步驟S603的描繪內(nèi)容的說明圖。在圖7中，在表示從視點(diǎn)坐標(biāo)V看到的視野的視錐臺700內(nèi)，存在由底面401、側(cè)壁面402、天井面403構(gòu)成的筒狀對象400。并且，后端面對象422位于筒狀對象400的后端開口412處。并且，從前端開口411到近前形成有道路對象701。
在圖中標(biāo)號710表示該階段的描繪圖像。在描繪圖像710中，包括底面401的描繪圖像711、側(cè)壁面402的描繪圖像712、天井面403的描繪圖像713(以下，稱為“內(nèi)周壁面圖像711～713”)、后端面對象422的描繪圖像(以下，稱為“后端面圖像”)714以及道路對象701的描繪圖像715。
并且，伴隨該內(nèi)周壁面圖像711～713以及后端面圖像714的描繪，記錄內(nèi)周壁面圖像711～713以及后端面圖像714的深度信息(步驟S604)。具體而言，針對內(nèi)周壁面圖像711～713的每個像素，在Z緩存121中記錄與步驟S602中計算出的從視點(diǎn)坐標(biāo)V到筒狀對象400的各點(diǎn)的距離相應(yīng)的值。并且，針對每個后端面圖像714，在Z緩存121中記錄與從視點(diǎn)坐標(biāo)V到后端面對象422的距離相應(yīng)的值。
接著，描繪無色的前端面對象421的圖像(步驟S605)。具體而言，因?yàn)榍岸嗣鎸ο?21為無色，因此幀緩存120的值不變化，保持描繪了內(nèi)周壁面圖像711～713以及后端面圖像714后的原樣。對該步驟S605的描繪內(nèi)容進(jìn)行說明。圖8是示出步驟S605的描繪內(nèi)容的說明圖。
在圖8中，在筒狀對象400的前端開口411上，配置有前端面對象421。因?yàn)榍岸嗣鎸ο?21為無色，因此與前端面對象421的描繪范圍重復(fù)的內(nèi)周壁面圖像711～713以及后端面圖像714的幀緩存120的值不被更新，維持內(nèi)周壁面圖像711～713以及后端面圖像714的描繪。另一方面，通過該步驟S605的描繪，內(nèi)周壁面圖像711～713以及后端面圖像714的深度信息(Z值)從步驟S604中記錄的值更新為與從視點(diǎn)坐標(biāo)V到前端面對象421的距離相應(yīng)的值(步驟S606)。
接著，計算從視點(diǎn)坐標(biāo)V到看到的地盤對象301的距離(步驟S607)。然后，描繪從視點(diǎn)坐標(biāo)V看到的地盤對象301的圖像(步驟S608)。在該描繪中，對在步驟S606中更新后的深度信息Z值和與步驟S607中計算出的距離相對應(yīng)的值進(jìn)行比較。對于該步驟S605的描繪內(nèi)容進(jìn)行說明。圖9是示出步驟S608的描繪內(nèi)容的說明圖。
在圖9中，地盤對象301配置為與筒狀對象400重疊。在筒狀對象400的內(nèi)部，配置有地盤對象301的山麓數(shù)據(jù)301a、301b。前端開口411側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301a因?yàn)閺囊朁c(diǎn)坐標(biāo)V看來比前端面對象421更位于后方，因此從視點(diǎn)坐標(biāo)V觀察前端開口411側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301a的圖像通過前端面對象421的透明描繪圖像的Z值而被隱面消除。
同樣地，后端開口412側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301b因?yàn)閺囊朁c(diǎn)坐標(biāo)V看來比前端面對象421更位于后方，因此從視點(diǎn)坐標(biāo)V觀察前端開口411側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301b的圖像通過前端面對象421的透明描繪圖像的Z值而被隱面消除。并且，該山麓數(shù)據(jù)301b相當(dāng)于從視點(diǎn)坐標(biāo)V來看地盤對象301的多邊形的背面，因此通過背面去除(back-face culling)處理也不會描繪。另一方面，筒狀對象400外部的地盤對象301c描繪為描繪圖像716。
這樣，根據(jù)該實(shí)施例1的隧道描繪處理，把表示隧道的筒狀對象400的內(nèi)部圖像711～714的Z值置換為無色的前端面對象421的Z值，之后描繪比前端面對象421更后方的地盤對象301，由此可原樣維持筒狀對象400的內(nèi)部圖像711～714的描繪狀態(tài)，對與筒狀對象400的內(nèi)部圖像711～714重疊的地盤對象(山麓數(shù)據(jù)301a、301b)的圖像進(jìn)行隱面消除。由此，可在地盤對象301上進(jìn)行描繪以模擬地形成隧道，可在直觀上識別為實(shí)際的風(fēng)景與描繪圖像一致。
實(shí)施例2接著，對于實(shí)施例2的隧道描繪處理步驟進(jìn)行說明。圖10是示出實(shí)施例2的隧道描繪處理步驟的流程圖。該隧道描繪處理步驟是圖5中示出的步驟S506的具體的描繪處理。并且，圖11～14是示出該隧道描繪處理的描繪內(nèi)容的說明圖。并且，圖5中示出的描繪處理步驟也適用于該實(shí)施例2，因此省略其說明。
首先，如圖11所示，把視點(diǎn)坐標(biāo)V固定，把近面N1移動到隧道的出口位置(步驟S1001)。在此，把移動后的近面作為近面N2，描繪從視點(diǎn)坐標(biāo)V可看到的視錐臺1100A內(nèi)的地盤對象341的圖像以及道路對象342的圖像(步驟S1002)。在圖中標(biāo)號1100表示該階段的描繪圖像。對該描繪的圖像1111、1112的深度信息進(jìn)行清除(步驟S1003)。由此，可把該地盤對象341和道路對象342視作從視點(diǎn)坐標(biāo)V看來位于無限遠(yuǎn)的對象。
接著，如圖12所示，把近面N2返回原來位置設(shè)為近面N1(步驟S1004)，生成存在于表示從視點(diǎn)坐標(biāo)V看去的視野的視錐臺1100B內(nèi)的筒狀對象400、無色的前端面對象421和無色的后端面對象422(步驟S1005)。然后，計算從視點(diǎn)坐標(biāo)V至筒狀對象400的距離、從視點(diǎn)坐標(biāo)V至前端面對象421的距離以及從視點(diǎn)坐標(biāo)V到后端面對象422的距離(步驟S1006)。然后，描繪從視點(diǎn)坐標(biāo)V看到的筒狀對象400的圖像，即，內(nèi)周壁面圖像711～713(步驟S1007)。具體而言，在幀緩存中記錄內(nèi)周壁面圖像711～713的顏色數(shù)據(jù)。
并且，伴隨該內(nèi)周壁面圖像711～713的描繪，記錄內(nèi)周壁面圖像711～713的深度信息(步驟S1008)。具體而言，針對內(nèi)周壁面圖像711～713的每個像素，在Z緩存中記錄與步驟S1006中計算出的從視點(diǎn)坐標(biāo)V到筒狀對象400的各點(diǎn)的距離相應(yīng)的值。
接著，如圖13所示，描繪無色的前端面對象421的圖像和后端面對象422的圖像(步驟S1009)。具體而言，因?yàn)榍岸嗣鎸ο?21和后端面對象422為無色，因此幀緩存120的值不變化，保持描繪了內(nèi)周壁面圖像711～713之后的原樣。另一方面，通過該描繪，深度信息(Z值)從步驟S1008中記錄的值更新為與從視點(diǎn)坐標(biāo)V到前端面對象421的距離相應(yīng)的值(步驟S1010)。
接著，計算從視點(diǎn)坐標(biāo)V到地盤對象301的距離(步驟S1011)。然后，如圖14所示，描繪地盤對象301的圖像716(步驟S1012)。在該描繪中，對步驟S1010中更新后的深度信息Z值和與步驟S1011中計算出的距離相對應(yīng)的值進(jìn)行比較。
在圖14中，地盤對象301配置為與筒狀對象400重疊。在筒狀對象400的內(nèi)部，配置有地盤對象301的山麓數(shù)據(jù)301a、301b。前端開口411側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301a因?yàn)閺囊朁c(diǎn)坐標(biāo)V看來比前端面對象421更位于后方，因此從視點(diǎn)坐標(biāo)V觀察前端開口411側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301a的圖像通過前端面對象421的透明描繪圖像的Z值而被隱面消除。
同樣地，后端開口412側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301b因?yàn)閺囊朁c(diǎn)坐標(biāo)V看來比前端面對象421更位于后方，因此從視點(diǎn)坐標(biāo)V觀察前端開口411側(cè)的山麓數(shù)據(jù)301b的圖像通過前端面對象421的透明描繪圖像的Z值而被隱面消除。并且，該山麓數(shù)據(jù)301b在從視點(diǎn)坐標(biāo)V看來相當(dāng)于地盤對象301的多邊形的背面，因此通過背面去除(back-face culling)處理也不會描繪。另一方面，筒狀對象400外部的地盤對象301c描繪為描繪圖像716。
這樣，根據(jù)該實(shí)施例2的隧道描繪處理，先描繪隧道出口后方的地盤對象341和道路對象342的圖像1111、1112，把筒狀對象400的內(nèi)部圖像711～713的Z值置換為無色的前端面對象421的Z值，之后描繪比前端面對象421更后方的地盤對象301。
由此，可原樣維持筒狀對象400的內(nèi)部圖像711～713的描繪狀態(tài)，可對與筒狀對象400的內(nèi)部圖像711～713重疊的地盤對象(山麓數(shù)據(jù)301a、301b)的圖像進(jìn)行隱面消除。由此，可在地盤對象301上進(jìn)行描繪以模擬地形成隧道，可在直觀上識別為實(shí)際的風(fēng)景與描繪圖像一致。特別是，隧道出口后方的地盤對象341和道路對象342的圖像1111、1112也被描繪，因此可得到更加真實(shí)的描繪圖像。
并且，在上述的實(shí)施例1和2中，地盤對象301的山麓數(shù)據(jù)301a、301b位于筒狀對象400的內(nèi)部，但如圖15所示，也可位于從視點(diǎn)坐標(biāo)V看來比筒狀對象400的前端開口411更靠前的位置。在該情況下，從視點(diǎn)坐標(biāo)V看來，在山麓數(shù)據(jù)301a的跟前形成無色的前端面對象421，在描繪該地盤對象301之前，描繪前端面對象421。由此，可通過前端面對象421的透明圖像來對前端開口411跟前的山麓數(shù)據(jù)301a的圖像進(jìn)行隱面消除。
并且，同樣地，從視點(diǎn)坐標(biāo)V看來，在山麓數(shù)據(jù)301b的跟前形成無色的后端面對象422，在描繪該地盤對象301之前，描繪后端面對象422。由此，可通過后端面對象422的透明圖像來對后端開口412后方的山麓數(shù)據(jù)301b的圖像進(jìn)行隱面消除。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的描繪方法、描繪程序以及描繪裝置200，使用未形成隧道數(shù)據(jù)的地盤對象，因此可抑制計算量，可通過簡易且高速的處理來實(shí)現(xiàn)與所看到的風(fēng)景相適應(yīng)的描繪。
并且，在本實(shí)施方式中說明的描繪方法可通過在個人計算機(jī)、工作站等的計算機(jī)中執(zhí)行預(yù)先準(zhǔn)備的程序來實(shí)現(xiàn)。該程序記錄在硬盤、軟盤、CD-ROM、MO、DVD等的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中，通過由計算機(jī)從記錄介質(zhì)中讀出來執(zhí)行。并且，該程序也可以是能夠通過因特網(wǎng)等的網(wǎng)絡(luò)來發(fā)布的傳輸介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種描繪方法，其特征在于，該描繪方法包含以下步驟輸入步驟，輸入三維坐標(biāo)系內(nèi)的任意的視點(diǎn)坐標(biāo)；第1描繪步驟，描繪從通過所述輸入步驟輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)觀察一個對象時的關(guān)于該一個對象的圖像；變更步驟，將關(guān)于通過所述第1描繪步驟描繪的一個對象的圖像的深度信息，變更為關(guān)于從比所述一個對象更靠近所述視點(diǎn)坐標(biāo)的位置到所述視點(diǎn)坐標(biāo)的距離的信息；以及第2描繪步驟，根據(jù)通過所述變更步驟變更后的深度信息，描繪從所述視點(diǎn)坐標(biāo)觀察不同于所述一個對象的另一個對象時的關(guān)于該另一個對象的圖像，使其與關(guān)于所述一個對象的圖像重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描繪方法，其特征在于，該描繪方法還包括第3描繪步驟，描繪關(guān)于存在于比所述一個對象更靠近所述視點(diǎn)坐標(biāo)的位置處的透明色的透明對象的圖像，所述變更步驟把關(guān)于通過所述第1描繪步驟描繪的一個對象的圖像的深度信息變更為關(guān)于通過所述第3描繪步驟描繪的透明對象的圖像的深度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描繪方法，其特征在于，所述第2描繪步驟在所述另一個對象從所述視點(diǎn)坐標(biāo)看來位于所述透明對象的后方的情況下，在關(guān)于所述另一個對象的圖像中，不描繪與關(guān)于所述透明對象的圖像重疊的部分的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描繪方法，其特征在于，所述一個對象是從所述視點(diǎn)坐標(biāo)可看到靠近所述視點(diǎn)坐標(biāo)的前端的開口和內(nèi)周壁面的筒狀對象。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的描繪方法，其特征在于，所述一個對象是從所述視點(diǎn)坐標(biāo)還可看到后端的開口的筒狀對象，所述第1描繪步驟包括第4描繪步驟，其描繪關(guān)于從所述視點(diǎn)坐標(biāo)看來比所述一個的對象和所述另一個對象更位于后方的對象的圖像，描繪關(guān)于所述筒狀對象的圖像，使其與關(guān)于通過所述第4描繪步驟描繪的對象的圖像重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的描繪方法，其特征在于，該描繪方法還包括檢測步驟，檢測通過所述輸入步驟輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)是否是所述筒狀對象內(nèi)部的坐標(biāo)，所述第1描繪步驟根據(jù)通過所述檢測步驟檢測出的檢測結(jié)果，描繪關(guān)于所述筒狀對象的圖像。
7.一種描繪程序，其特征在于，使計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)所述的描繪方法。
8.一種描繪裝置，其特征在于，該描繪裝置具有輸入單元，其接收三維坐標(biāo)系內(nèi)的任意的視點(diǎn)坐標(biāo)的輸入；第1描繪單元，其描繪從通過所述輸入單元輸入的視點(diǎn)坐標(biāo)觀察一個對象時的關(guān)于該一個對象的圖像；變更單元，其將關(guān)于通過所述第1描繪單元描繪的一個對象的圖像的深度信息，變更為關(guān)于從比所述一個對象更靠近所述視點(diǎn)坐標(biāo)的位置到所述視點(diǎn)坐標(biāo)的距離的信息；以及第2描繪單元，其根據(jù)通過所述變更單元變更后的深度信息，描繪從所述視點(diǎn)坐標(biāo)觀察不同于所述一個對象的另一個對象時的關(guān)于該另一個對象的圖像，使其與關(guān)于所述一個對象的圖像重疊。
全文摘要
本發(fā)明提供了描繪方法、描繪程序以及描繪裝置。地盤對象(301)配置為與筒狀對象(400)重疊。在筒狀對象(400)的內(nèi)部，配置有地盤對象(301)的山麓數(shù)據(jù)(301a、301b)。因?yàn)榍岸碎_口(411)側(cè)的山麓數(shù)據(jù)(301a)從視點(diǎn)坐標(biāo)(V)看來比前端面對象(421)位于更后方，因此通過前端面對象(421)的透明描繪圖像的Z值，對從視點(diǎn)坐標(biāo)(V)看到的前端開口(411)側(cè)的山麓數(shù)據(jù)(301a)的圖像進(jìn)行隱面消除。
文檔編號G06T17/50GK1942903SQ20058001087
公開日2007年4月4日 申請日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者松本令司, 安達(dá)肇, 熊谷俊一, 廣瀨卓也, 鈴木昌義 申請人:日本先鋒公司, 日本先鋒軟件技術(shù)股份有限公司