CN107004295A - 纹理生成系统 - Google Patents

Abstract

通过在地物的表面随机地排列单位纹理，在抑制处理负荷的同时，生成真实感强的纹理。对于建筑物等地物，以1个或多个窗为单位，准备表示点灯状态的ON图像、表示熄灯状态的OFF图像这样的单位纹理。此外，除了纹理之外，另外准备每个像素保存有0或1的二值的矩阵。在建筑物的表面贴附纹理时，确定与建筑物对应的单位纹理的排列数(横2×纵3等)，从矩阵的任意部分获取与该排列对应的像素。然后，根据保存于矩阵的1、0的值选择ON图像、OFF图像并贴附于建筑物的表面。通过这样操作，作为建筑物的外观，可在抑制处理负荷的同时，生成随机地混合存在点灯、熄灯的状态的真实感强的纹理。

Description

纹理生成系统

技术领域

本发明涉及生成表示地物外观的纹理的纹理生成系统。

背景技术

作为导航装置或计算机的画面等所用的电子地图，有三维地表现建筑物等地物的三维地图。三维地图中，通过三维模型表示地物的三维形状，在其表面贴附表示地物外观的纹理，从而提高真实感。纹理并非地物的整体外观，有时也仅对于窗等部分生成。专利文献1揭示了，对于楼宇之类的建筑物，以各层等要素单位事先准备纹理，根据层数重复适用该纹理，从而形成整个壁面的纹理的技术。

近年来，对于提高三维地图的真实感的要求越来越高，还要求在三维地图中不仅表示昼景(白天的情景)，还表示夜景。夜景的情况下，楼宇的窗会混合存在灯光点亮的部分和灯光熄灭的部分。为了提高夜景的真实感，需要准备使灯光点亮、灯光熄灭混合存在的纹理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-362184号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

为了提高夜景的真实感，希望随机地配置灯光点亮、灯光熄灭。作为一种方法，如果准备分别表示建筑物的窗的点灯/熄灯的2种类的纹理，对于每个窗利用随机数选择点灯/熄灯的2种类的纹理并进行配置，那么能够表现整体上随机的点灯状态。但是，三维地图包含大量的建筑物，因此这样的方法中，用于表现夜景的处理负荷巨大。

作为减轻所述处理负荷的方法，考虑了以多个窗排列的组单位，准备多种类的表示点灯/熄灯的图案的纹理，通过随机数分开使用的方法。以下示出具体例子。

图11是示例使用2种类的点灯图案的夜景的三维地图的说明图。这个例子中，如图的上侧所示，将横2列×纵4层的8个窗作为组。图中以阴影线表示的窗表示熄灯。图案A是最下面的层和倒数第2层右侧的窗熄灯，其他窗点灯的状态的纹理。图案B是下面2层的窗熄灯，其他窗点灯的状态的纹理。在图的下侧示出了通过随机数配置这些点灯图案来表示夜景的例子。但是，如果仔细地观察这个例子，在建筑物的加框的部分看出图案A、图案B，由此而在很大程度上破坏真实感。

即，如果为了提高真实感而对于每个作为最小单位的窗使用随机数则会使处理负荷巨大，相反地，如果为了减轻处理负荷而以多个窗排列的组单位分开使用纹理则会破坏真实感。同样的问题不仅限于以窗为对象的情况，也不仅限于夜景。对于树木，也可以准备表示枝条或叶子的纹理等可适用于树木的部分的多种类的单位纹理，在随机地选择单位纹理的同时生成整体的纹理。对于山、田地、云等也同样。上述的问题在选择多种类的纹理并且可适用的各种地物中都同样会产生。

本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种纹理的生成方法，该方法兼顾了“处理负荷的抑制”和“由避免规律性带来的真实感的提高”。

解决技术问题用的手段

本发明可作为纹理生成系统而构成，该纹理生成系统是生成在三维地图中表示地物外观的纹理的纹理生成系统，其中，具备：

地图数据库，存储表示所述地物的三维形状的三维模型和选择性地能够适用于该地物的多种类的单位纹理；

矩阵存储部，存储对于每个像素存储了控制所述单位纹理的选择的控制值的规定尺寸的矩阵；以及

纹理生成部，通过将多个所述单位纹理排列并贴附，从而生成构成所述三维模型的多边形的纹理，

该纹理生成部

使所述多边形中的所述排列的各位置与所述矩阵的像素具有对应关系，

基于与所述各位置对应的所述矩阵的控制值，选择多种类的所述单位纹理的任一种，

在所述各位置将分别选择的单位纹理排列并贴附。

如果采用本发明，则作为表示三维模型的外观的纹理，可生成单位纹理随机配置的纹理。此外，单位纹理的选择中使用存储于矩阵的控制值，因此不需要进行对于每个三维模型的部位产生随机数等的处理，可抑制处理负荷。其结果是，对于单位纹理的配置，不易察觉规律性，对于地物可表现出更自然的外观。

三维地图中，存在大量需要适用纹理的三维模型，因此通过使用矩阵而产生的处理负荷的减轻效果非常大。

矩阵的尺寸可任意地设定。如果增大其尺寸，则多边形上的各位置与矩阵的像素的对应关系变得多样，因此也可使所选择的单位纹理的配置图案更多样化。

可采用各种方法来使多边形上的各位置与矩阵的像素具有对应关系。例如，可以在矩阵上确定基准点，使其与多边形上的与排列相应的区域对应。将单位像素在多边形上以横2×纵3的排列进行配置的情况下，是使基准点周围的2×3像素与各位置分别对应的方法。对于多边形上的各位置，不需要分配矩阵上的连续的区域。例如，可采用将多边形上的各位置以规定的函数进行坐标变换成矩阵上的像素的方法。

矩阵不一定是单一种类，可以分开使用多种类。但是，从减轻自存储器读出矩阵的处理的观点来看，与准备多个矩阵相比，较好是准备单一的大尺寸的矩阵。

本发明中的纹理的“生成”包括：生成将单位纹理排列而成的1张纹理图像的形态、和选择单位纹理并直接贴附于三维模型的形态这两者。

作为可适用本发明的三维模型，例如可考虑如图11中例示的建筑物、树木、山、田地、云等。建筑物的情况下，作为单位纹理，可准备表示窗的点灯/熄灯状态的纹理。可准备点灯、熄灯这2种类的纹理，也可准备表示多个窗的点灯图案的3种类以上的纹理。树木的情况下，作为单位纹理，可准备表示各种状态的枝条或叶子等的纹理。并且，通过在树木的树干周围选择这些单位纹理并进行配置，从而可表现多种多样的树木。可以将单位纹理彼此重叠配置。山和田地也同样，准备表示树木和作物等的各种状态的单位纹理即可。云的情况下，可准备表示白色、灰色等一片云的各部位的各种颜色的纹理。如果对于云的各部分选择这些纹理来进行配置，则可容易地表现混杂了各种颜色的多种多样的云。可以将单位纹理彼此重叠配置。除此之外，本发明还可适用于多种多样的三维模型。

本发明中，保存于矩阵的控制值可采用各种各样的形态。

例如，所述矩阵可以存储与所述单位纹理的各种类一一对应的控制值。

例如，准备2种类的单位纹理时，是控制值也为2种类的形态。并不一定需要是像0和1这样连续的值，可采用10和100等任意的值。准备3种类的单位纹理时，控制值也为3种类即可。

如果像这样事先使单位纹理与控制值一一对应，则可根据矩阵的控制值迅速唯一地确定单位纹理，因此能够进一步减轻处理负荷。

此外，本发明中可以是：

所述矩阵存储着比所述单位纹理的种类数更宽数值范围的控制值，

所述纹理生成部通过所述控制值与规定的阈值的比较，将所述控制值量化为所述单位纹理的种类数并进行所述选择。

例如，是保存0～255的范围内的任一值作为控制值的形态。准备2种类的单位纹理的情况下，根据阈值与控制值的大小关系，选择任一单位纹理即可。准备3种类的单位纹理的情况下，准备值不同的第一阈值、第二阈值(第一阈值＜第二阈值)，分成(1)控制值＜第一阈值的情况、(2)第一阈值≤控制值＜第二阈值的情况、(3)第二阈值≤控制值的情况，对3种类的单位纹理进行选择即可。上述形态中具有如下优点：控制值的范围和阈值可任意地设定，可根据这些设定而灵活地设定使用单位纹理的比例。

使用阈值的情况下，

所述纹理生成部可以根据规定的条件改变所述阈值来进行所述选择。

通过这样操作，具有可根据条件改变使用单位纹理的比例，能够生成多种多样的纹理的优点。例如，对于建筑物准备表示窗的点灯/熄灯的2种类的纹理的情况下，通过根据时间改变阈值，可以表现几乎所有窗都点灯的黄昏后的状态、或几乎所有窗都熄灯的夜间的状态等多种多样的夜景。

与怎样选择单位纹理无关地，

所述纹理生成部都可以对于每次所述纹理的生成，使所述排列的各位置与所述矩阵的像素的对应关系改变。

通过这样操作，每次生成纹理时，可使用矩阵的不同像素、即不同的控制值，能够使单位纹理的排列更多样地变化。对于对应关系而言，例如，可按照作为生成纹理的对象的地物不同而改变，对于同一地物也可按照生成纹理的多边形不同而改变。

使对应关系改变的方法也可采用各种形态。例如，将矩阵的基准点周围的像素对应的形态中，改变基准点的位置即可。基准点的位置可规律地改变，也可基于随机数等改变。此外，通过函数将排列的各位置与像素对应的情况下，可改变用于确定对应关系的函数。

此外，本发明中，单位纹理的形态也多种多样。

所述单位纹理作为将多种类的所述单位纹理以不相互重叠的方式配置而成的单一的整合（統合）纹理被存储，

所述纹理生成部可以根据所述选择，将所述整合纹理中与所选择的单位纹理对应的部分贴附。

假设多种类的单位纹理作为个别的图像数据准备的情况下，有时需要根据选择结果读出各个单位纹理的处理。相对于此，上述形态中，准备将多种类的单位纹理配置而成的整合纹理，因此只要将整合纹理读入存储器，就不需要反复进行与单位纹理的选择结果对应的读入操作，可减轻处理负荷。

整合纹理中，单位纹理并不一定要无间隙地配置，单位纹理之间可存在间隙。

整合纹理不仅限于1个。使用非常多的单位纹理的情况下，可将单位纹理分成多个组，对于每组准备整合纹理。

本发明中，并不一定要具备所有上述的各种特征，可适当将其一部分省略或组合而构成。

本发明不仅是作为纹理生成系统的构成，还可作为伴有这样的纹理生成的三维地图显示系统而构成。此外，也可作为通过计算机生成纹理的纹理生成方法或者三维地图的显示方法而构成。本发明还可作为用于让计算机执行纹理的生成或三维地图的显示的计算机程序而构成。此外，也可作为记录了所述计算机程序的计算机可读取的记录介质而构成。

附图说明

图1是表示三维地图显示系统的构成的说明图；

图2是表示地图数据库的结构的说明图；

图3是三维地图显示处理的流程图；

图4是夜景纹理生成处理的流程图；

图5是表示单位纹理的选择方法的说明图；

图6是表示三维地图的显示例(1)的说明图；

图7是表示三维地图的显示例(2)的说明图；

图8是表示变形例(1)中的单位纹理的选择方法的说明图；

图9是表示变形例(2)中的单位纹理的选择方法的说明图；

图10是表示作为变形例的单位纹理的配置方法的说明图；

图11是示例使用2种类的点灯图案的夜景的三维地图的说明图。

符号说明

10…三维地图显示系统

11…指令输入部

12…地图显示控制部

13…三维多边形生成部

14…纹理生成部

15…昼景纹理生成部

16…夜景纹理生成部

17…矩阵存储部

20…地图数据库

21…三维模型

22…纹理数据

23…昼用纹理

24…夜景纹理。

具体实施方式

实施例1

对于本发明，对作为在计算机的显示器上显示三维地图的三维地图显示系统而构成的实施例进行说明。本发明的纹理生成系统以组入三维地图显示系统内的形式实施。除了计算机之外，三维地图显示系统还可使用智能手机、移动电话、平板终端等移动终端、导航装置等各种装置而构成。

此外，在本实施例中示例以单机运行的系统，但可作为将图中所示的地图数据库20等保存于服务器并通过网络连接服务器与导航装置而成的系统构成。

A．系统构成：

图1是表示三维地图显示系统的构成的说明图。作为实施例的三维显示系统10通过向具备CPU、RAM、ROM的计算机中安装用于实现图示的各功能的计算机程序而以软件方式实现。也可以各功能的至少一部分以硬件方式构成。此外，为了进行三维地图的图形处理，除了CPU，计算机还可搭载GPU(Graphics Processing Unit，图形处理单元)。

对图中的各功能块的功能进行说明。

地图数据库20保存用于显示三维地图所需的数据。图中的例中，示出了三维模型21和纹理数据22。除此之外，还可具备例如存储地图中显示的文字的文字数据库。此外，还可具备用于路径搜索的网络数据，即用链路(link)、节点(node)表示道路的数据库。

三维模型21保存表示建筑物等地物的三维形状的多边形数据等。

纹理数据22将表示地物外观的图像数据作为用于贴附于多边形的纹理进行存储。昼用(白天用)纹理23是显示昼景的三维地图时所用的纹理。夜景纹理24是显示夜景的三维地图时所用的纹理。对于楼宇这样的建筑物，作为昼用纹理23准备表示窗的形状的图像，作为夜景纹理24准备表示窗的点灯状态的图像、表示熄灯状态的图像等。

纹理数据22中如下进行准备：混合存在贴附于多边形整体的纹理、和排列并贴附于多边形的单位纹理。对于纹理数据等的结构，在后文中说明。

指令输入部11介以键盘和鼠标等操作部或者网络输入用户的指令。作为指令，可例举显示三维地图时的显示范围、视点、视线方向、显示模式等。本实施例中，能够以昼景或夜景显示三维地图，因此可包括对两者进行切换的指令。

地图显示控制部12控制三维地图的显示。此外，还从地图数据库进行所需数据的读入等。

三维多边形生成部13为了显示三维地图而在假想三维空间内配置各地物的三维模型21。

纹理生成部14在三维多边形的表面贴附纹理。昼用纹理生成部15使用昼用纹理23进行表示昼景的纹理的贴附。夜用纹理生成部16使用夜用纹理24进行表示夜景的纹理的贴附。本实施例中，表示夜景时，通过对表示窗的点灯/熄灯状态的2种类的单位纹理随机地进行选择并配置，从而生成建筑物的窗随机点灯的状态的纹理。该处理中使用保存了用于单位纹理的选择的控制值的矩阵。矩阵存储部17存储该矩阵。

本说明书中，提到纹理的“生成”时，包括配置多个单位纹理而生成1张纹理的形态、和将多个单位纹理依次贴附于多边形上的形态这两者。本实施例中，纹理生成部14以后者的形态、即将单位纹理依次贴附于多边形上的形态生成多边形的纹理。

以上说明的功能块中，本实施例中，地图数据库20、纹理生成部14、矩阵存储部17构成本发明中的纹理生成系统。

图2是表示地图数据库的结构的说明图。

在图的上侧示出三维模型21的数据例。三维模型21中保存地物ID、类别、多边形等数据。

地物ID是地物的识别信息，右侧所示的建筑物的例子中，作为地物ID被赋予“B01”。

类别是地物的种类，右侧所示的例子为“建筑物”。作为类别，除此之外，还可使用道路、铁路、山、田等各种信息。此外，类别还可包含树木、云等。

多边形中保存图示的数据。

多边形ID是构成三维模型的各多边形的识别信息，右侧所示的例子中，建筑物的正面的多边形被赋予POL1。

形状是对多边形的形状进行特别限定的数据，本实施例中存储顶点的坐标值。右侧所示的例子中，对于多边形的顶点PP1、PP2、PP3、PP4分别保存三维的坐标值。坐标值可使用以三维地图整体的原点为基准的绝对坐标，也可使用以针对每个地物设定的基准点为原点的相对坐标。后者的情况下，三维模型21另外保存基准点的绝对坐标值。

纹理重复数是对贴附于多边形的纹理的排列进行规定的信息。右图的例子中，将建筑物的表面分成横2×纵3的区域，将窗的纹理重复贴附于此。因此，纹理重复数中保存(2,3)这样的数据。在多边形整体将一个纹理不重复地配置的情况下，纹理重复数为(1,1)。

昼用纹理和夜用纹理分别保存多边形所用的纹理的识别信息。

三维模型21中也可包括表示地物的属性的属性数据。例如，对于建筑物，可将表示名称、层数等的数据作为属性数据。

图的下侧示出纹理数据22的例子。纹理数据22中存储昼用纹理、夜用纹理。各纹理由作为识别信息的纹理ID和图像数据构成。

图的例子中，对于昼用纹理，作为纹理ID被赋予“TEX1”，准备了表示窗的形状的图像。前面说明的三维模型21中，作为昼用纹理，指定“TEX1”，所以对于图右侧所示的建筑物(B01)表示昼景时，以纹理数据22的TEX1表示的图像以横2×纵3重复排列。

图的例子中，对于夜用纹理，作为纹理ID被赋予“TEX2”，准备了窗呈熄灯状态的OFF图像、窗呈点灯状态的ON图像这2种类图像。前面说明的三维模型21中，作为夜用纹理，指定“TEX2”，所以对于图右侧所示的建筑物(B01)表示夜景时，对以纹理数据22的TEX2表示的ON图像和OFF图像进行选择并以横2×纵3重复排列。

针对夜用纹理，对OFF图像、ON图像可像“TEX2OFF”、“TEX2ON”这样赋予个别的纹理ID。所述情况下，可在纹理数据22中准备将两者作为夜用纹理相关联的信息，也可作为三维模型21的夜用纹理保存“TEX2OFF”、“TEX2ON”这样的2个纹理ID。

夜用纹理并不一定需要对各三维模型如OFF图像、ON图像那样事先准备多种类的图像，也可事先准备单一的图像。

B．三维地图显示处理：

下面，对实施例的三维地图显示系统10中显示三维地图时的处理内容进行说明。

图3是三维地图显示处理的流程图。如果开始处理，则三维地图显示系统10设定地图显示范围(步骤S10)。地图的显示范围可以是例如由用户的指令产生的范围。此外，三维地图显示系统组入路径引导系统中的情况下，可根据路径搜索的结果、现在位置等设定。三维地图显示系统10根据地图的显示范围从地图数据库20读入地图显示所需的三维模型，配置于假想三维空间内(步骤S12)。

接着，根据地图的显示模式，进行背景和纹理的显示。

昼景的情况下(步骤S14)，三维地图显示系统10设定昼用的背景、天空和远方的景色等(步骤S16)。然后，对于地物显示昼用纹理(步骤S18)。从纹理数据22读入三维模型21中所指定的昼用纹理，贴附于各多边形。

夜景模式的情况下(步骤S14)，设定暗的天空等夜景用的背景(步骤S20)，对于地物实施夜景纹理生成处理(步骤S22)。该处理是从纹理数据22读入三维模型21中所指定的夜用纹理，根据多边形的部位随机选择并贴附ON图像、OFF图像的处理。处理的内容在后面进行说明。

三维地图显示系统10通过对各地物进行以上的处理而显示三维地图。

C．夜景纹理生成处理：

图4是夜景纹理生成处理的流程图。是相当于三维地图显示处理(图3)的步骤S22的处理。

如果开始处理，则三维地图显示系统10从矩阵存储部17读入矩阵(步骤S50)。矩阵中对于各像素存储有用于对ON图像、OFF图像进行选择的控制值。本实施例中，作为选择对象的单位纹理为ON图像、OFF图像这2种类，因此矩阵为存储0、1这2个值的矩阵。

接着，三维地图显示系统10将作为处理对象的地物作为对象模型进行选择(步骤S51)。对象模型从纹理的生成未处理的对象中选择即可。

对象模型不是建筑物的情况下(步骤S52)，三维地图显示系统10对ON图像、OFF图像的分开使用判断为不需要，贴附三维模型21中所指定的夜用纹理(步骤S53)。夜用纹理有在多边形整体不重复地贴附的情况，也有以如图2所示重复的配置进行贴附的情况。

对象模型为建筑物的情况下(步骤S52)，三维地图显示系统10按照三维模型21的纹理重复数来设定重复数(步骤S54)。图中示出了进行横2×纵3的重复的情况的设定例。本实施例中，作为用于贴附纹理的二维坐标系(U,V)，赋予与重复数对应的坐标值。如图所示，将多边形的左下作为原点(0,0)，赋予如下的UV坐标值：右下为(2,0)、左上为(0,3)、右上为(2,3)。所指定的纹理图像以收纳在以UV坐标值中(0,0)-(1,1)的顶点表示的矩形区域内的方式贴附，作为UV坐标值设定超过1的值时，根据值而重复贴附。因此，如果设定图中的各坐标值，则可规定横2×纵3的排列。不同的排列中也可同样地以UV坐标值规定重复数。

接着，三维地图显示系统10设定确定矩阵的使用区域的基准点(步骤S55)。基准点可以是矩阵的左下等任意设定的固定点，也可在每次执行该处理时通过一定的规律或随机数进行选择。本实施例中，使得生成随机数来设定基准点的x坐标、y坐标。

如果设定基准点，则三维地图显示系统10根据矩阵的控制值而选择单位纹理并进行贴附(步骤S56)。本实施例中，矩阵的各像素中保存有0、1这2个值，因此值为1时选择ON图像，值为0时选择OFF图像。

对于步骤S55、S56中使用矩阵的单位纹理的选择，后文中基于具体例子更详细地进行说明。

三维地图显示系统10通过以上的处理而对于对象模型贴附夜用的纹理。重复执行该处理，直至对于所有的对象模型完成处理为止(步骤S57)。

本实施例中，根据对象模型是否是建筑物来分开处理(参照步骤S52)，这是因为仅对建筑物进行ON图像、OFF图像这2种类的单位纹理的分开使用。对于建筑物以外的地物，也对多种类的单位纹理进行选择使用的情况下，对于所述地物也进行与建筑物同样的处理(步骤S54～S56)即可。

图5是表示单位纹理的选择方法的说明图。在图的上侧示出矩阵的例子。本实施例中，采用256×256像素的尺寸，但矩阵的尺寸可任意地设定。矩阵的各像素中保存有0、1这2个值。图的例子中，保存的值为0的像素以黑色表示，保存的值为1的像素以白色表示。图的例子中，值0、1以数量大致相同且均匀分布的方式设定，但值0、1的比例和分布也可任意地设定。所述矩阵可使用操作人员指定各像素的值的方法、通过函数或随机数确定各像素的值的方法等。

图中一并示出夜景纹理生成处理(图4)的步骤S55中所设定的基准点。将矩阵的左下作为原点O，横向位于Mx的位置、纵向位于My的位置的像素为基准点。基准点(Mx,My)的坐标可通过随机数、函数等确定。

图的中段为矩阵的一部分的放大图。示出将基准点(Mx,My)设为左下的矩形区域。图中的各方块表示矩阵的像素，其中保存有0或1的控制值。

夜景纹理生成处理(图4)的步骤S56中，三维地图显示系统10以矩阵的基准点(Mx,My)为原点，将与单位纹理的重复数对应的区域A的各像素与多边形的各部位对应。如图4所示，以横2×纵3的重复数配置单位纹理的情况下，各部位对应由矩阵的横2×纵3的像素形成的区域A。

图的下段示出ON图像、OFF图像的选择结果。区域A的左下的像素中作为控制值保存0，所以选择OFF图像(参照图4的步骤S56)。右下的像素也同样。对于中段，左侧的控制值为1，右侧的控制值为0，所以左侧选择ON图像，右侧选择OFF图像。对于上段，左侧的控制值为0，右侧的控制值为1，所以左侧选择OFF图像，右侧选择ON图像。通过像这样根据像素的控制值选择ON图像、OFF图像，贴附于多边形的对应的部位，由此可生成图的下段所示的建筑物整体的纹理。

矩阵内的控制值的分布根据区域而不同，所以如果基准点不同，则用于单位纹理的选择的区域就改变，所得的结果也不同。此外，即使在一直使用固定的基准点的情况下，如果重复数不同，则适用于选择的区域的大小也会变化，因此对于所得结果的印象也不同。

图5中说明的处理在利用GPU时特别有用。一般来说，GPU以可高速进行较单纯的处理的方式设计，具有对于条件转移处理速度较慢的特性。图5的处理中，可获取矩阵的各像素的控制值，根据其结果，唯一地确定ON图像、OFF图像，因此能够实现高速化。例如，如果将所得的0或1的控制值直接作为用于指定ON图像、OFF图像的自变量使用，则可不经条件转移而对两者分开使用。

图5的例子中，对于设定于基准点周围的区域A，与多边形的各部位形成对应关系，但两者的对应也可基于函数进行。只要是对于多边形的各部位可分配矩阵的任一像素的方法，并不一定必须分配与多边形同一形状的区域。

D．地图显示例：

图6是表示三维地图的显示例(1)的说明图。示出以与作为现有技术示于图11的例子同样条件显示夜景的三维地图的例子。图11中，可辨别出图案A、图案B等点灯/熄灯状态规律地配置的部位，相对而言，图6的显示例(1)中看不出这样的规律性。如上所述，如果采用本实施例，作为夜景中的建筑物的点灯/熄灯状态，可显示更自然的状态。

图7是表示三维地图的显示例(2)的说明图。示出从比图6的显示例更靠上方的视点俯瞰的例子。通过升高视点位置，可辨别更多的建筑物的窗，但即使在所述状态下，对于建筑物的窗，还是能够显示毫无不协调感的点灯/熄灯状态。

E．效果及变形例：

如果采用以上说明的实施例，通过利用矩阵，可在抑制处理负荷的同时，分开使用ON图像、OFF图像，实现无不协调感的夜景显示。

实施例中，将2个窗用作单位纹理，但单位纹理的形状等可任意地设定。可将一个窗作为单位纹理，也可将更多的窗作为单位纹理。但是，如果像图11所示的图案A、图案B那样将二维地配置有较多窗的组作为单位纹理，则容易辨别出各单位纹理的图案。因此，单位纹理较好是尽可能接近最小的要素单位、即建筑物的例子中的一个窗，即使在包括多个窗的情况下，也较好是一维地配置。

本实施例是用于对于三维模型选择并配置多个单位纹理的技术，不是仅限于建筑物的夜景表现的技术。对于各种各样的地物，通过适用本实施例，可在抑制处理负荷的同时，使多种多样的地物显示成为可能，能够进一步使三维地图的真实感提高。例如，对于树木，如果对枝条和叶子的状态不同的多个单位纹理进行选择适用，则可表现出多种多样的树木。对于云，如果对白色、灰色等多种颜色的单位纹理进行选择适用，则可表现出各种形状、颜色的云。实施例中，示出了单位纹理彼此不重叠地配置的例子，但根据适用本技术的地物的不同，也可以单位纹理彼此重叠的方式贴附。

对于本实施例，对处理也还可以考虑各种各样的变形例。以下进行说明。

(1)针对单位纹理的选择方法的变形例(1)：

图8是表示变形例(1)中的单位纹理的选择方法的说明图。实施例中，使用了ON图像、OFF图像这2种类的单位纹理，但变形例(1)中，使用示于右下的3种类的单位纹理。0图像是2个窗熄灯的单位纹理。1图像是左侧熄灯、右侧点灯的单位纹理。2图像是2个窗点灯的单位纹理。

矩阵中，如上段所示，保存0、1、2这3个值。通过这样操作，与实施例同样，可根据矩阵的各像素，分开使用3种类的单位纹理而进行配置。即，对保存0的控制值的像素配置0图像，对保存1的控制值的像素配置1图像，对保存2的控制值的像素配置2图像即可。其结果是，如左下所示，可表现比实施例更多样的点灯状态。

准备4种以上单位纹理的情况下，也可与变形例(1)同样地进行处理。

(2)针对单位纹理的选择方法的变形例(2)：

图9是表示变形例(2)中的单位纹理的选择方法的说明图。该例子中，使用了ON图像、OFF图像这2种类的单位纹理。但是，矩阵中并不是0、1这2个值的控制值，而是保存0～255的范围的控制值、即比单位纹理的种类数更宽数值范围的控制值。控制值的范围可任意地设定。

变形例(2)中，基于各像素中保存的控制值与阈值TH的大小关系进行ON图像、OFF图像的选择。即，控制值≤TH时使用OFF图像，控制值＞TH时使用ON图像。

下段对于阈值TH=50的情况、150的情况显示了结果。

阈值TH=50的情况下，左下的像素P00的控制值为0，控制值≤TH，所以选择OFF图像。右下的像素P10的控制值为96，控制值＞TH，所以选择ON图像。同样地，像素P01选择OFF图像，像素P11、P02、P12选择ON图像。其结果是，阈值TH=50的情况下，如左下所示获得点灯状态的窗较多的纹理。

接着，阈值TH=150的情况下，如果同样地选择单位纹理，则像素P00、P10、P01、P12选择OFF图像，像素P11、P02选择ON图像。其结果是，阈值TH=100的情况下，如右下所示获得熄灯状态的窗较多的纹理。

如果采用如这样的变形例(2)，则即使是同样的建筑物，也可通过改变阈值TH，从而改变所得的纹理。阈值TH可由用户指定，也可根据显示三维地图的时刻等条件而改变。例如，如果在黄昏后等时刻采用阈值TH=50，在深夜使用阈值TH=150，则可表现与时域对应的夜景。

在变形例(2)中，也可使用3种类以上的单位纹理。例如，像变形例(1)(图8)那样使用3种类的单位纹理(0图像、1图像、2图像)的情况下，使用2个阈值TH1、TH2(TH1＜TH2)即可。可以按照控制值≤TH1的情况为0图像、TH1＜控制值≤TH2的情况为1图像、TH2＜控制值的情况为2图像的方式分开使用。该情况下，通过改变阈值TH1、TH2中的至少一方的值，从而可改变3种类的单位纹理的比例。

(3)针对单位纹理的配置方法的变形例：

图10是表示作为变形例的单位纹理的配置方法的说明图。该例子中，不是作为个别的图像数据准备单位纹理，而是作为排列成一个的整合纹理准备。中段示出了整合纹理的例子。该例子中，一个图像的上段配置昼用图像，下段的左侧配置夜用的OFF图像，下段的右侧配置夜用的ON图像。3个单位纹理无间隙地配置，但也可设置间隙。整合纹理的图像的位置以整合纹理所定义的坐标系(tu,tv)表示。

图的上侧示出了显示昼景时的纹理的利用方法。建筑物的纹理定义了UV坐标系。在建筑物上贴附昼用图像，所以按照使昼用图像的点tp3与作为配置单位的左下的点P3对应、昼用图像的点tp6与右上的点P6对应的方式进行坐标变换。按照点P3在UV坐标系为(0,0)，点P6为(1,1)，则点tp3的坐标为(0,0)，点tp6的坐标为(1,1)的方式，将(tu,tv)的坐标系平行移动并放大/缩小即可。

图的下侧示出了显示夜景时的纹理的利用方法。在建筑物上选择并贴附OFF用图像和ON图像，所以按照对于每个作为配置单位的区域，OFF图像、ON图像的顶点对应的方式进行坐标变换。如图所示，考虑多边形的最上段的左侧贴附OFF图像，右侧贴附ON图像的情况。在左侧，按照OFF图像的点tp1、tp4分别与点P1、P4对应的方式进行坐标变换即可。这时，需要按照所贴附的多边形的点P1、P4也分别在UV坐标系中为(0,0)、(1,1)的方式进行坐标变换。这是因为UV坐标超过1时，与(0,0)、(1,1)的范围对应的纹理被重复适用。同样地，在右侧，按照点P2、P5在UV坐标系中为(0,0)、(1,1)的方式进行坐标变换的基础上，按照这2点与ON图像的点tp2、tp5对应的方式进行坐标变换即可。

通过像这样按照要贴附的单位纹理的选择结果，移动在整合纹理中使用的部位，可获得与实施例同样的图像。作为个别的图像保存单位纹理的情况下，需要每次根据选择结果读入单位纹理，相对而言，如果采用变形例的方法，则只要读入整合纹理，在生成纹理的处理中就不需要进行新的纹理的读入，因此可进一步实现处理的高速化。

该变形例中，也可在夜用中使用3种类以上的单位纹理。

以上，示出了本实施例的各种变形例。对于本发明，并不仅限于这里记载的实施例和变形例，还可构成各种各样的变形例。

工业上的可利用性

本发明可用于生成表示地物外观的纹理。

Claims (8)

1.一种纹理生成系统，其是生成在三维地图中表示地物外观的纹理的纹理生成系统，其中，具备：

地图数据库，存储表示所述地物的三维形状的三维模型和选择性地能够适用于该地物的多种类的单位纹理；

矩阵存储部，存储对于每个像素存储了控制所述单位纹理的选择的控制值的规定尺寸的矩阵；以及

纹理生成部，通过将多个所述单位纹理排列并贴附，从而生成构成所述三维模型的多边形的纹理，

该纹理生成部

使所述多边形中的所述排列的各位置与所述矩阵的像素具有对应关系，

基于与所述各位置对应的所述矩阵的控制值，选择多种类的所述单位纹理的任一种，

在所述各位置将分别选择的单位纹理排列并贴附。

2.如权利要求1所述的纹理生成系统，其中，

所述矩阵存储与所述单位纹理的各种类一一对应的控制值。

3.如权利要求1所述的纹理生成系统，其中，

所述矩阵存储着比所述单位纹理的种类数更宽数值范围的控制值，

所述纹理生成部通过所述控制值与规定的阈值的比较，将所述控制值量化为所述单位纹理的种类数并进行所述选择。

4.如权利要求3所述的纹理生成系统，其中，

所述纹理生成部根据规定的条件改变所述阈值来进行所述选择。

5.如权利要求1～4中的任一项所述的纹理生成系统，其中，

所述纹理生成部对于每次所述纹理的生成，使所述排列的各位置与所述矩阵的像素的对应关系改变。

6.如权利要求1～5中的任一项所述的纹理生成系统，其中，

所述单位纹理作为将多种类的所述单位纹理以不相互重叠的方式配置而成的单一的整合纹理被存储，

所述纹理生成部根据所述选择，将与所述整合纹理中被选择的单位纹理对应的部分贴附。

7.一种纹理生成方法，其是生成在三维地图中表示地物外观的纹理的纹理生成方法，其中，

作为计算机执行的步骤，具备：

参照地图数据库的步骤，所述地图数据库存储表示所述地物的三维形状的三维模型和选择性地能够适用于该地物的多种类的单位纹理；

参照规定尺寸的矩阵的步骤，所述规定尺寸的矩阵对于每个像素存储了控制所述单位纹理的选择的控制值；以及

纹理生成步骤，通过将多个所述单位纹理排列并贴附，从而生成构成所述三维模型的多边形的纹理，

该纹理生成步骤具备：

使所述多边形中的所述排列的各位置与所述矩阵的像素具有对应关系的步骤；

基于与所述各位置对应的所述矩阵的控制值，选择多种类的所述单位纹理的任一种的步骤；以及

在所述各位置将分别选择的单位纹理排列并贴附的步骤。

8.一种计算机程序，其是用于在计算机中使得生成在三维地图中表示地物外观的纹理的计算机程序，其中，

使得计算机实现下述功能：

参照地图数据库的功能，所述地图数据库存储表示所述地物的三维形状的三维模型和选择性地能够适用于该地物的多种类的单位纹理；

参照规定尺寸的矩阵的功能，所述规定尺寸的矩阵对于每个像素存储了控制所述单位纹理的选择的控制值；以及

纹理生成功能，通过将多个所述单位纹理排列并贴附，从而生成构成所述三维模型的多边形的纹理，

作为该纹理生成功能，使得计算机实现下述功能：

使所述多边形中的所述排列的各位置与所述矩阵的像素具有对应关系的功能；

基于与所述各位置对应的所述矩阵的控制值，选择多种类的所述单位纹理的任一种的功能；以及

在所述各位置将分别选择的单位纹理排列并贴附的功能。