CN105103197B - 三维地图显示系统 - Google Patents

Abstract

一个目的是通过多个等级的地图数据的组合使用来显示三维地图。地图数据库130将地图数据存储在具有不同等级的细节的多个等级、例如等级LVa至LVc中。显示三维地图的过程将处于具有较高等级的地图细节的更细致等级的地图数据用于地图显示范围中接近视点预定距离的近视图区域，而将处于具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于远离所述预定距离的远视图区域。该过程通过透视投影来绘制远视图区域，清除深度缓冲器(所述深度缓冲器存储用于隐线去除的深度)，并且然后通过透视投影来绘制近视图区域。这避免了使用深度的不充分隐线去除在远视图图像与近视图图像之间被执行，并且由此避免近视图图像的部分被远视图图像遮掩的不自然现象。

Description

三维地图显示系统

技术领域

本发明涉及并发地使用多个地图数据来显示三维地图的三维地图显示系统。

背景技术

在例如导航系统或计算机的屏幕上显示的电子地图可以是三维地图，该三维地图以三维方式来表达特征、例如大楼。三维地图一般通过经由例如透视投影绘制三维模型来进行显示。

三维地图包括大量特征，以及地面也通过多边形来表达。这产生大量三维模型，并且可显著增加用于绘制三维地图的处理负荷。特别是在从高视点绘制鸟瞰图的情况下，地图的显示范围覆盖宽区域，使得用于显示的处理负荷可具有显著增加。

为了降低这种处理负荷，在显示三维地图以及更具体来说显示鸟瞰图地图的情况下，并发地使用具有不同等级的细节的多个地图数据。例如，专利文献1和2公开均适用于三维鸟瞰图地图的显示的技术，该些技术将地图显示范围垂直地划分为两个部分，使用详细地图数据来显示接近视点的下部区域，而使用具有较低等级细节的宽区域地图数据来显示远离视点的上部区域。

引文列表

专利文献

PTL 1：JP 4422125B

PTL 2：JP 3362533B

发明内容

技术问题

一般来说，地图数据被生成并且存储在分为预定尺寸的网格的划分中。从多个视点并且沿多种凝视方向来绘制地图。在多个地图数据的组合使用的情况下，地图显示上的边界不一定与地图数据的网格之间的边界一样，在地图显示上的边界处将要使用的地图数据发生切换。相应地，在通过多个地图数据的组合使用的地图的实际显示中，地图可通过使用地图显示上的边界附近的多个地图数据、按照重叠方式来绘制。这可因两个地图数据的失配或者图形引擎的显示过程而引起显示扰动，并且使地图显示的外观变糟。这个问题不是鸟瞰图的特性，而是通常可在驾驶员视图(只要多个地图数据用于显示地图，驾驶员视图从低视点来绘制三维地图)的情况下产生。这个问题也不局限于以网格为单位存储的地图数据，而在通过并发地使用多个地图数据的地图显示中为常见问题。

本发明的一个目的是例如在通过多个地图数据的组合使用来显示三维地图的情况下，在地图显示上的边界处避免显示扰动，并且改进地图显示的外观。

问题的解决方案

按照本发明，提供一种显示三维地图的三维地图显示系统，包括：地图数据库，将用于显示三维地图的地图数据存储在具有不同等级的地图细节的多个等级的每个；以及显示控制器，该显示控制器参考地图数据库，并且显示从所指定视点位置并且沿所指定凝视方向来显示三维地图。显示控制器并发地使用多个不同等级中的地图数据来绘制地图，使得处于具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于更远离视点位置的远视图区域，而处于具有较高等级的地图细节的较细致等级的地图数据用于更接近视点位置的近视图区域。显示控制器从远视图区域到近视图区域依次地绘制地图。显示控制器在先前绘制的地图之上绘制近视图区域，而与在先前绘制的地图上的每个点的深度无关。

本发明并发地使用处于具有不同等级的细节的多个等级中的地图数据。与处于具有较低等级的细节的较粗略等级的地图数据相比，处于具有较高等级的细节的更细致等级的地图数据存储更多数量的特征、例如大楼的数据。另一方面，处于具有较低等级的细节的较粗略等级的地图数据存储诸如主要道路和大楼之类的特征的数据。并发地用于绘图的地图数据可以是两个不同等级中的地图数据，或者可以是三个或更多不同等级中的地图数据。这些地图数据不一定以预定地理尺寸的网格为单位进行存储。

本发明在绘制三维地图中按照离视点位置的距离并发地使用多个不同等级中的地图数据。更具体来说，本发明将更粗略等级的地图数据用于更远离视点位置的更远视图区域，而将更细致等级的地图数据用于更接近视点位置的更近视图区域。这为用户提供针对近视图区域的充分地理信息，并且使宽区域地图能够以极小处理负荷针对远视图区域来显示。

一般来说，根据从三维图形中的视点的可见度，执行控制多边形的绘制的隐线去除。一般过程相应地执行显示过程，其中通过某种技术来记录从视点到多边形上的每个点的距离、即深度。但是，本发明在远视图区域之上绘制近视图区域，而与远视图区域中的每个点的深度无关。因此，近视图区域无条件地在远视图区域与近视图区域之间的边界优先绘制，而无需考虑是远视图区域还是近视图区域位于离三维模型中的视点的可见位置。隐线去除可通过考虑深度相对近视图区域中的每个点来执行。

本申请的发明人已经发现，相互重叠的区域的显示扰动归因于深度处理，在相互重叠的区域中通过使用两个地图数据所绘制的地图在通过多个地图数据的组合使用的三维地图显示中彼此重叠。当存在多个地图数据之间的失配时，将要在下层所绘制的远视图区域中的地面可能覆盖和遮掩通过使用两个地图数据所绘制的地图的重叠区域的近视图区域中的特征。甚至在准确的地图数据的情况下，类似问题也可因舍入误差而引起。当远视图区域与近视图区域之间存在高度(包括舍入误差)的完全匹配时，图形引擎无法清楚地确定远视图区域和近视图区域的哪一个将要以可见方式来绘制。这可使所产生图像不稳定地闪烁。

本发明绘制远视图区域，并且随后在先前绘制的远视图区域之上绘制近视图区域，而与远视图区域的深度无关。这避免由上述深度所引起的问题，并且使边界附近的显示稳定(在边界附近将要用于绘图的地图数据等级发生切换)，从而改进地图显示的外观。

本发明可采用如下技术：存储首先绘制的远视图区域的深度并且在绘制近视图区域的过程中忽略该深度。

但是，按照本发明的一个方面，显示控制器可以在用于绘制地图的地图数据等级的变化之前即刻清除存储每个点的深度的深度缓冲器，并且随后开始绘制下一区域。这通过简单方法避免深度所引起的潜在显示问题。

按照本发明的另一方面，显示控制器可控制显示器在预定范围中不绘制远离视点位置的远区域中的三维特征，该预定范围包括用于绘制地图的地图数据等级发生切换的区域的边界。

本发明在绘制近视图区域的过程中忽略远视图区域的深度。在边界附近的远视图区域中绘制的三维特征可能被近视图区域的地图不自然地遮掩。这个方面控制显示器不绘制边界附近的三维特征，以便避免这种潜在问题。

包括边界的预定范围可通过考虑例如近视图区域的范围任意设置。例如，当远视图区域与近视图区域之间的边界位于充分距离，则可以不在整个远视图区域之上绘制特征。换言之，只有表示地面的多边形才在远视图区域中绘制。这进一步简化远视图区域中的绘图。

按照本发明的另一方面，可允许显示控制器针对远视图区域跨更接近视点位置的相邻区域来绘制地图。

这消除了识别区域边界(在区域的边界中地图数据等级发生切换)并且针对远视图区域切去数据的需要，因而简化三维地图的显示过程。

按照本发明的另一方面，地图数据库中存储的地图数据可具有显示等级信息，该显示等级信息用于按照离视点位置的距离(与将要在三维地图中显示的各特征有关)来控制显示/非显示。显示控制器可通过使用按照离视点位置的距离指定为显示对象的特征、基于显示等级信息来显示地图。

这使各特征的显示/非显示能够按照离视点位置的距离比较容易地控制。显示等级信息的配置可任意设置。例如，显示等级信息可配置成指定用于显示特征的上限距离范围。这使接近视点位置的位置处的各特征在地图上显示，而使远离视点位置的特征没有被显示。这个上限距离范围可对例如地标等的主要特征来增加，而对例如普通房屋等的特征来减小。这使大量特征能够在离视点位置的近区域中详细地显示，而在远区域中仅使主要特征能够被显示。

作为另一个示例，显示等级信息可配置成指定用于显示特征的下限距离范围。这仅使离视点位置的距离等于或大于预定值的各特征被显示。这种显示等级信息与用于绘制远视图区域的地图数据的关联易于在绘制远视图区域的过程中避免三维特征在被近视图区域覆盖和遮掩的部分中被绘制，因而有利地避免潜在显示问题。

按照本发明，地图数据库可具有各种配置的任一种。

例如，地图数据库可针对地理尺寸的各网格来存储地图数据，该地理尺寸针对多个等级的每个来指定。针对各网格，地图数据库可存储三维地理尺寸等于或大于所指定尺寸的大尺寸特征的数据以及除了大尺寸特征之外的小尺寸特征的数据。地图数据库可按照使得以比网格要小的地理尺寸的单元格为单位可读的方式来存储小尺寸特征的数据。单元格可采取通过如下方式所定义的形状：地理上划分网格以使得各单元格中包含的特征的数据量不超过预定值。

这个方面将地图数据以网格为单位进行存储，并且因而促进管理和读取。网格尺寸在地图数据的各等级有所不同。

这个方面将特征存储在分为单元格的另一划分中。并非所有特征存在于网格中，而是只有小尺寸特征存储在各单元格中。例如，诸如道路等的长特征和占据宽区域的特征(诸如海等)可被看作是大尺寸特征，以及占据窄二维区域的特征、诸如大楼等可被看作是小尺寸特征。

在城市区域，存在诸如大楼等的特征集中的建成区域。特征的数据量在这类建成区域中显著增加。如果以网格为单位读取数据，则需要甚至在除了建成区域之外的某个网格的部分用于地图显示时也读取大数据量。这增加地图显示中的处理所需的时间。另一方面，本发明按照使得以单元格为单位可读的方式将地图数据存储在分为单元格的再分中。这仅实现地图显示所需的网格的一部分，因而改进地图显示中的效率。

本发明可以不一定包括上述所有种类的特征，而是可通过部分省略这些特征或者通过这些特征的组合来适当配置。

本发明还可配置为由计算机所执行的、显示三维地图的三维地图显示方法以及配置为使计算机显示三维地图的计算机程序。本发明还可配置为计算机可读非暂时存储介质，其中存储这种计算机程序。

附图说明

[图1]图1是示出三维地图显示系统的配置的简图；

[图2]图2是示出地图数据库的单元格结构的简图；

[图3]图3是示出地图数据库的数据结构的简图；

[图4]图4是地图显示过程的流程图(1)；

[图5]图5是地图显示过程的流程图(2)；以及

[图6A]图6A是示出三维地图的显示示例的简图。

[图6B]图6B是示出三维地图的显示示例的简图。

[图6C]图6C是示出三维地图的显示示例的简图。

[图6D]图6D是示出三维地图的显示示例的简图。

[图6E]图6E是示出三维地图的显示示例的简图。

具体实施方式

第一实施例

下面描述通过使用个人计算机在其显示器上显示三维地图来配置为三维地图显示系统的本发明的一实施例。本发明可适用于作为另一个装置、例如路线搜索/路线引导装置中的三维地图显示功能所结合的方面。

A.系统配置

图1是示出三维地图显示系统100的配置的简图。三维地图显示系统100作为通过响应用户指令而使用个人计算机在其显示器上显示三维地图所配置的系统来提供。

这个实施例示出使用个人计算机的独立类型系统，但是三维地图显示系统100可配置为一种系统，其中存储地图数据库130和其他所需数据的服务器通过网络与个人计算机连接。用来显示地图的终端并不局限于个人计算机，而可以是各种终端的任一种，例如平板终端、蜂窝电话或智能电话。

三维地图显示系统100具有如所示的多种功能块。这些功能块可通过安装实现相应功能的软件来配置，但是可以部分或完全通过硬件来配置。

地图数据库130存储地图数据(该地图数据包括指示例如特征的三维形状的三维模型)以便显示三维地图。按照这个实施例，地图数据可划分地存储在如所示的多个等级LVa至LVc中。各等级中的数据通过划分为预定尺寸的网格来管理。等级LVc存储具有最高等级细节的数据，即，甚至存储窄街道和小特征的数据。等级LVc不可缺少地具有大数据量，并且因而通过划分为较小网格来管理。等级LVb具有比等级LVc略低等级的细节。等级LVb存储标准尺寸道路和大楼的数据，其中省略了例如窄街道等数据。等级LVb的网格尺寸设置成比等级LVc的网格尺寸要大。等级LVa具有更低等级的细节，并且仅存储例如主要道路(例如高速公路)和识别为地标的主要大楼的数据。等级LVa的网格尺寸设置成比等级LVb的网格尺寸大得多。

地图数据如上所述划分地存储在多个等级中，但是各特征的数据不是有选择地存储在这些等级之一中。例如，识别为地标的主要大楼通常存储在所有等级LVa至LVc中。换言之，各等级中的数据能够用来以与该等级对应的该等级细节来显示地图。

按照这个实施例，地图数据通过作为网格的再分的单元格来管理。稍后将描述这个单元格结构。

命令输入段110接收与三维地图的显示有关的用户指令。用户指令包括例如用于显示地图的指令，例如视点位置、凝视方向和显示范围(标度)。

地图数据读取段120用来从地图数据库130中读取地图数据。等级/网格指定段121按照用户指令、例如视点位置来指定哪一个等级和数据的哪一个网格将要用于地图数据库130。单元格指定段122指定数据的哪一个单元格将要用于等级/网格指定段121所指定的网格中。地图数据读取段120从所指定网格和所指定单元格来读取用于显示地图的数据。

按照这个实施例，多个等级中的地图数据组合地用来显示一个三维地图。稍后将描述控制地图数据的组合使用。

显示控制器140使用地图数据库130的地图数据来显示三维地图。

按照这个实施例，过程将地图分为两个区域，即，远离视点位置的远视图区域以及接近视点位置的近视图区域，并且将不同等级的地图数据用于相应区域，以显示三维地图，如以下所述。

显示/非显示指定段141按照离视点位置的距离来指定地图数据中存储的各特征的显示或者非显示。这个过程对远视图区域和近视图区域是共同的。

远视图绘图段142绘制远视图区域的地图。这个实施例的过程通过从所指定视点位置的透视投影来绘制鸟瞰图。地图备选地可从低视点位置来绘制。在三维绘图中，从视点的投影中的每个点的距离(即深度)存储在深度缓冲器中，以用于隐线去除目的。在绘制远视图区域的过程中，每个点的深度存储在深度缓冲器中。

深度缓冲器清除段143初始化绘制远视图区域的过程中存储的深度缓冲器的值。这个过程使所绘制的远视图区域构成一个没有三维显著性的二维背景图像。

近视图绘图段144在深度缓冲器的初始化之后绘制近视图区域的地图。与绘制远视图区域所用相同的视点和相同的投影技术被用于绘制近视图区域。在近视图绘图的过程中，每个点的深度新近存储在深度缓冲器中，以及隐线去除基于这个存储来执行。远视图区域只被看作是背景图像，使得近视图区域在远视图区域之上绘制。

B.地图数据库的配置

下面描述按照本实施例的地图数据库的配置。如先前所述，按照这个实施例，地图数据在具有不同等级细节的多个等级中提供(图1)。在各等级，地图数据以预定地理尺寸的网格为单位进行存储。在各网格中，单元格定义为基于将要存储的相应特征的尺寸及其数据量的网格的划分，使得数据以单元格为单位进行存储。下面首先描述单元格的概念，并且随后描述数据结构。

图2是示出地图数据库的单元格结构的简图。左边图示是构成地图数据的网格的示例。

表示各种特征的形状的特征数据存储在网格中。在所示示例中，池塘、道路、铁路和多个大楼的特征数据存储在网格中。相应特征具有不同的二维尺寸。例如，道路是位于网格中的基本上整个区域之上的“长”特征。较大二维尺寸的这类特征在本文中称作大尺寸特征。池塘和铁路是中等尺寸的特征，其占据网格中的较宽区域(以下称作“中等尺寸特征”)。大尺寸特征与中等尺寸特征之间的分类不是通过特征的属性明确确定的，而是可基于相应特征在网格中占据的实际尺寸来确定的。例如，当存在比图2所示要大的池塘时，池塘可分类为大尺寸特征。

除了这些大尺寸特征和中等尺寸特征之外的较小二维尺寸的其他特征和大楼被指定为小尺寸特征。

这个实施例根据如上所述的二维尺寸来分类特征，并且随后将单元格设置为用于特征的管理的单位。

具有与网格相同尺寸的单元格1(C1)设置用于大尺寸特征，如右边图示所示。具有比网格要小的尺寸的两个单元格2(C21和C22)设置用于中等尺寸特征。备选地，具有单元格C21和C22的总尺寸的单元格可用于中等尺寸特征。单元格2是否划分为两个单元格C21和C22基于各单元格中包含的数据量是否超过预定上限的确定。当池塘和铁路的特征数据的总数据量超过为单元格2所设置的上限时，特征数据划分为待管理的两个单元格C21和C22。另一方面，当总数据量没有超过上限时，特征数据在具有单元格C21和C22的总尺寸的一个单一单元格中进行管理。这样，单元格C21和C22的形状基于相应单元格中包含的特征的尺寸以及相应单元格中的特征的数据量来确定。

小尺寸特征、例如大楼的特征数据类似地划分为待管理的两个单元格3(C31和C32)。单元格C31和C32的形状也基于相应单元格中包含的特征的形状和数据量来确定。在图2的所示示例中，没有为各大楼设置各单元格3，而是两个大楼存储在单元格31中并且四个大楼存储在单元格32中。这指示各单元格中存储的这多个大楼的总数据量没有超过为该单元格所设置的上限。

左边图示所示的单点链线指示单元格2，以及虚线指示单元格3。这样，一个网格中的特征数据划分为待管理的多个单元格。在图2的所示示例中，特征数据分类为特征的三个编组、即大尺寸特征、中等尺寸特征和小尺寸特征，以及针对特征的相应编组设置单元格。按照修改，特征数据可分类为特征的两个编组、即大尺寸特征和小尺寸特征，以及可以仅为小尺寸特征设置单元格。

按照本实施例，单元格不是通过简单地基于地理区划划分网格中的特征来定义，而是将特征分类为多个编组、例如大尺寸特征和小尺寸特征，以及针对特征的相应编组设置单元格。相应地，仅读取针对特征的任一编组所设置的单元格、例如仅读取用于存储小尺寸特征的单元格3不允许地图的显示。需要读取全部单元格1至3，以便适当地显示地图。在单元格C31中存储的数据对地图的某个显示范围是充分的并且单元格C32中存储的数据超出某个显示范围的情况下，实现本实施例的过程以忽略读取单元格C32。这降低用于显示地图的处理负荷。

图3是示出地图数据库的数据结构的简图。

地图数据库按如图1所示的多个等级来管理。

在各等级的数据由预定地理尺寸的多个网格组成。

各网格划分为用于存储大尺寸特征的单元格1、用于存储中等尺寸特征的单元格2以及用于存储小尺寸特征的单元格3，如图2所示。可适当地省略单元格2。可采用四个或更多等级中的单元格结构。

各特征的数据结构针对单元格1作为示例示出。对各特征存储如所示的多种数据，如下所示：

“特征ID”指示特征的唯一标识信息；

“名称”指示特征的名称；

“位置”指示特征的代表点的位置。例如，位置可通过特征的二维形状中的重心的坐标值来指定。

“形状”是表示特征的二维或三维形状的多边形数据；

“类型”是与特征的类型有关的信息，例如“大楼”或“公路”；以及

“显示等级”是用来按照地图的显示中离视点的距离来控制特征的显示/非显示的信息。按照这个实施例，如所示，显示等级通过整数值0至3其中之一来指定。显示等级“0”指示位于从视点到距离D1(其比较接近视点)的范围中的特征的显示。类似地，显示等级“1”指示位于从视点到距离D2的范围中的特征的显示，以及显示等级“2”指示位于从视点到距离D3的范围中的特征的显示。显示等级“3”指示与离视点的距离无关的特征的显示，因为没有指定距离的上限。

显示范围的示例在图示中示为加阴影范围。在为特征设置显示等级“2”时，显示范围是比距离D3要短的范围，即，图示中的加阴影范围。

C.地图显示过程

下面描述用于显示地图的地图显示过程。这个地图显示过程主要由图1所示的显示控制器140来执行，并且由作为硬件配置的地图显示系统100的CPU来执行。

图4和图5是地图显示过程的流程图。

当触发地图显示过程时，地图显示系统100的CPU输入与视点、凝视方向和显示标度有关的用户指令(步骤S10)。缺省设定可用于这些指令。

CPU随后相对将要读取哪一个地图数据来识别等级和网格(步骤S12)。示出识别网格的过程。

本实施例并发地将不同等级的两个地图数据用于两个区域、即远视图/近视图区域，以显示地图。CPU首先基于用户所指定的显示标度来识别各区域、即远视图/近视图区域的等级。例如，当宽区域显示指定为显示标度时，可分别为远视图区域和近视图区域选择图1所示的等级LVa和等级LVb。另一方面，当详细显示指定为显示标度时，可分别为远视图区域和近视图区域选择图1所示的等级LVb和等级LVc。

在等级的选择之后，CPU基于视点和凝视方向将网格识别为在各等级的地图数据的读取对象。示出识别网格的过程。开始于视点的扇形范围是地图的显示范围。比较接近视点的加阴影区域是近视图区域，以及白色远区域是远视图区域。

在处于为近视图区域所选择的等级的地图数据中，与近视图区域重叠的网格、即通过虚线所示的九个网格是近视图区域的地图数据的读取对象。类似地，关于远视图区域，与远视图区域重叠的网格、即通过实线所示的两个网格是远视图区域的地图数据的读取对象。

按照这个实施例，近视图区域的地图图像在远视图区域的地图图像之上绘制，如稍后所述。相对远视图区域，因此不需要将地图数据的读取范围限制到远视图区域。例如，可读取开始于视点附近并且包括近视图区域和远视图区域两者的范围，以及远视图区域可通过使用这整个范围来绘制。

CPU随后基于地图显示位置和凝视方向来识别(相对将要读取地图数据的)单元格(步骤S14)。示出识别单元格的方法。

在这里假定网格M1和M2通过步骤S12的过程来识别为读取对象。如虚线所示，为网格M1定义单元格C1至C6。如虚线所示，为网格M2定义单元格C7至C11。CPU将与地图显示范围V(这个范围示为矩形，但是从技术上来说在透视投影中它是扇形区域)重叠的单元格识别为网格M1和M2中包含的单元格C1至C11之中的读取对象。因此，单元格C4至C9在所示示例中识别为读取对象。

这个实施例以单元格为单位识别读取对象，并且由此消除读取整个网格M1和M2的地图数据的需要。这有利地减少读取地图数据所需的时间。

CPU从所识别单元格中读取具有满足显示等级的离视点的距离的特征数据(步骤S16)。例如，如图3所示，显示等级“2”指示位于从视点到距离D3的范围中的特征的显示。当特征位于更远离与视点的距离D3时，这个特征不包括在读取对象中。从视点到用于这种判定的特征的距离可对各特征单独计算，或者可使用单元格的代表点(例如最接近视点的单元格边界上的点)来计算。

代替上述过程，修改过程可从所识别单元格中读取所有特征数据，并且随后基于显示等级来控制各特征的显示/非显示。

在读取特征数据之后，CPU通过透视投影来绘制远视图区域(步骤S18)。这个实施例从高视点来绘制鸟瞰图，但是备选地可绘制从低视点的驾驶员的视角图。处于远视图区域的等级的地图数据用于这个过程。

步骤S18的过程将每个点的深度存储到深度缓冲器中，并且执行隐线去除。

将绘制远视图区域的过程控制成不绘制远视图区域与近视图区域之间的边界附近中的三维特征。这种控制的特定过程可设置非显示区域(其中在远视图区域与近视图区域之间的边界附近没有要显示的特征)，并且确定各特征是否包含在这个非显示区域中。另一个可用过程可以不绘制任何特征，而是仅绘制表示远视图区域中的地面的多边形。

在完成绘制远视图区域时，CPU清除深度缓冲器(步骤S20)。这使远视图区域中的图像(以下称作“远视图图像”)只指示二维背景图像而没有深度信息的信息。

CPU随后通过透视投影来绘制近视图区域(步骤S22)。绘制近视图区域中的透视投影的视点和凝视方向与绘制远视图区域中的视点和凝视方向相同(步骤S18)。在步骤S22使用处于近视图区域的等级的地图数据。

由于清除深度缓冲器，所以近视图区域中的图像(以下称作“近视图图像”)在远视图图像之上和前面绘制。深度在近视图图像的透视投影过程中新近存储在深度缓冲器中，使得隐线去除对近视图区域充分地执行。

下面描述绘制远视图区域的过程中设置的非显示区域的意义。

如上所述，这个实施例通过清除深度缓冲器，来使近视图图像在远视图图像之上绘制。如果三维特征在远视图图像与近视图图像之间的边界附近来绘制，则三维特征的部分可能不自然地被近视图图像覆盖。如上所述，本实施例的过程设置边界附近的远视图区域中的非显示区域，以防止任何三维特征在边界附近被绘制，因而避免这种潜在问题。非显示区域的尺寸可通过考虑近视图图像在远视图图像之上绘制的范围来任意设置，以实现这个目的。

D.三维地图的显示示例和有利效果

图6是示出三维地图的显示示例的简图。

图6A示出示范远视图图像。在这个所示示例中，从视点附近到远距离的整个范围(包括近视图区域)被绘制为远视图区域。虽然在这个所示示例中，只有地面主要绘制为远视图图像，但是远视图图像可包括多个特征。

图6B示出示范近视图图像。没有绘制远视图图像。所绘制的图像是自视点的标度范围(设置为图4的步骤S12所示的近视图区域)中的透视投影图像。在近视图区域中，道路通过鸟瞰图来绘制，以及主要特征以三维方式来绘制。

图6C示出近视图图像叠加在远视图图像上的状态。这是按照这个实施例所提供的三维地图。高山显示为远区域中的远视图图像，而道路和大楼在离视点的近区域中绘制。

图6D示出比较示例的图像，其中近视图图像在远视图图像的绘制之后没有清除深度缓冲器的情况下绘制。近视图图像中将要绘制的道路很难绘制，并且三维特征不自然地存在于这个图像中。

图6E是示出装置缓冲器的效果的简图。地面a表示远视图区域中的地面，以及地面b表示近视图区域中的地面。远视图区域的地图数据和近视图区域的地图数据分别包括误差。两个地图数据的叠加相应地可使地面在相应点具有不同高度。如果近视图区域在远视图区域的绘制之后没有清除深度缓冲器的情况下绘制，则在远视图图像与近视图图像之间执行隐线去除。因此，近视图图像在远视图区域的地面位于比近视图区域的地面要高的位置的部分中被远视图图像的地面覆盖和遮掩。这产生如图6D所示的不自然图像。

深度缓冲器的效果并不局限于存在如上所述的不同等级的地图数据之间的失配的情况。甚至当不同等级的地图数据完全匹配时，显示过程中的舍入误差的效果可引起如图6E所示的地面的高度的失配。当不同等级的地图数据之间存在地面的高度的完全匹配时，这表示多个多边形在相同深度的点存在。因此，图形引擎无法清楚地确定多边形的哪一个将要以可视方式绘制。这可引起图像不稳定地闪烁的现象。

本实施例的三维地图显示系统在绘制远视图图像之后清除深度缓冲器，由此避免这种潜在问题，并且使良好外观的三维地图甚至在多个等级的地图数据的组合使用的情况下也能够被显示。多个等级的地图数据的组合使用消除针对远视图区域来读取详细地图数据的需要。这为近视图区域提供充分详细信息，并且将低数据量的地图数据用于远视图区域，因而使地图能够有效地绘制。

另外，本实施例不仅将地图数据以网格为单位进行存储，而且将地图数据以作为各网格的划分的单元格为单位进行存储。这对显示地图而言避免读取不必要的数据，并且减少显示地图的数据读取所需的时间。

以上描述了本发明的实施例。

本发明的三维地图显示系统可以不一定具有上述实施例的全部功能，而是可以仅具有这类功能的部分。本发明的三维地图显示系统可具有除了以上所述之外的附加功能。

本发明并不局限于上述实施例，而是可通过本发明的范围之内的多种配置来实现。例如，本实施例中通过硬件所配置的部分可通过软件配置来实现，反之亦然。

工业适用性

本发明可适用于通过多个等级的地图数据的组合使用来显示三维地图。

参考标号列表

100 三维地图显示系统

110 命令输入段

120 地图数据读取段

121 等级/网格指定段

122 单元格指定段

130 地图数据库

140 显示控制器

141 显示/非显示指定段

142 远视图区域绘图段

143 深度缓冲器清除段

144 近视图区域绘图段

Claims (7)

1.一种显示三维地图的三维地图显示系统，包括：

地图数据库，将用于显示三维地图的地图数据存储在具有不同等级的地图细节的多个等级的每个；以及

显示控制器，参考所述地图数据库，并且显示从所指定视点位置并且沿所指定凝视方向所查看的三维地图，其中

所述显示控制器并发地使用处于多个不同等级中的地图数据来绘制地图，使得处于具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于更远离所述视点位置的远视图区域，而处于具有较高等级的地图细节的较细致等级的地图数据用于更接近所述视点位置的近视图区域，其中，所述显示控制器针对所述远视图区域跨更接近所述视点位置的相邻区域来绘制地图，

所述显示控制器从所述远视图区域到所述近视图区域依次地绘制所述地图，以及

所述显示控制器，根据不同等级的地图数据，在先前绘制的地图之上绘制所述近视图区域，而与在所述先前绘制的地图上的每个点的深度无关。

2.如权利要求1所述的三维地图显示系统，其中

所述显示控制器在用于绘制所述地图的所述地图数据的等级变化之前即刻清除存储每个点的所述深度的深度缓冲器，并且随后开始绘制下一区域。

3.如权利要求1或2所述的三维地图显示系统，其中

所述显示控制器控制显示器在包括区域的边界的预定范围中不绘制远离所述视点位置的远视图区域中的三维特征，在区域的边界中用于绘制所述地图的所述地图数据的等级发生切换。

4.如权利要求1所述的三维地图显示系统，其中

所述地图数据库中存储的所述地图数据具有显示等级信息，该显示等级信息用于针对将要在所述三维地图中显示的各特征，按照离所述视点位置的距离来控制显示或不显示，以及

所述显示控制器通过使用一特征、基于所述显示等级信息来显示所述地图，该特征按照离所述视点位置的所述距离被指定为显示对象。

5.如权利要求1所述的三维地图显示系统，其中

所述地图数据库针对为所述多个等级的每个所指定的地理尺寸的各网格来存储所述地图数据，以及

针对各网格，

所述地图数据库存储二维地理尺寸等于或大于所指定尺寸的大尺寸特征的数据以及除了所述大尺寸特征之外的小尺寸特征的数据，

所述地图数据库按照使得以比所述网格要小的地理尺寸的单元格为单位可读的方式来存储所述小尺寸特征的数据，以及

所述单元格采取通过地理上划分所述网格所定义的形状，以使得各单元格中包含的所述大尺寸特征以及小尺寸特征的数据量不超过预定值。

6.一种由计算机所执行以显示三维地图的三维地图显示方法，其中，所述计算机具有地图数据库，所述地图数据库将用于显示三维地图的地图数据存储在具有不同等级的地图细节的多个等级的每个，

所述三维地图显示方法包括：

参考所述地图数据库，并且显示从所指定视点位置并且沿所指定凝视方向所查看的三维地图，

所述显示三维地图包括：

并发地使用多个不同等级中的地图数据来绘制地图，使得处于具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于更远离所述视点位置的远视图区域，而处于具有较高等级的地图细节的较细致等级的地图数据用于更接近所述视点位置的近视图区域，并且针对所述远视图区域跨更接近所述视点位置的相邻区域来绘制地图；

从所述远视图区域到所述近视图区域依次地绘制所述地图，以及

根据不同等级的地图数据，在先前绘制的地图之上绘制所述近视图区域，而与在所述先前绘制的地图上的每个点的深度无关。

7.一种存储计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序使计算机显示三维地图，其中所述计算机具有地图数据库，所述地图数据库将用于显示三维地图的地图数据存储在具有不同等级的地图细节的多个等级的每个，

所述计算机程序使所述计算机实现显示控制功能，所述显示控制功能参考所述地图数据库并且显示从所指定视点位置并且沿所指定凝视方向所查看的三维地图，

所述显示控制功能包括下列功能：

并发地使用多个不同等级中的地图数据来绘制地图，使得处于具有较低等级的地图细节的较粗略等级的地图数据用于更远离所述视点位置的远视图区域，而处于具有较高等级的地图细节的较细致等级的地图数据用于更接近所述视点位置的近视图区域，并且，针对远视图区域跨更接近所述视点位置的相邻区域来绘制地图；

从所述远视图区域到所述近视图区域依次地绘制所述地图，以及

根据不同等级的地图数据，在先前绘制的地图之上绘制所述近视图区域，而与在所述先前绘制的地图上的每个点的深度无关。