可視化相同環(huán)境的表面數(shù)據(jù)和全景圖像數(shù)據(jù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渲染描述給定環(huán)境的表面的數(shù)據(jù)和描述相同環(huán)境的全景圖像的數(shù)據(jù)，以及在相同顯示器上將數(shù)據(jù)一起可視化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]渲染是根據(jù)模型(諸如三維地形模型)通過計(jì)算機(jī)程序生成圖像的過程。要渲染的三維地形模型可以是包含諸如數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字表面模型(DSM)或數(shù)字地形模型(DTM)的高程數(shù)據(jù)的網(wǎng)格。數(shù)字模型可以包括有限區(qū)域的數(shù)據(jù)，諸如特定城市或景觀的模型，以及大陸乃至整個(gè)行星的模型。
[0003]三維地形圖像的計(jì)算機(jī)渲染總體上從現(xiàn)有技術(shù)已知:US 7，551，172 B2公開了一種用于在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送表示三維圖像的信息的方法，并且US 6，496，189 B1公開了用于顯示從遠(yuǎn)程設(shè)備上交互地選擇的視點(diǎn)看見的區(qū)域的圖像的方法和裝置。
[0004]當(dāng)在計(jì)算機(jī)中例如以鳥瞰圖將給定環(huán)境的三維地形數(shù)據(jù)可視化時(shí)，會希望同時(shí)將相同環(huán)境中可得到的全景圖像可視化，因?yàn)檫@能給用戶提供當(dāng)?shù)厍闆r的更方便和詳細(xì)的認(rèn)知。
[0005]US 2013/0335446 A1公開了一種用于渲染地圖的一部分以及來自該地圖的用戶選擇的點(diǎn)的視野圖像的方法。諸如“Google街景”或“Bing街景”的其它已知應(yīng)用允許用戶從地圖視圖模式進(jìn)入示出相同環(huán)境的全景圖像的全景視圖模式。
[0006]但是，能夠一起觀看全景圖像或其預(yù)覽以及地圖視圖并且面向地圖的坐標(biāo)參照系將是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于將三維場景的表面數(shù)據(jù)和全景圖像數(shù)據(jù)一起可視化的改進(jìn)的方法。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供這樣一種針對360°全景圖像的方法，其中，取決于用戶在表面上的當(dāng)前視野，全景圖像的不同的部分可見。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供這樣一種方法，其中，來自全景圖像的信息可以顯示在表面的表示中，反之亦然。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種具有地圖視圖和全景視圖之間的直觀切換的方法。
[0011 ] 本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供執(zhí)行所述方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0012]這些目的中的至少一個(gè)通過根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1和/或從屬權(quán)利要求的方法實(shí)現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明涉及一種用于可視化三維場景中的表面數(shù)據(jù)和全景圖像數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟:向用戶提供地圖視圖模式和全景視圖模式。所述表面數(shù)據(jù)與地形表面的表示相關(guān)聯(lián)，包括表示所述地形表面的特征的多個(gè)表面圖塊和/或多個(gè)表面對象，并且相對于坐標(biāo)參照系被參照。所述全景圖像數(shù)據(jù)與至少一個(gè)全景圖像特別是360°全景圖像相關(guān)聯(lián)，并且包括描述相對于所述坐標(biāo)參照系的位置的全景位置數(shù)據(jù)。所述地圖視圖模式包括可視化從地圖視點(diǎn)觀看的所述地形表面的所述表示的至少一部分的表面數(shù)據(jù)，并且所述全景視圖模式包括可視化從全景視點(diǎn)觀看的所述全景圖像的至少一部分的全景圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，所述地圖視圖模式包括顯示至少一個(gè)全景元素，所述全景元素包括用于在所述地圖視圖模式期間可視化全景圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)顯示表面，并且根據(jù)所述全景位置數(shù)據(jù)相對于所述地形表面的所述表示被定位。所述方法包括以下步驟:根據(jù)所述全景元素相對于所述地圖視點(diǎn)的當(dāng)前位置和方向，在所述顯示表面上顯示所述全景圖像或全景預(yù)覽圖像，所述全景預(yù)覽圖像基于所述全景圖像數(shù)據(jù)并且與相應(yīng)全景圖像的至少一部分相對應(yīng)。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述全景圖像包括至少一個(gè)全景對象，該全景對象表示所述地形表面的特征并與表示相同特征的至少一個(gè)表面圖塊和/或表面對象鏈接。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述全景圖像數(shù)據(jù)包括指示從當(dāng)前地圖或全景視點(diǎn)到所述全景圖像中描繪的至少一個(gè)全景，特別是多個(gè)全景對象的距離的深度數(shù)據(jù)，特別是深度圖。
[0016]在另一實(shí)施方式中，在所述全景視圖模式下，針對在所述全景圖像中描述的至少一個(gè)全景對象，基于所述鏈接的至少一個(gè)表面圖塊和/或表面對象相對于坐標(biāo)參照系的位置，和/或基于所述深度數(shù)據(jù)和所述全景位置數(shù)據(jù)來確定相對于所述坐標(biāo)參照系的位置，特別是其中，位于所述全景圖像的全景對象和所述全景視點(diǎn)之間的、表示所述地形表面的特征的表面圖塊和/或?qū)ο蟊伙@示。
[0017]在另一實(shí)施方式中，在所述地圖視圖模式下，表示所述地形表面的特征的表面圖塊和/或?qū)ο蟮募y理基于所述深度數(shù)據(jù)從所述全景圖像數(shù)據(jù)分配。
[0018]在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，在所述地圖視圖模式下和/或在所述全景視圖模式下，所述鏈接的表面圖塊和/或表面對象的對象數(shù)據(jù)與所述全景對象一起顯示，所述對象數(shù)據(jù)特別包括與所述特征相關(guān)聯(lián)的地址或位置信息。
[0019]在另一實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:在所述全景圖像中識別數(shù)據(jù)間隙和/或遮住部分，所述數(shù)據(jù)間隙不包括圖像數(shù)據(jù)，所述遮住部分包括用于拍攝所述全景圖像的像機(jī)組件或所述像機(jī)組件的用戶的圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)該實(shí)施方式，該方法還包括以下步驟:在所述地圖視圖模式和/或在所述全景視圖模式中，通過渲染所述地形表面的所述表示的替代部分來替換識別出的數(shù)據(jù)間隙和/或遮住部分。特別地，所述全景元素的下表面至少部分地顯示替代部分，和/或在所述全景視圖模式中，顯示替代部分。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，所述全景元素基本為棱柱形，特別是其中，所述全景元素包括上表面、下表面和多個(gè)側(cè)表面，其中，所述顯示表面是至少兩個(gè)特別是三個(gè)側(cè)表面的內(nèi)表面和下表面的內(nèi)表面。
[0021]在另一實(shí)施方式中，所述全景元素包括立方體地圖，其中，所述顯示表面是四個(gè)側(cè)表面的內(nèi)表面和所述下表面的內(nèi)表面。根據(jù)視野和所述地圖視點(diǎn)的方向，可以同時(shí)顯示所述立方體地圖的一至六個(gè)表面之間的表面。特別地，一個(gè)或兩個(gè)表面在面向所述地圖視點(diǎn)時(shí)不被顯示，并且所述上表面不被顯示。特別地，每個(gè)顯示表面都包括用于顯示所述全景預(yù)覽圖像的顯示部分的多個(gè)顯示圖塊。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，所述全景元素在所述地圖視圖模式期間保持其相對于所述表面的所述表示的方向。特別地，每個(gè)顯示表面都被分配所述全景預(yù)覽圖像的部分，與所述全景元素相對于所述地圖視點(diǎn)的當(dāng)前位置和方向無關(guān)，只要所述各個(gè)顯示表面可見，所述顯示表面就顯示所述部分，并且所述顯示表面中的哪個(gè)顯示表面當(dāng)前可見取決于所述全景元素相對于所述地圖視點(diǎn)的當(dāng)前位置和方向。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方式中，所述全景元素在所述地圖視圖模式期間保持其相對于所述地圖視點(diǎn)的方向。特別地，所述全景元素的相同顯示表面始終可見，并且所述全景預(yù)覽圖像的哪個(gè)部分當(dāng)前顯示在這些顯示表面上取決于所述全景元素相對于所述坐標(biāo)參照系的當(dāng)前方向。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述地圖視圖模式下，所述用戶能夠相對于所述全景元素移動所述地圖視點(diǎn)。根據(jù)該實(shí)施方式，所述全景預(yù)覽圖像的分辨率和/或細(xì)節(jié)級別取決于所述全景元素到所述地圖視點(diǎn)的實(shí)際位置的距離，和/或通過利用所述地圖視點(diǎn)接近或進(jìn)入所述全景元素來啟動所述全景視圖模式。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在所述地圖視圖模式下，隱面消除(backface culling)和/或遮擋消除(occlus1n culling)以如下方式使用，即，不清染由于所述全景元素而從所述地圖視點(diǎn)隱藏的所述地形表面的隱藏圖塊，不渲染所述全景元素的外表面，和/或不渲染當(dāng)前沒有顯示在所述顯示表面中的任一個(gè)顯示表面上的所述全景預(yù)覽圖像的隱藏部分。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方式中，所述顯示表面中的至少一個(gè)是部分透明的，特別是其中，所述顯示表面中的每一個(gè)被分配特定透明度，和/或從所述地圖視圖模式切換至所述全景視圖模式或從所述全景視圖模式切換至所述地圖視圖模式包括阿爾法混合(alpha blending)，其中，所述地形表面的所述表示在所述全景圖像后方和/或在所述全景預(yù)覽圖像后方可見。
[0027]在根據(jù)本發(fā)明方法的進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述地圖視圖模式包括同時(shí)可視化多個(gè)全景元素，其中，所述多個(gè)全景元素中的全景元素是可見的還是隱藏的取決于所述全景元素到所述地圖視點(diǎn)的距離；和/或所述用戶能夠確定所述全景元素件中的每一個(gè)是可見的還是隱藏的。特別地，在所述地圖視圖模式下提供全景元素圖標(biāo)以用符號表示根據(jù)相應(yīng)的全景位置數(shù)據(jù)定位的隱藏的全景元素的位置，所述全景元素圖標(biāo)顯示在所述地形表面的所述表示上，和/或所述全景元素提供隱藏功能，允許所述用戶隱藏各個(gè)全景元素，所述隱藏功能特別地被提供為可選擇隱藏鍵元素和/或各個(gè)全景元素的下拉菜單的可選擇選項(xiàng)。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)