JP3615660B2 - 画像表示装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は同一対象物の２次元画像と３次元画像の双方を表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを利用した３次元グラフィックアプリケーションなどにおいて、モデリングの際、画面を複数フィールドに分割して、それらに対象物の２次元画像（正面図、側面図及び平面図）と３次元画像とを表示するものが知られている。２次元画像のフィールドはユーザがモデリング作業を行う所であり、３次元画像は対象物の出来栄えを観察するためのものである。このように２次元画像と３次元画像は異なる利用目的をもっているから、２次元画像と３次元画像のフィールドは互いに独立して注視点（視野の中心）や拡大率に変えることができるようになている。また、上記した利用目的故に、２次元画像は専らモデリング用のワイヤフレーム（又はポリゴン）であり、３次元画像はワイヤフレーム（又はポリゴン）であったり簡単なレンダリング（表面の描画）を施したものであったりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
３次元モデリング以外の利用分野、例えば対象物のプレゼンテーションのような分野では、同一対象物の２次元画像と３次元画像の双方を表示するものは知られていない。このプレゼンテーションの分野では、２次元画像と３次元画像のもつ役割は、モデリングの分野におけるそれとは全く異なるから、モデリングにおける２次元画像と３次元画像の表示手法や何の役にも立たない。
【０００４】
従がって、本発明の目的は、対象物の効果的なプレゼンテーションを可能とする、２次元及び３次元画像の表示技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、指定された中心座標又は表示範囲について対象物の２次元画像を描く２次元描画部と、指定された中心座標又は表示範囲について対象物の３次元画像を描く３次元描画部と、２次元画像と３次元画像を表示する表示部と、２次元描画部と３次元描画部に対して共通の中心座標又は共通の表示範囲を指定する表示制御部と、ポリゴンの頂点の明度値及び標高値のセットにそれぞれ対応するカラー値が予め登録されている着色テーブルと、を備え、３次元描画部は、予め用意されたシェーディング表現のための明度データを用いてポリゴンで表した３次元画像を描画するシェーディング部を有し、シェーディング部は、着色テーブルに登録されているカラー値を用いて、ポリゴンの各頂点の色を決定し、ポリゴンの表面内の各点の色を補完して描画する。
【０００６】
この画像表示装置によれば、同一対象物の同一の中心座標又は同一の表示範囲について、２次元画像と３次元画像とが表示される。一方の画像のスクロール又は拡大縮小に連動して、他方の画像も同様にスクロール又は縮小する。
【０００７】
３次元描画部は２次元描画部が作成した２次元画像を３次元画像の表面にマッピングするマッピング部を有することができる。
【０００８】
３次元描画部は、予め用意されたシェーシング表現のための明度データを用いて３次元画像の表面描画を行うシェーシング部を有することができる。
【０００９】
本発明は典型的にはコンピュータにより実施することができるが、そのためのコンピュータプログラムは、ディスク型ストレージ、半導体メモリおよび通信ネットワークなどの各種の媒体を通じてコンピュータにインストールまたはロードすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の全体構成を示す。
【００１１】
コンピュータ上で実行される表示アプリケーション１は、表示制御部７と、２次元描画部９と、３次元描画部１１を有する。表示制御部７は、マウスやキーボードのような入力装置３から対象物を表示するときの中心座標（視野の中心点に表示すべき対象物（又は対象物の部分）の座標）、拡大縮小率、３次元画像の高さ率（平面距離に対する高さの強調度合い）、３次元画像の視線方向、３次元モード（後述）などの指定を受けて、コンピュータのメモリ１３上に中心座標１３、表示範囲２５、高さ率２７、視線方向２９、及び３次元モード３１を登録する。２次元描画部９は、メモリ１３上の及び表示範囲１５を参照して、中心座標２３を中心にした表示範囲１５に存在する対象物（又は対象物の部分）のデータを対象物データベース１５から読み込み、その読み込んだデータを用いて、その対象物の２次元画像１９をメモリ１３上に生成する。３次元描画部１１は、メモリ１３上の中心座標２３、表示範囲１５、高さ率２７、視線方向２９及び３次元モード３１を参照し、中心座標２３を中心とした表示範囲１５に存在する対象物（又は対象物の部分）のデータを対象物データベース１５から読み込み、その読み込んだデータを用いて、高さ率２５、視線方向２７及び３次元モード３１に従がったその対象物の３次元画像２１をメモリ１３上に生成する。その際、３次元描画部１１は必要に応じて着色テーブル１７を使用する（詳細は後述）。表示制御部７は、メモリ１３上の２次元画像１９と３次元画像７を読み込みディスプレイ５に表示する。
【００１２】
２次元描画部９と３次元描画部１１とが、共通の中心座標２３及び表示範囲２５を用いるため、表示される２次元画像と３次元画像は常に同一の表示範囲を表すことになる。従がって、例えば２次元画像をユーザがスクロールさせてその表示範囲を移動させると、３次元画像もこれに追従してスクロールすることになる。この機能は、同一の対象物を２次元画像と３次元画像の双方の観点から観察するのに非常に便利である。
【００１３】
図２と図３は、対象物データベース１５内のデータの例を示す。ここでは、対象物として地図を例にとって、図２には主として２次元画像生成に使用されるデータの例を、図３には３次元画像生成に使用されるデータの例を示している。
【００１４】
図２に示すように、２次元画像生成用のデータには、背景データ３１と２次元オブジェクトデータ３３がある。背景データ３３は、山や森林や海湖沼川などを色分けして表したもので、地図がカバーする地域内の各緯度経度地点のＲＧＢカラー値を、地図の左上角の緯度経度地点から右下角の緯度経度地点まで２次元に配列にしてなるラスタデータである。２次元オブジェクトデータは３３は、道路や線路や建物などのオブジェクトの図形を表したもので、図示のように、全てのオブジェクトのオブジェクト名、図形種別（線分、多角形など）及びパラメータ（図形の頂点や中心点の緯度経度や図形寸法などの図形値、線の太さ、カラー値など）のセットからなるベクタデータである。後述するように、この背景データ３３及び２次元オブジェクトデータ３３は、２次元地図画像だけでなく、必要に応じて３次元地図画像の生成にも使用される。
【００１５】
図３に示すように、３次元画像生成用のデータには、地形データ３５と３次元建物データ３７とがある。地形データ３５は、地形つまり地表形状を表したもので、図示のように、地図がカバーする地域内の各緯度経度地点の緯度経度地点の標高値と明度値のセットを、地図の左上角の緯度経度地点から右下角の緯度経度地点まで２次元に配列にしてなるラスタデータである。ここで、各地点の明度値とは、地表に対して一定の方向及び距離に光源がある場合（例えば日中の所定時刻）を想定して、全緯度経度地点の標高に基づいてシェーディング（影付け計算）を予め行って得たもので、例えば２５６階調のグレースケール値である。この明度値を予め用意しておくことによって、３次元画像の表面描画で必要となるシェーディングの計算が大幅に短縮でき、高速描画が容易となる。３次元建物デーは３７は、建造物の３次元図形を表しためのもので、所定の建造物のオブジェクト名と図形種別とパラメータ（建物の平面図形の図形値、建物の高さ又は階数、予めシェーディングを行って求めた建物表面の明度値など）のセットから構成されるベクタデータである。
【００１６】
図４は、図１に示した着色テーブル１７の構成を示している。
【００１７】
着色テーブル１７は、図３に示した地形データ３５に記述されている明度値と標高値のセットにそれぞれ対応したＲＧＢカラー値から構成されている。
【００１８】
後に詳述するように、３次元地図画像の描画モードには大きく分けてワイヤフレーム、シェーディング、カラーテクスチャの３種類があり、ワイヤフレームモードでは、地形データ３５に基づいてワイヤフレーム（線画）で表した３次元地形画像を生成し表示する。シェーディングモードでは、地形データ３５に基づいて、ポリゴンで表した３次元地形画像を生成し、そのポリゴンの頂点の明度値及び標高値に基づいた各頂点の色を使って、そのポリゴンの表面内の各点の色を補完して表示するものである。着色テーブル１７は、このシェーディングモードでポリゴン頂点の色を決めるのに使われる。すなわち、予め、明度値と標高値に対して様々な計算式を施して、地表として良い案配の色を決定してあり、この色のＲＧＢ値が明度値と標高値のセットに対応して着色テーブル１７に登録されている。シェーディングモードでは、着色テーブル１７を用いてポリゴン頂点の明度値と標高値をＲＧＢ値に変換する。
【００１９】
カラーテクスチャモードでは、そのシェーディング地形画像に更に図２に示した背景データ３１内のＲＧＢカラー値をマッピング（テクスチャマッピング）することで、地表に山や森林や湖沼川などの彩色を施す。このカラーテクスチャモードでは、背景イメージだけでなく、道路や線路などのオブジェクトの２次元画像を、３次元地図画像にテクスチャマッピングするか否か（道路モードのオン・オフ）を選択することができる。
【００２０】
ワイヤフレーム、シェーディング、カラーテクスチャのいずれのモードでも、建物の３次元画像を３次元地形画像に加えるか否か（建物モードのオン・オフ）を選択することができる。
【００２１】
図５及び図６は、ディスプレイ５に表示される３次元画像ウィンドウ４１及び２次元画像ウィンドウ７１をそれぞれ示す。
【００２２】
図５に示すように、３次元画像ウィンドウ４１には、３次元地図画像６５を表示する大きい矩形の地図フィールド４３がある。地図フィールド４３の右側には、２つのスライダバー５９、６１がある。外側のスライダバー５９は、地図の縮尺（拡大縮小率）を調節するための縮尺スライダバーである。内側のスライダバー６１は、高さ率を調節するための高さ率スライダバー６１である。地図フィールド４３内にカーソルを入れると、カーソルは図示のような手形カーソル６３になり、マウスの左ボタンでこの手形カーソル６３を任意の方向にドラッグ（移動）すると、視線方向を変えることができる。また、マウスの右ボタンをボタンダウンすると、手形カーソル６３は別の形のスクロールカーソル（図示せず）に変わり、この右ボタンダウンの状態でそのスクロールカーソルを任意の方向へドラッグすると、地図をスクロールさせることができる。
【００２３】
地図フィールド４３の上側には、３次元表示から２次元表示へ切換えるための次元切換えボタン４５と、３次元モードを選択するための５個のボタン４７〜５５と、視線方向を北向きにセットするＮボタン５７とがある。５個のボタン４７〜５７のうち、Ｗボタン４７はワイヤフレームモードを選択するボタン、Ｍボタン４９はシェーディングモードを選択するボタン、Ｃボタン５１はカラーテクスチャモードを選択するボタンである。また、ｒボタン５３は道路を表示するか否かを選択するボタン、ｂボタン５５は建物を表示するか否かを選択するボタンである。
【００２４】
３次元画像ウィンドウ４１の次元切換ボタン４５をクリックすると、３次元地図ウィンドウ４１は図６に示すような２次元画像ウィンドウ７１に切り替わる。
【００２５】
この２次元画像ウィンドウ７１には、２次元地図画像を表示する大きい矩形の地図フィールド７３がある。地図フィールド４３の右側には、地図の縮尺（拡大縮小率）を調節するための縮尺スライダバー７７がある。地図フィールド４３内にカーソル（図示せず）を入れて右ボタンでドラッグすると、３次元の場合と同様に地図をスクロールさせることができる。地図フィールド４３の上側には、２次元表示から３次元表示へ切換えるための次元切換えボタン７５があり、これをクリックすると、この２次元画像ウィンドウ７１は図５に示した３次元画像ウィンドウ４１２に切り替わる。
【００２６】
なお、２次元画像ウィンドウ７１と３次元画像ウィンドウ４１とを選択的に切換える代わりに、両ウィンドウ７１、４１を同時にディスプレイ画面に並べて表示しても良い。
【００２７】
図１に示したように２次元描画部９と３次元描画部１１とが中心座標２３と表示範囲２５を共有するから、図５及び図６を比較して分かるように、２次元画像ウィンドウ７１と３次元画像ウィンドウ４１に表示される地図の中心座標と範囲は同一である。２次元画像ウィンドウ７１と３次元画像ウィンドウ４１のいずれかのウィンドウで地図をスクロール（つまり、中心座標の移動）すれば、他方のウィンドウでも連動して地図がスクロールし、いずれかのウィンドウで縮尺を調節（つまり、表示範囲を拡大縮小）したなら、他方のウィンドウでも連動して縮尺が変わる。従がって、地図上の一つの地域を常に３次元画像と３次元画像の双方で観察することができる。
【００２８】
図６に示すように、２次元地図ウィンドウ７１に表示される２次元地図画像は、背景データ３１に基づいて描かれた山や森林や湖沼川などの土地種類を色分けで示す背景イメージ６９と、２次元オブジェクトデータ３３に基づいて描かれた道路や建物などのオブジェクトの図形イメージ６７とを重ね合わせたものである。一方、図５に示すように、３次元地図ウィンドウ４１に表示される３次元地図画像でも、Ｃボタン５１やｒボタン５３でカラーテクスチャモードや道路表示モードを選択すると、シェーディングモードで描かれたポリゴンの３次元地形画像６５の表面に、２次元地図画像に含まれていたものと同じ背景イメージ６９やオブジェクト図形イメージ６７がマッピングされて表示される。
【００２９】
図７は、図６に示した２次元地図ウィンドウ７１とは別の補助的な２次元地図ウィンドウ８１を示す。この補助的２次元画像ウィンドウ８１は、ディスプレイ画面上で図５の３次元画像ウィンドウ４１や６図の２次元画像ウィンドウ７１と並べて表示される。この補助的２次元画像ウィンドウ８１には、二次元地図画像を表示する地図フィールド８３と、その右側の縮尺スライダバー８７と、上側の中心座標の経度と緯度を示す経度緯度エリア８５とがある。地図フィールド８３には、２次元及び３次地図ウィンドウ７１、４１内のの地図と同じ中心座標をもった二次元値画像が表示される（従がって、スクロールは連動する）が、その縮尺は２次元及び３次地図ウィンドウ７１、４１内の地図から独立して変えることができる。さらに地図フィールド８３内には、２次元及び３次地図ウィンドウ７１、４１内の地図の表示範囲を示す範囲ガイド８９と、３次地図画像の視線方向を示す視線ガイド９１とが表示される。範囲ガイド８９の頂点を左ボタンで摘まんでドラッグすることにより範囲ガイド８９のサイズを変更すると、２次元次及び３次元地図ウィンドウ７１、４１の縮尺スライダバー５９、７７を操作した時と同様に縮尺変更ができる。２次元次及び３次元地図ウィンドウ７１、４１に比較的に大縮尺の詳細地図を表示しているとき、補助的２次元画像ウィンドウ８１に比較的小縮尺の広域地図を表示しておくと、地図のスクロールが全体的な把握などが容易になる。
【００３０】
図８は、３次地図ウィンドウ４１でｂボタン５５をオンにして建物表示モードを選択した場合の表示例を示す。図示のように、３次元建物データ３７に基づいて作成された建物の３次元画像１０１が、３次元地形画像１０３の表面に配置されて表示される（例えば、建物の重心の標高を計算して、３次元地形画像１０３の地面の上に建物を描画する）。
【００３１】
図９は、図１に示した表示制御部７の動作を示す。
【００３２】
表示制御部７は、図５または図６に示したウィンドウ４１、７１内の次元切換ボタン４５又は７５がクリックされると（ステップＳ１）、ディスプレイ画面に表示されている２次元画像ウィンドウ４１を３次元画像ウィンドウ７５に、又はその逆の切り換えを行う（Ｓ２）。
【００３３】
地図のスクロール操作が行われると（Ｓ３）、中心座標を計算し直し（Ｓ４）、メモリ１３上の中心座標２３を更新し（Ｓ５）、新しい中心座標に基づいて表示範囲も計算し直して、メモリ１３上の表示範囲２５を更新する（Ｓ９）。そして、その更新した中心座標２３及び表示範囲２５に基づいて新たに作成された２次元画像１９及び３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、２次元及び３次元ウィンドウ７１、４１の地図を更新し、また、補助的２次元画像ウィンドウ８１内のガイド８９、９１の位置を更新した中心座標に基づいて変更する（Ｓ６）。
【００３４】
縮尺スライダバー５９、７７の操作又は範囲ガイド８９の拡大・縮小が行われると（Ｓ７）、変更された縮尺に基づいて表示範囲を計算し直し（Ｓ８）、メモリ１３上の表示範囲２５を更新する（Ｓ９）。そして、その更新した表示範囲２５に基づいて新たに作成された２次元画像１９及び３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、２次元及び３次元ウィンドウ７１、４１の地図を更新し、また、補助的２次元画像ウィンドウ８１内のガイド８９、９１の位置やサイズを更新した表示範囲に基づいて変更する（Ｓ６）。
【００３５】
３次元画像ウィンドウ４１内の高さ率スライダバー６１が操作されると（Ｓ１０）、高さ率を計算し直し（Ｓ１１）、メモリ１３内の高さ率２７を更新し（Ｓ１２）、そして、その更新した高さ率２７に基づいて新たに作成された３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、３次元ウィンドウ４１の地図を更新する（Ｓ１３）。
【００３６】
３次元画像ウィンドウ４１内の手形カーソル６３が操作されるか又はＮボタン５７がオンされると（Ｓ１４）、視線方向を計算し直し（Ｓ１５）、メモリ１３内の視線方向２９を更新する（Ｓ１６）。そして、その更新した視線方向２９に基づいて新たに作成された３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、３次元ウィンドウ４１の地図を更新し、且つ、補助的２次元画像ウィンドウ８１内の視線ガイド９１の矢印方向を更新する（Ｓ１７）。
【００３７】
３次元画像ウィンドウ４１内の３次元モードボタン４７〜５５がの操作されると（Ｓ１８）、その３次元モード（ワイヤフレーム、シェーディング、カラーテクスチャ、道路表示及び建物表示）が選択されているかを決定して、それをメモリ１３内の３次元モード３１に書き（Ｓ１９）、そして、その更新した３次元モード３１に基づいて新たに作成された３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、３次元ウィンドウ４１の地図を更新する（Ｓ２０）。
【００３８】
図１０は、２次元描画部９の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、メモリ１３から中心座標２３と表示範囲２５（表示すべき緯度経度範囲）を読み（Ｓ３１）、表示範囲２５が変更されていたならば（Ｓ３２）、データベース１５から、その表示範囲の中で未読み込みの部分の背景データ３１と２次元オブジェクトデータ３３を読み込んで、２次元地図画像１９を作成してメモリ１３に書く（Ｓ３３）。その際、背景データ３１からは、図６に例示したような背景イメージ６９を描画し、２次元オブジェクトデータ３３からは、図６に例示したようなオブジェクト図形イメージ６７を描画し、そして、その両イメージ６９、６７を重ね合わせて２次元地図画像１９とする。
【００４０】
図１１は、３次元画像表示部１１の動作を示す。
【００４１】
まず、メモリ１３から、中心座標２３、表示範囲２５（表示すべき緯度経度範囲）、高さ率２５、視線方向２７及び３次元モード３１を読み（Ｓ４１）、表示範囲２５が変更されていたならば（Ｓ４２）、データベース１５から、その表示範囲の中で未読み込みの部分の地形データ３５読み込む（Ｓ４３）。更に、建物表示モードの場合には、データベース１５から、その表示範囲の中で未読み込みの部分の３次元建物データ３７読み込む（Ｓ４４）。そして、変更後の表示範囲の３次元地図画像２１を作成してメモリ１３に書く（Ｓ４５）。更に、高さ率２５、視線方向２７又は３次元モード３１が変更されていたならば（Ｓ４６、４８）、変更後の高さ率２５、視線方向２７又は３次元モード３１で３次元地図画像２１を再作成してメモリ１３に書く（Ｓ４７、４９）。
【００４２】
図１２、図１３及び図１４はそれぞれ、３次元画像表示部１１がワイヤフレーム、シェーディング及びカラーテクスチャの各モードで描画するときの動作を示す。
【００４３】
図１２に示すように、ワイヤフレームモードでは、読み込んだ地形データ３５からワイヤフレームの３次元地図画像を作成する（Ｓ５１）。建物表示モードがオンの場合は（Ｓ５２）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成し、ワイヤフレーム画像の表面上に配置し描画する（Ｓ５３）。
【００４４】
図１３に示すように、シェーディングモードでは、既にカラーテクスチャモードの３次元地図画像を描画済みであるならば（つまり、カラーテクスチャモードからシェーディングモードになった場合）（Ｓ６１）、そのカラーテクスチャモードの３次元画像から背景イメージ６９のマッピングを除去してシェーディングモードの３次元画像とする（Ｓ６３）。カラーテクスチャモードの３次元地図画像が描画済みで無い場合は、地形データ３５を用いて、且つ前述したように着色テーブル１７を用いて、シェーディング処理されたポリゴンの３次元画像を作成する（Ｓ６４）。更に、道路表示モードであるならば（Ｓ６５）２次元描画部９が作成したオブジェクト図形イメージ６７を取得して、これを今作成したシェーディングモードの３次元画像にマッピングする（Ｓ６６）。また、建物表示モードの場合には（Ｓ６７）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成し、今作成したシェーディングモードの３次元画像の地面上に配置し表示する（Ｓ６８）。
【００４５】
図１４に示すように、カラーテクスチャモードでは、既にシェーディングモードの３次元地図画像を描画済みであるならば（つまり、シェーディングモードからカラーテクスチャモードになった場合）（Ｓ７１）、そのシェーディングモードの３次元画像に２次元描画部９が作った背景イメージ６９をマッピングしてカラーテクスチャモードの３次元画像とする（Ｓ７２）。シェーディングモードの３次元地図画像が描画済みで無い場合は、地形データ３５と着色テーブル１７を用いてシェーディング処理されたポリゴンの３次元画像を作成し、これに２次元描画部９が作った背景イメージ６９をマッピングしてカラーテクスチャモードの３次元画像とする（Ｓ７３）。更に、道路表示モードであるならば（Ｓ７４）２次元描画部９が作成したオブジェクト図形イメージ６７を取得して、これを今作成したカラーテクスチャモードの３次元画像にマッピングする（Ｓ７５）。また、建物表示モードの場合には（Ｓ７６）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成し、今作成したカラーテクスチャモードの３次元画像の地面上に配置し表示する（Ｓ７７）。
【００４６】
図１５及び図１６はぞれぞれ、道路表示モード及び建物表示モードがオン、オフされたときの３次元描画部１１の動作を示す。
【００４７】
図１５に示すように、道路表示モードがオンされたときは（Ｓ８１）、２次元描画部９が作成したオブジェクト図形イメージ６７をポリゴン３次元地図画像にマッピングし（Ｓ８２）、オフされたときは、そのオブジェクト図形イメージ６７のマッピングを除去する（Ｓ８３）。
【００４８】
図１６に示すように、建物表示モードがオンされたときは（Ｓ９１）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成してワイヤフレーム又はポリゴンの３次元画像の地面上に配置して表示し（Ｓ９２）、オフされたときは、その３次元建物画像の表示を除去する（Ｓ９３）。
【００４９】
以上のように、３次元画像表示で、２次元描画部９が描画したイメージを３次元画像に加えたり除去したり、３次元建物画像を加えたり除去したりすることにより、異なる表示モードの３次元地図画像を容易に表示することができる。
【００５０】
図１７及び図１８は、上記実施形態の変形例の要部の構成と動作を示す。
【００５１】
図１に示した３次元描画部１１は、異なった３次元表示モードを実現するために、図１７に示す２次元描画部９とシェーディング部１１１と建物表示部１１３とを選択的又は組み合わせて使用する。２次元描画部９は、前述したように背景イメージと道路などのオブジェクトのイメージとを描画する機能をもつ。シェーディング部１１１は、前述したシェーディングモードでのポリゴン３次元画像内のポリゴンの各頂点の色を決めて、ポリゴン内の各点の色を補完する機能をもつ。建物描画部は、前述した建物表示モードでの建物の３次元画像を生成し、建物の重心の標高を計算し３次元地図画像上に配置する機能をもつ。
【００５２】
３次元表示部１１は、ワイヤフレームモードでは図１２に示したような処理を行う。それ以外のモードでは、図１８に示すような処理を行う。すなわち、テクスチャモードがオンか否か判断し（ステップＳ１０１）、テクスチャモードがオンであれば、２次元描画部９を使って背景イメージを描き（ステップＳ１０３）、川や道路などの２次元オブジェクトのイメージを描き（Ｓ１０４）、それらのイメージをポリゴンの３次元地形画像にマッピングする。次に、シェーディングモードがオンになっているかチェックし（Ｓ１０５）、オンであれば、更にシェーディング部１１１を使用して、ポリゴン３次元地形画像のポリゴン頂点の色を決め、ポリゴン内の各点の色を補完してシェーディング効果を出す（Ｓ１０６）。次に、建物表示モードがオンになっているかチェックし（Ｓ１０７）、オンになっていれば、更に建物表示部１１３を使って、３次元建物画像を作成し３次元地形画像の表面上に建物が建つように描画する（Ｓ１０８）。このようにして、２次元描画部９とシェーディング部１１１と建物表示部１１３とを選択的に又は繋げて使用することにより、異なった３次元表示モードを実現する。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態はあくまで本発明の説明のための例示であり、本発明をこれら実施形態にのみ限定する趣旨ではない。従って、本発明は、上記実施形態以外の様々な形態でも実施することができるものである。地図だけでなく、他の様々な対象物のプレゼンテーションにも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】主として２次元画像生成に使用される対象物データベース１５内のデータの例を示す図。
【図３】３次元画像生成に使用される対象物データベース１５内のデータの例を示す図。
【図４】着色テーブル１７の構成を示す図。
【図５】３次元画像ウィンドウ４１の表示例を示す図。
【図６】２次元画像ウィンドウ７１の表示例を示す図。
【図７】補助的２次元画像ウィンドウ７１の表示例を示す図。
【図８】建物表示モードでの３次地図ウィンドウ４１の表示例を示す図。
【図９】表示制御部７の動作を示すフローチャート。
【図１０】２次元画像表示部９の動作を示すフローチャート。
【図１１】３次元画像表示部１１の動作を示すフローチャート。
【図１２】３次元画像表示部１１がワイヤフレームモードで描画するときの動作を示すフローチャート。
【図１３】３次元画像表示部１１がシェーディングモードで描画するときの動作を示すフローチャート。
【図１４】３次元画像表示部１１がカラーテクスチャモードで描画するときの動作を示すフローチャート。
【図１５】道路表示モードがオン、オフされたときの３次元描画部１１の動作を示すフローチャート。
【図１６】建物表示モードがオン、オフされたときの３次元描画部１１の動作を示すフローチャート。
【図１７】上記実施形態の変形例の要部の構成を示すブロック図。
【図１８】同変形例の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 表示アプリケーション
７ 表示制御部
９ ２次元描画部
１１ ３次元描画部
２３ 中心座標
２５ 表示範囲
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は同一対象物の２次元画像と３次元画像の双方を表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを利用した３次元グラフィックアプリケーションなどにおいて、モデリングの際、画面を複数フィールドに分割して、それらに対象物の２次元画像（正面図、側面図及び平面図）と３次元画像とを表示するものが知られている。２次元画像のフィールドはユーザがモデリング作業を行う所であり、３次元画像は対象物の出来栄えを観察するためのものである。このように２次元画像と３次元画像は異なる利用目的をもっているから、２次元画像と３次元画像のフィールドは互いに独立して注視点（視野の中心）や拡大率に変えることができるようになている。また、上記した利用目的故に、２次元画像は専らモデリング用のワイヤフレーム（又はポリゴン）であり、３次元画像はワイヤフレーム（又はポリゴン）であったり簡単なレンダリング（表面の描画）を施したものであったりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
３次元モデリング以外の利用分野、例えば対象物のプレゼンテーションのような分野では、同一対象物の２次元画像と３次元画像の双方を表示するものは知られていない。このプレゼンテーションの分野では、２次元画像と３次元画像のもつ役割は、モデリングの分野におけるそれとは全く異なるから、モデリングにおける２次元画像と３次元画像の表示手法や何の役にも立たない。
【０００４】
従がって、本発明の目的は、対象物の効果的なプレゼンテーションを可能とする、２次元及び３次元画像の表示技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、指定された中心座標又は表示範囲について対象物の２次元画像を描く２次元描画部と、指定された中心座標又は表示範囲について対象物の３次元画像を描く３次元描画部と、２次元画像と３次元画像を表示する表示部と、２次元描画部と３次元描画部に対して共通の中心座標又は共通の表示範囲を指定する表示制御部と、ポリゴンの頂点の明度値及び標高値のセットにそれぞれ対応するカラー値が予め登録されている着色テーブルと、を備え、３次元描画部は、予め用意されたシェーディング表現のための明度データを用いてポリゴンで表した３次元画像を描画するシェーディング部を有し、シェーディング部は、着色テーブルに登録されているカラー値を用いて、ポリゴンの各頂点の色を決定し、ポリゴンの表面内の各点の色を補完して描画する。
【０００６】
この画像表示装置によれば、同一対象物の同一の中心座標又は同一の表示範囲について、２次元画像と３次元画像とが表示される。一方の画像のスクロール又は拡大縮小に連動して、他方の画像も同様にスクロール又は縮小する。
【０００７】
３次元描画部は２次元描画部が作成した２次元画像を３次元画像の表面にマッピングするマッピング部を有することができる。
【０００８】
３次元描画部は、予め用意されたシェーシング表現のための明度データを用いて３次元画像の表面描画を行うシェーシング部を有することができる。
【０００９】
本発明は典型的にはコンピュータにより実施することができるが、そのためのコンピュータプログラムは、ディスク型ストレージ、半導体メモリおよび通信ネットワークなどの各種の媒体を通じてコンピュータにインストールまたはロードすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の全体構成を示す。
【００１１】
コンピュータ上で実行される表示アプリケーション１は、表示制御部７と、２次元描画部９と、３次元描画部１１を有する。表示制御部７は、マウスやキーボードのような入力装置３から対象物を表示するときの中心座標（視野の中心点に表示すべき対象物（又は対象物の部分）の座標）、拡大縮小率、３次元画像の高さ率（平面距離に対する高さの強調度合い）、３次元画像の視線方向、３次元モード（後述）などの指定を受けて、コンピュータのメモリ１３上に中心座標１３、表示範囲２５、高さ率２７、視線方向２９、及び３次元モード３１を登録する。２次元描画部９は、メモリ１３上の及び表示範囲１５を参照して、中心座標２３を中心にした表示範囲１５に存在する対象物（又は対象物の部分）のデータを対象物データベース１５から読み込み、その読み込んだデータを用いて、その対象物の２次元画像１９をメモリ１３上に生成する。３次元描画部１１は、メモリ１３上の中心座標２３、表示範囲１５、高さ率２７、視線方向２９及び３次元モード３１を参照し、中心座標２３を中心とした表示範囲１５に存在する対象物（又は対象物の部分）のデータを対象物データベース１５から読み込み、その読み込んだデータを用いて、高さ率２５、視線方向２７及び３次元モード３１に従がったその対象物の３次元画像２１をメモリ１３上に生成する。その際、３次元描画部１１は必要に応じて着色テーブル１７を使用する（詳細は後述）。表示制御部７は、メモリ１３上の２次元画像１９と３次元画像７を読み込みディスプレイ５に表示する。
【００１２】
２次元描画部９と３次元描画部１１とが、共通の中心座標２３及び表示範囲２５を用いるため、表示される２次元画像と３次元画像は常に同一の表示範囲を表すことになる。従がって、例えば２次元画像をユーザがスクロールさせてその表示範囲を移動させると、３次元画像もこれに追従してスクロールすることになる。この機能は、同一の対象物を２次元画像と３次元画像の双方の観点から観察するのに非常に便利である。
【００１３】
図２と図３は、対象物データベース１５内のデータの例を示す。ここでは、対象物として地図を例にとって、図２には主として２次元画像生成に使用されるデータの例を、図３には３次元画像生成に使用されるデータの例を示している。
【００１４】
図２に示すように、２次元画像生成用のデータには、背景データ３１と２次元オブジェクトデータ３３がある。背景データ３３は、山や森林や海湖沼川などを色分けして表したもので、地図がカバーする地域内の各緯度経度地点のＲＧＢカラー値を、地図の左上角の緯度経度地点から右下角の緯度経度地点まで２次元に配列にしてなるラスタデータである。２次元オブジェクトデータは３３は、道路や線路や建物などのオブジェクトの図形を表したもので、図示のように、全てのオブジェクトのオブジェクト名、図形種別（線分、多角形など）及びパラメータ（図形の頂点や中心点の緯度経度や図形寸法などの図形値、線の太さ、カラー値など）のセットからなるベクタデータである。後述するように、この背景データ３３及び２次元オブジェクトデータ３３は、２次元地図画像だけでなく、必要に応じて３次元地図画像の生成にも使用される。
【００１５】
図３に示すように、３次元画像生成用のデータには、地形データ３５と３次元建物データ３７とがある。地形データ３５は、地形つまり地表形状を表したもので、図示のように、地図がカバーする地域内の各緯度経度地点の緯度経度地点の標高値と明度値のセットを、地図の左上角の緯度経度地点から右下角の緯度経度地点まで２次元に配列にしてなるラスタデータである。ここで、各地点の明度値とは、地表に対して一定の方向及び距離に光源がある場合（例えば日中の所定時刻）を想定して、全緯度経度地点の標高に基づいてシェーディング（影付け計算）を予め行って得たもので、例えば２５６階調のグレースケール値である。この明度値を予め用意しておくことによって、３次元画像の表面描画で必要となるシェーディングの計算が大幅に短縮でき、高速描画が容易となる。３次元建物デーは３７は、建造物の３次元図形を表しためのもので、所定の建造物のオブジェクト名と図形種別とパラメータ（建物の平面図形の図形値、建物の高さ又は階数、予めシェーディングを行って求めた建物表面の明度値など）のセットから構成されるベクタデータである。
【００１６】
図４は、図１に示した着色テーブル１７の構成を示している。
【００１７】
着色テーブル１７は、図３に示した地形データ３５に記述されている明度値と標高値のセットにそれぞれ対応したＲＧＢカラー値から構成されている。
【００１８】
後に詳述するように、３次元地図画像の描画モードには大きく分けてワイヤフレーム、シェーディング、カラーテクスチャの３種類があり、ワイヤフレームモードでは、地形データ３５に基づいてワイヤフレーム（線画）で表した３次元地形画像を生成し表示する。シェーディングモードでは、地形データ３５に基づいて、ポリゴンで表した３次元地形画像を生成し、そのポリゴンの頂点の明度値及び標高値に基づいた各頂点の色を使って、そのポリゴンの表面内の各点の色を補完して表示するものである。着色テーブル１７は、このシェーディングモードでポリゴン頂点の色を決めるのに使われる。すなわち、予め、明度値と標高値に対して様々な計算式を施して、地表として良い案配の色を決定してあり、この色のＲＧＢ値が明度値と標高値のセットに対応して着色テーブル１７に登録されている。シェーディングモードでは、着色テーブル１７を用いてポリゴン頂点の明度値と標高値をＲＧＢ値に変換する。
【００１９】
カラーテクスチャモードでは、そのシェーディング地形画像に更に図２に示した背景データ３１内のＲＧＢカラー値をマッピング（テクスチャマッピング）することで、地表に山や森林や湖沼川などの彩色を施す。このカラーテクスチャモードでは、背景イメージだけでなく、道路や線路などのオブジェクトの２次元画像を、３次元地図画像にテクスチャマッピングするか否か（道路モードのオン・オフ）を選択することができる。
【００２０】
ワイヤフレーム、シェーディング、カラーテクスチャのいずれのモードでも、建物の３次元画像を３次元地形画像に加えるか否か（建物モードのオン・オフ）を選択することができる。
【００２１】
図５及び図６は、ディスプレイ５に表示される３次元画像ウィンドウ４１及び２次元画像ウィンドウ７１をそれぞれ示す。
【００２２】
図５に示すように、３次元画像ウィンドウ４１には、３次元地図画像６５を表示する大きい矩形の地図フィールド４３がある。地図フィールド４３の右側には、２つのスライダバー５９、６１がある。外側のスライダバー５９は、地図の縮尺（拡大縮小率）を調節するための縮尺スライダバーである。内側のスライダバー６１は、高さ率を調節するための高さ率スライダバー６１である。地図フィールド４３内にカーソルを入れると、カーソルは図示のような手形カーソル６３になり、マウスの左ボタンでこの手形カーソル６３を任意の方向にドラッグ（移動）すると、視線方向を変えることができる。また、マウスの右ボタンをボタンダウンすると、手形カーソル６３は別の形のスクロールカーソル（図示せず）に変わり、この右ボタンダウンの状態でそのスクロールカーソルを任意の方向へドラッグすると、地図をスクロールさせることができる。
【００２３】
地図フィールド４３の上側には、３次元表示から２次元表示へ切換えるための次元切換えボタン４５と、３次元モードを選択するための５個のボタン４７〜５５と、視線方向を北向きにセットするＮボタン５７とがある。５個のボタン４７〜５７のうち、Ｗボタン４７はワイヤフレームモードを選択するボタン、Ｍボタン４９はシェーディングモードを選択するボタン、Ｃボタン５１はカラーテクスチャモードを選択するボタンである。また、ｒボタン５３は道路を表示するか否かを選択するボタン、ｂボタン５５は建物を表示するか否かを選択するボタンである。
【００２４】
３次元画像ウィンドウ４１の次元切換ボタン４５をクリックすると、３次元地図ウィンドウ４１は図６に示すような２次元画像ウィンドウ７１に切り替わる。
【００２５】
この２次元画像ウィンドウ７１には、２次元地図画像を表示する大きい矩形の地図フィールド７３がある。地図フィールド４３の右側には、地図の縮尺（拡大縮小率）を調節するための縮尺スライダバー７７がある。地図フィールド４３内にカーソル（図示せず）を入れて右ボタンでドラッグすると、３次元の場合と同様に地図をスクロールさせることができる。地図フィールド４３の上側には、２次元表示から３次元表示へ切換えるための次元切換えボタン７５があり、これをクリックすると、この２次元画像ウィンドウ７１は図５に示した３次元画像ウィンドウ４１２に切り替わる。
【００２６】
なお、２次元画像ウィンドウ７１と３次元画像ウィンドウ４１とを選択的に切換える代わりに、両ウィンドウ７１、４１を同時にディスプレイ画面に並べて表示しても良い。
【００２７】
図１に示したように２次元描画部９と３次元描画部１１とが中心座標２３と表示範囲２５を共有するから、図５及び図６を比較して分かるように、２次元画像ウィンドウ７１と３次元画像ウィンドウ４１に表示される地図の中心座標と範囲は同一である。２次元画像ウィンドウ７１と３次元画像ウィンドウ４１のいずれかのウィンドウで地図をスクロール（つまり、中心座標の移動）すれば、他方のウィンドウでも連動して地図がスクロールし、いずれかのウィンドウで縮尺を調節（つまり、表示範囲を拡大縮小）したなら、他方のウィンドウでも連動して縮尺が変わる。従がって、地図上の一つの地域を常に３次元画像と３次元画像の双方で観察することができる。
【００２８】
図６に示すように、２次元地図ウィンドウ７１に表示される２次元地図画像は、背景データ３１に基づいて描かれた山や森林や湖沼川などの土地種類を色分けで示す背景イメージ６９と、２次元オブジェクトデータ３３に基づいて描かれた道路や建物などのオブジェクトの図形イメージ６７とを重ね合わせたものである。一方、図５に示すように、３次元地図ウィンドウ４１に表示される３次元地図画像でも、Ｃボタン５１やｒボタン５３でカラーテクスチャモードや道路表示モードを選択すると、シェーディングモードで描かれたポリゴンの３次元地形画像６５の表面に、２次元地図画像に含まれていたものと同じ背景イメージ６９やオブジェクト図形イメージ６７がマッピングされて表示される。
【００２９】
図７は、図６に示した２次元地図ウィンドウ７１とは別の補助的な２次元地図ウィンドウ８１を示す。この補助的２次元画像ウィンドウ８１は、ディスプレイ画面上で図５の３次元画像ウィンドウ４１や６図の２次元画像ウィンドウ７１と並べて表示される。この補助的２次元画像ウィンドウ８１には、二次元地図画像を表示する地図フィールド８３と、その右側の縮尺スライダバー８７と、上側の中心座標の経度と緯度を示す経度緯度エリア８５とがある。地図フィールド８３には、２次元及び３次地図ウィンドウ７１、４１内のの地図と同じ中心座標をもった二次元値画像が表示される（従がって、スクロールは連動する）が、その縮尺は２次元及び３次地図ウィンドウ７１、４１内の地図から独立して変えることができる。さらに地図フィールド８３内には、２次元及び３次地図ウィンドウ７１、４１内の地図の表示範囲を示す範囲ガイド８９と、３次地図画像の視線方向を示す視線ガイド９１とが表示される。範囲ガイド８９の頂点を左ボタンで摘まんでドラッグすることにより範囲ガイド８９のサイズを変更すると、２次元次及び３次元地図ウィンドウ７１、４１の縮尺スライダバー５９、７７を操作した時と同様に縮尺変更ができる。２次元次及び３次元地図ウィンドウ７１、４１に比較的に大縮尺の詳細地図を表示しているとき、補助的２次元画像ウィンドウ８１に比較的小縮尺の広域地図を表示しておくと、地図のスクロールが全体的な把握などが容易になる。
【００３０】
図８は、３次地図ウィンドウ４１でｂボタン５５をオンにして建物表示モードを選択した場合の表示例を示す。図示のように、３次元建物データ３７に基づいて作成された建物の３次元画像１０１が、３次元地形画像１０３の表面に配置されて表示される（例えば、建物の重心の標高を計算して、３次元地形画像１０３の地面の上に建物を描画する）。
【００３１】
図９は、図１に示した表示制御部７の動作を示す。
【００３２】
表示制御部７は、図５または図６に示したウィンドウ４１、７１内の次元切換ボタン４５又は７５がクリックされると（ステップＳ１）、ディスプレイ画面に表示されている２次元画像ウィンドウ４１を３次元画像ウィンドウ７５に、又はその逆の切り換えを行う（Ｓ２）。
【００３３】
地図のスクロール操作が行われると（Ｓ３）、中心座標を計算し直し（Ｓ４）、メモリ１３上の中心座標２３を更新し（Ｓ５）、新しい中心座標に基づいて表示範囲も計算し直して、メモリ１３上の表示範囲２５を更新する（Ｓ９）。そして、その更新した中心座標２３及び表示範囲２５に基づいて新たに作成された２次元画像１９及び３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、２次元及び３次元ウィンドウ７１、４１の地図を更新し、また、補助的２次元画像ウィンドウ８１内のガイド８９、９１の位置を更新した中心座標に基づいて変更する（Ｓ６）。
【００３４】
縮尺スライダバー５９、７７の操作又は範囲ガイド８９の拡大・縮小が行われると（Ｓ７）、変更された縮尺に基づいて表示範囲を計算し直し（Ｓ８）、メモリ１３上の表示範囲２５を更新する（Ｓ９）。そして、その更新した表示範囲２５に基づいて新たに作成された２次元画像１９及び３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、２次元及び３次元ウィンドウ７１、４１の地図を更新し、また、補助的２次元画像ウィンドウ８１内のガイド８９、９１の位置やサイズを更新した表示範囲に基づいて変更する（Ｓ６）。
【００３５】
３次元画像ウィンドウ４１内の高さ率スライダバー６１が操作されると（Ｓ１０）、高さ率を計算し直し（Ｓ１１）、メモリ１３内の高さ率２７を更新し（Ｓ１２）、そして、その更新した高さ率２７に基づいて新たに作成された３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、３次元ウィンドウ４１の地図を更新する（Ｓ１３）。
【００３６】
３次元画像ウィンドウ４１内の手形カーソル６３が操作されるか又はＮボタン５７がオンされると（Ｓ１４）、視線方向を計算し直し（Ｓ１５）、メモリ１３内の視線方向２９を更新する（Ｓ１６）。そして、その更新した視線方向２９に基づいて新たに作成された３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、３次元ウィンドウ４１の地図を更新し、且つ、補助的２次元画像ウィンドウ８１内の視線ガイド９１の矢印方向を更新する（Ｓ１７）。
【００３７】
３次元画像ウィンドウ４１内の３次元モードボタン４７〜５５がの操作されると（Ｓ１８）、その３次元モード（ワイヤフレーム、シェーディング、カラーテクスチャ、道路表示及び建物表示）が選択されているかを決定して、それをメモリ１３内の３次元モード３１に書き（Ｓ１９）、そして、その更新した３次元モード３１に基づいて新たに作成された３次元画像２１をメモリ１３から読み込んで、３次元ウィンドウ４１の地図を更新する（Ｓ２０）。
【００３８】
図１０は、２次元描画部９の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、メモリ１３から中心座標２３と表示範囲２５（表示すべき緯度経度範囲）を読み（Ｓ３１）、表示範囲２５が変更されていたならば（Ｓ３２）、データベース１５から、その表示範囲の中で未読み込みの部分の背景データ３１と２次元オブジェクトデータ３３を読み込んで、２次元地図画像１９を作成してメモリ１３に書く（Ｓ３３）。その際、背景データ３１からは、図６に例示したような背景イメージ６９を描画し、２次元オブジェクトデータ３３からは、図６に例示したようなオブジェクト図形イメージ６７を描画し、そして、その両イメージ６９、６７を重ね合わせて２次元地図画像１９とする。
【００４０】
図１１は、３次元画像表示部１１の動作を示す。
【００４１】
まず、メモリ１３から、中心座標２３、表示範囲２５（表示すべき緯度経度範囲）、高さ率２５、視線方向２７及び３次元モード３１を読み（Ｓ４１）、表示範囲２５が変更されていたならば（Ｓ４２）、データベース１５から、その表示範囲の中で未読み込みの部分の地形データ３５読み込む（Ｓ４３）。更に、建物表示モードの場合には、データベース１５から、その表示範囲の中で未読み込みの部分の３次元建物データ３７読み込む（Ｓ４４）。そして、変更後の表示範囲の３次元地図画像２１を作成してメモリ１３に書く（Ｓ４５）。更に、高さ率２５、視線方向２７又は３次元モード３１が変更されていたならば（Ｓ４６、４８）、変更後の高さ率２５、視線方向２７又は３次元モード３１で３次元地図画像２１を再作成してメモリ１３に書く（Ｓ４７、４９）。
【００４２】
図１２、図１３及び図１４はそれぞれ、３次元画像表示部１１がワイヤフレーム、シェーディング及びカラーテクスチャの各モードで描画するときの動作を示す。
【００４３】
図１２に示すように、ワイヤフレームモードでは、読み込んだ地形データ３５からワイヤフレームの３次元地図画像を作成する（Ｓ５１）。建物表示モードがオンの場合は（Ｓ５２）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成し、ワイヤフレーム画像の表面上に配置し描画する（Ｓ５３）。
【００４４】
図１３に示すように、シェーディングモードでは、既にカラーテクスチャモードの３次元地図画像を描画済みであるならば（つまり、カラーテクスチャモードからシェーディングモードになった場合）（Ｓ６１）、そのカラーテクスチャモードの３次元画像から背景イメージ６９のマッピングを除去してシェーディングモードの３次元画像とする（Ｓ６３）。カラーテクスチャモードの３次元地図画像が描画済みで無い場合は、地形データ３５を用いて、且つ前述したように着色テーブル１７を用いて、シェーディング処理されたポリゴンの３次元画像を作成する（Ｓ６４）。更に、道路表示モードであるならば（Ｓ６５）２次元描画部９が作成したオブジェクト図形イメージ６７を取得して、これを今作成したシェーディングモードの３次元画像にマッピングする（Ｓ６６）。また、建物表示モードの場合には（Ｓ６７）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成し、今作成したシェーディングモードの３次元画像の地面上に配置し表示する（Ｓ６８）。
【００４５】
図１４に示すように、カラーテクスチャモードでは、既にシェーディングモードの３次元地図画像を描画済みであるならば（つまり、シェーディングモードからカラーテクスチャモードになった場合）（Ｓ７１）、そのシェーディングモードの３次元画像に２次元描画部９が作った背景イメージ６９をマッピングしてカラーテクスチャモードの３次元画像とする（Ｓ７２）。シェーディングモードの３次元地図画像が描画済みで無い場合は、地形データ３５と着色テーブル１７を用いてシェーディング処理されたポリゴンの３次元画像を作成し、これに２次元描画部９が作った背景イメージ６９をマッピングしてカラーテクスチャモードの３次元画像とする（Ｓ７３）。更に、道路表示モードであるならば（Ｓ７４）２次元描画部９が作成したオブジェクト図形イメージ６７を取得して、これを今作成したカラーテクスチャモードの３次元画像にマッピングする（Ｓ７５）。また、建物表示モードの場合には（Ｓ７６）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成し、今作成したカラーテクスチャモードの３次元画像の地面上に配置し表示する（Ｓ７７）。
【００４６】
図１５及び図１６はぞれぞれ、道路表示モード及び建物表示モードがオン、オフされたときの３次元描画部１１の動作を示す。
【００４７】
図１５に示すように、道路表示モードがオンされたときは（Ｓ８１）、２次元描画部９が作成したオブジェクト図形イメージ６７をポリゴン３次元地図画像にマッピングし（Ｓ８２）、オフされたときは、そのオブジェクト図形イメージ６７のマッピングを除去する（Ｓ８３）。
【００４８】
図１６に示すように、建物表示モードがオンされたときは（Ｓ９１）、３次元建物データ３７を用いて建物の３次元画像を作成してワイヤフレーム又はポリゴンの３次元画像の地面上に配置して表示し（Ｓ９２）、オフされたときは、その３次元建物画像の表示を除去する（Ｓ９３）。
【００４９】
以上のように、３次元画像表示で、２次元描画部９が描画したイメージを３次元画像に加えたり除去したり、３次元建物画像を加えたり除去したりすることにより、異なる表示モードの３次元地図画像を容易に表示することができる。
【００５０】
図１７及び図１８は、上記実施形態の変形例の要部の構成と動作を示す。
【００５１】
図１に示した３次元描画部１１は、異なった３次元表示モードを実現するために、図１７に示す２次元描画部９とシェーディング部１１１と建物表示部１１３とを選択的又は組み合わせて使用する。２次元描画部９は、前述したように背景イメージと道路などのオブジェクトのイメージとを描画する機能をもつ。シェーディング部１１１は、前述したシェーディングモードでのポリゴン３次元画像内のポリゴンの各頂点の色を決めて、ポリゴン内の各点の色を補完する機能をもつ。建物描画部は、前述した建物表示モードでの建物の３次元画像を生成し、建物の重心の標高を計算し３次元地図画像上に配置する機能をもつ。
【００５２】
３次元表示部１１は、ワイヤフレームモードでは図１２に示したような処理を行う。それ以外のモードでは、図１８に示すような処理を行う。すなわち、テクスチャモードがオンか否か判断し（ステップＳ１０１）、テクスチャモードがオンであれば、２次元描画部９を使って背景イメージを描き（ステップＳ１０３）、川や道路などの２次元オブジェクトのイメージを描き（Ｓ１０４）、それらのイメージをポリゴンの３次元地形画像にマッピングする。次に、シェーディングモードがオンになっているかチェックし（Ｓ１０５）、オンであれば、更にシェーディング部１１１を使用して、ポリゴン３次元地形画像のポリゴン頂点の色を決め、ポリゴン内の各点の色を補完してシェーディング効果を出す（Ｓ１０６）。次に、建物表示モードがオンになっているかチェックし（Ｓ１０７）、オンになっていれば、更に建物表示部１１３を使って、３次元建物画像を作成し３次元地形画像の表面上に建物が建つように描画する（Ｓ１０８）。このようにして、２次元描画部９とシェーディング部１１１と建物表示部１１３とを選択的に又は繋げて使用することにより、異なった３次元表示モードを実現する。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態はあくまで本発明の説明のための例示であり、本発明をこれら実施形態にのみ限定する趣旨ではない。従って、本発明は、上記実施形態以外の様々な形態でも実施することができるものである。地図だけでなく、他の様々な対象物のプレゼンテーションにも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】主として２次元画像生成に使用される対象物データベース１５内のデータの例を示す図。
【図３】３次元画像生成に使用される対象物データベース１５内のデータの例を示す図。
【図４】着色テーブル１７の構成を示す図。
【図５】３次元画像ウィンドウ４１の表示例を示す図。
【図６】２次元画像ウィンドウ７１の表示例を示す図。
【図７】補助的２次元画像ウィンドウ７１の表示例を示す図。
【図８】建物表示モードでの３次地図ウィンドウ４１の表示例を示す図。
【図９】表示制御部７の動作を示すフローチャート。
【図１０】２次元画像表示部９の動作を示すフローチャート。
【図１１】３次元画像表示部１１の動作を示すフローチャート。
【図１２】３次元画像表示部１１がワイヤフレームモードで描画するときの動作を示すフローチャート。
【図１３】３次元画像表示部１１がシェーディングモードで描画するときの動作を示すフローチャート。
【図１４】３次元画像表示部１１がカラーテクスチャモードで描画するときの動作を示すフローチャート。
【図１５】道路表示モードがオン、オフされたときの３次元描画部１１の動作を示すフローチャート。
【図１６】建物表示モードがオン、オフされたときの３次元描画部１１の動作を示すフローチャート。
【図１７】上記実施形態の変形例の要部の構成を示すブロック図。
【図１８】同変形例の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 表示アプリケーション
７ 表示制御部
９ ２次元描画部
１１ ３次元描画部
２３ 中心座標
２５ 表示範囲
Claims (6)
- 指定された中心座標又は表示範囲について対象物の２次元画像を描く２次元描画部と、
指定された中心座標又は表示範囲について前記対象物の３次元画像を描く３次元描画部と、
前記２次元画像と前記３次元画像を表示する表示部と、
前記２次元描画部と前記３次元描画部に対して、共通の中心座標又は共通の表示範囲を指定する表示制御部と、
ポリゴンの頂点の明度値及び標高値のセットにそれぞれ対応するカラー値が予め登録されている着色テーブルと、を備え、
前記３次元描画部は、予め用意されたシェーディング表現のための明度データを用いて前記ポリゴンで表した３次元画像を描画するシェーディング部を有し、
前記シェーディング部は、前記着色テーブルに登録されている前記カラー値を用いて、前記ポリゴンの各頂点の色を決定し、前記ポリゴンの表面内の各点の色を補間して描画する画像表示装置。 - 指定された中心座標又は表示範囲について対象物の２次元画像を描く２次元描画部と、
指定された中心座標又は表示範囲について前記対象物の３次元画像を描く３次元描画部と、
前記２次元画像と前記３次元画像を表示する表示部と、
前記表示部と並べて表示され、前記表示部とは別の補助的な補助的２次元画像表示部と、
前記２次元描画部と前記３次元描画部に対して、共通の中心座標を指定する表示制御部と、
ポリゴンの頂点の明度値及び標高値のセットにそれぞれ対応するカラー値が予め登録されている着色テーブルと、を備え、
前記３次元描画部は、予め用意されたシェーディング表現のための明度データを用いて前記ポリゴンで表した３次元画像を描画するシェーディング部を有し、
前記シェーディング部は、前記着色テーブルに登録されている前記カラー値を用いて、前記ポリゴンの各頂点の色を決定し、前記ポリゴンの表面内の各点の色を補間して描画するものであり、
前記補助的２次元画像表示部は、前記表示部に表示される前記２次元画像及び前記３次元画像と前記共通の中心座標を共有する２次元画像を、前記２次元画像及び前記３次元画像の縮尺とは独立した縮尺で表示させる画像表示装置。 - 前記３次元描画部が、前記２次元描画部が作成した２次元画像を、前記３次元画像の表面にマッピングするマッピング部を有する請求項１記載の画像表示装置。
- 共通の中心座標又は共通の表示範囲を表示制御部により指定するステップと、
前記共通の中心座標又は共通の表示範囲について対象物の２次元画像を２次元描画部によって描くステップと、
前記共通の中心座標又は共通の表示範囲について前記対象物の３次元画像を３次元描画部によって描くステップと、
前記２次元画像と前記３次元画像を表示部によって表示するステップと、
を有し、
前記３次元描画部によって３次元画像を描くステップは、予め用意されたシェーディング表現のための明度データを用いてポリゴンで表した３次元画像を描画するシェーディングモードを備え、
前記シェーディングモードでは、前記ポリゴンの頂点の明度値及び標高値のセットにそれぞれ対応するカラー値が予め登録されている着色テーブルを用いることにより、前記ポリゴンの各頂点の色を決定し、前記ポリゴンの表面内の各点の色を補間して描画するものである画像表示方法。 - 前記３次元描画部によって前記３次元画像を描くステップが、前記２次元描画部によって前記２次元画像を描くステップが作成した２次元画像を、前記３次元画像の表面にマッピングするステップを含む請求項４記載の画像表示方法。
- 共通の中心座標又は共通の表示範囲を表示制御部により指定するステップと、
前記共通の中心座標又は共通の表示範囲について対象物の２次元画像を２次元描画部によって描くステップと、
前記共通の中心座標又は共通の表示範囲について前記対象物の３次元画像を３次元描画部によって描くステップと、
前記２次元画像と前記３次元画像を表示部によって表示するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記３次元描画部によって前記３次元画像を描くステップは、予め用意されたシェーディング表現のための明度データを用いてポリゴンで表した３次元画像を描画するシェーディングモードを備え、
前記シェーディングモードでは、前記ポリゴンの頂点の明度値及び標高値のセットにそれぞれ対応するカラー値が予め登録されている着色テーブルを用いることにより、前記ポリゴンの各頂点の色を決定し、前記ポリゴンの表面内の各点の色を補間して描画するものである前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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