三維圖像輸出裝置和背景圖像生成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸出三維圖像的技術(shù)，其中背景圖像被疊加在三維地表達目標的圖像上。
【背景技術(shù)】
[0002]三維地表達諸如建筑物和道路等特征的三維地圖已被廣泛應(yīng)用。從上向下傾斜地看廣闊區(qū)域中的特征的鳥瞰圖近來也已經(jīng)變得流行起來。通常通過放置在平坦地表面上的三維模型的透視投影來繪制這樣的三維地圖。提出了各種各樣的技術(shù)來相對于這樣的三維圖像顯示諸如山脈、天空和云彩等遠景圖像。一種技術(shù)也已用于將從透視投影繪制的圖像所單獨提供的前景圖像層疊加到該圖像上。
[0003]專利文獻I中所描述的技術(shù)基于關(guān)于每個定向區(qū)域預先所提供的遠景圖案繪制位于道路和建筑物的顯示區(qū)域后方的背景圖像。
引用列表 [專利文獻]
[0004]PTL I:JP 2007-25362A

【發(fā)明內(nèi)容】

[技術(shù)問題]
[0005]三維地圖以不同的顯示比例被顯示，因此希望根據(jù)顯示比例來繪圖。在以全球比例顯示廣闊區(qū)域的情況下，為了提高真實性，優(yōu)選繪制顯示平流層的背景并且利用曲線表達地平線。利用曲線表達地平線的鳥瞰圖可以通過應(yīng)用將地球的形狀表達為球體的球體模型或通過應(yīng)用將地球的形狀表達為地球橢球體的地球橢球體模型來獲得。
[0006]然而，這樣的顯示需要提供用于平坦地表面的三維模型和用于球形地表面的三維模型，或不理想地增加利用曲線來表達地平線的運算的處理負荷。三維地圖可能相應(yīng)地具有在試圖如上所述提高繪圖背景的真實性時顯著地增加數(shù)據(jù)量或處理負荷的問題。這個問題不僅限于三維地圖，而是在輸出三維圖像的構(gòu)造中普遍會發(fā)現(xiàn)此問題。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提高繪圖背景的真實性，同時抑制在連同背景圖像一起輸出三維地繪制目標的三維圖像時處理負荷的增加。
[技術(shù)方案]
[0008]本發(fā)明可通過以下方面和實施例的任意一項來實現(xiàn)，以便解決上述問題的至少一部分。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種三維圖像輸出裝置，其輸出三維地繪制目標的三維圖像。所述三維圖像輸出裝置包括:三維模型存儲器，其存儲表現(xiàn)所述目標的三維形狀的三維模型；投影部分，其使用所述三維模型并且生成三維地表達所述目標的三維目標圖像；背景層生成部分，其生成背景層，其中所述三維圖像的背景圖像被繪制成具有透明部分和不透明部分；以及圖像輸出控制器，其將所述背景層疊加在所述三維目標圖像的前表面上以生成所述三維圖像并且輸出所述三維圖像。所述三維目標圖像的生成條件和所述背景層的生成條件中的至少之一被調(diào)節(jié)成使得所述不透明部分覆蓋并隱藏所述三維目標圖像的一部分。
可以各種方面輸出所述三維圖像，例如可顯示在顯示單元上并且輸出為印刷品。
[0009]本發(fā)明的三維圖像輸出裝置將背景層疊加在三維目標圖像的前表面上。背景層最初是顯示三維目標圖像的背景的層，即，顯示以比三維目標圖像更遠的距離被繪制的圖像的層。因此背景層應(yīng)當基本上位于三維目標圖像的后方。然而，本發(fā)明居然將背景層位于三維目標圖像的前表面。背景層具有透明部分，使得即使當背景層位于三維目標圖像的前表面時三維目標圖像也是可見的。背景層具有覆蓋并隱藏三維目標圖像的一部分的不透明部分。用不透明部分覆蓋并隱藏三維目標圖像的一部分使得原先利用復雜的坐標轉(zhuǎn)換或特殊的三維模型實現(xiàn)的圖像能夠通過偽圖像來表達。相應(yīng)地，本發(fā)明使得能夠以改進的真實性來輸出各種背景，同時抑制在連同背景圖像一起輸出三維地繪制目標的三維圖像的過程中數(shù)據(jù)量和處理負荷的增長。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，可以通過各種方法中的任意方法來生成背景層。一種可用的方法可預先提供包括透明部分和不透明部分的背景圖像數(shù)據(jù)，并且在從三維目標圖像的投影面單獨提供的二維層上繪制背景圖像數(shù)據(jù)以生成背景層。另一種可用的方法可提供表現(xiàn)背景圖像的背景數(shù)據(jù)，根據(jù)所繪制的三維目標圖像在二維層上限定透明部分和不透明部分，并且使用背景數(shù)據(jù)來繪制不透明部分以生成背景層。
[0011]根據(jù)所述三維圖像輸出裝置的一個實施例，所述三維模型可以是表現(xiàn)地表面和特征的三維形狀的地圖數(shù)據(jù)，并且所述三維圖像可以是三維地表達地理形狀的三維地圖。
[0012]三維地圖的數(shù)據(jù)量非常大，需要輸出各種背景，以提高真實性。三維地圖可能還需要被實時顯示或需要顯示在相對低吞吐量的終端上，諸如手持終端。因此，本發(fā)明對于繪制各種背景的三維地圖同時抑制數(shù)據(jù)量和處理負荷的增加而言是特別有效的。
[0013]根據(jù)所述三維圖像輸出裝置的另一個實施例，所述背景圖像可具有位于所述背景圖像的上部的顯示地球的平流層的不透明部分和位于所述背景圖像的下部的透明部分，并且通過連接所述背景圖像的左側(cè)與右側(cè)的圓弧或橢圓弧來表達所述透明部分與所述不透明部分之間的邊界。所述投影部分可從地平線被識別為曲線的視角位置生成具有被所述不透明部分覆蓋并隱藏的部分的所述三維目標圖像。
[0014]在輸出包括作為背景的平流層的三維地圖時，這樣通過曲線實現(xiàn)了地平線的偽表達，而無需通過球體模型或地球橢球體模型描述地表面和特征，并且無需執(zhí)行任何復雜的運算。
[0015]根據(jù)所述三維圖像輸出裝置的另一個實施例，所述背景圖像可包括在所述透明部分與不透明部分之間的邊界上逐漸改變圖像的透明度的透明漸變區(qū)域。
[0016]這模糊了背景圖像與透過透明部分的三維目標圖像之間的邊界，并且降低了三維目標圖像被不透明部分覆蓋的區(qū)域的不自然性。這也提供了模糊遠距離的目標的視覺效果。透明漸變區(qū)域的寬度可在這樣提供上述視覺效果的范圍內(nèi)例如根據(jù)三維地圖的比例而改變。在透明漸變區(qū)域中，不僅可以改變背景圖像的透明度，而且可以改變背景圖像的顏色。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種背景圖像生成裝置，其生成在輸出三維地繪制目標的三維圖像時將被疊加的背景圖像，其中所述背景圖像包括使得圖像被透過的透明部分和不使得圖像被透過的不透明部分。所述背景圖像生成裝置包括:目標繪制范圍輸入部分，其輸入指定三維目標圖像中的繪制目標的目標繪制范圍的信息，所述三維目標圖像三維地表達所述目標并且被生成為圖像，所述背景圖像將被疊加在所述三維目標圖像上；背景指定信息輸入部分，其輸入指定所述三維圖像中的所述三維目標圖像的背景的內(nèi)容的背景指定信息；以及背景圖像生成器，其生成所述背景圖像，所述背景圖像包括所述不透明部分和被指定為透明部分的所述不透明部分的剩余部分，所述不透明部分構(gòu)造為使得所述目標繪制范圍的一部分被指定的背景覆蓋并隱藏。
[0018]如上所述，由本發(fā)明所述的三維圖像輸出裝置生成的背景層可以通過使用預先提供為具有透明部分和不透明部分的背景圖像數(shù)據(jù)來生成或者可根據(jù)三維目標圖像被新生成為具有透明部分和不透明部分的背景圖像。本發(fā)明的背景圖像生成裝置可構(gòu)造為相對于三維圖像輸出裝置的一個單獨裝置，并可用作為預先生成前者實施例的背景圖像數(shù)據(jù)的裝置。所述背景圖像生成裝置可選擇性地構(gòu)造為可與三維圖像輸出裝置配合操作，并且可用作為在輸出時根據(jù)三維目標圖像生成后者實施例的背景圖像的裝置。
本發(fā)明的背景圖像生成裝置基于三維目標圖像中的目標繪制范圍和背景指定信息適當?shù)夭⑶异`活地生成在上述三維圖像輸出裝置中所用的背景圖像。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的“背景的內(nèi)容”意味著將被繪制為背景的圖像的類型，例如，平流層或海底。例如可在預先提供的菜單選項中選擇來指定背景的內(nèi)容。
生成指定內(nèi)容的背景圖像的方法可以存儲原始背景圖像數(shù)據(jù)，其中將整個圖像指定為不透明部分，并將該原始背景圖像數(shù)據(jù)的一部分替換為透明部分。例如，在相對簡單的背景的情況下，例如，通過單一顏色表達的背景或通過規(guī)則地或不規(guī)則地改變形狀或顏色而表達的背景，可通過根據(jù)指定內(nèi)容以一種顏色和形狀繪制不透明部分的圖像來生成背景圖像。
[0020]本發(fā)明可不必包括上述所有特征，而是可適當?shù)厥÷砸徊糠只蚪M合這些特征來構(gòu)造。本發(fā)明不限于上述的三維圖像輸出裝置和背景圖像生成裝置的構(gòu)造，而是可以構(gòu)造為任何其他方面:例如，三維圖像輸出方法、背景圖像生成方法、實現(xiàn)這些方法的功能的計算機程序；存儲有這些計算機程序的非臨時性存儲介質(zhì)；以及包括這些計算機程序并嵌入在載波中的數(shù)據(jù)信號。上面所述的各種附加組件也可用于各個方面的任一方面。
[0021]當本發(fā)明構(gòu)造為計算機程序或構(gòu)造為存儲有這樣的計算機程序的非臨時性存儲介質(zhì)時，該構(gòu)造可包括控制三維圖像輸出裝置或背景圖像生成裝置的操作的整個程序，或者可僅包括實現(xiàn)本發(fā)明的功能的部分。存儲介質(zhì)的可用實例包括軟盤、CD-ROM、DVD-R0M、磁光盤、IC卡，ROM盒、穿孔卡片、其上打印有條形碼或其他碼的印刷品、內(nèi)部存儲單元(諸如RAM和ROM等的存儲器)和計算機的外部存儲單元以及各種其他計算機可讀介質(zhì)。
【附圖說明】
[0022][圖1]圖1是示出根據(jù)第一實施例的三維地圖顯示系統(tǒng)的大體構(gòu)造的簡圖；
[圖2A]圖2A是示出三維模型的投影和背景層之間關(guān)系的簡圖；
[圖2B]圖2B是示出三維模型的投影和背景層之間關(guān)系的簡圖；
[圖3A]圖3A是示出根據(jù)實施例的三維地圖MAP的生成方法的概要的簡圖； [圖3B]圖3B是示出根據(jù)實施例的三維地圖MAP的生成方法的概要的簡圖；
[圖3C]圖3C是示出根據(jù)實施例的三維地圖MAP的生成方法的概要的簡圖；
[圖4]圖4是示出根據(jù)第一實施例的背景圖像數(shù)據(jù)生成過程的流程圖；
[圖5]圖5是示出視線方向和背景圖像之間關(guān)系的簡圖；
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