DE102005054515B4

DE102005054515B4 - Method for representing a virtual object

Info

Publication number: DE102005054515B4
Application number: DE102005054515.7A
Authority: DE
Inventors: Lutz Rothhardt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: DE102005054515A1

Abstract

Verfahren zur Darstellung eines virtuellen Objekts und eines dem virtuellen Objekt zugeordneten Objektschattens durch eine optische Anzeigeeinheit in einem Kraftfahrzeug,
bei welchem ein von einem Fahrzeuginsassen über eine Bedieneinheit (2a) beeinflussbares Lichtquellenauswahlsignal (2b) erfasst wird,
eine Hauptlichtquelle in Abhängigkeit von dem Lichtquellenauswahlsignal ausgewählt wird und
die Darstellung des Objektschattens in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der jeweils gewählten Hauptlichtquelle erfolgt.

Method for displaying a virtual object and an object shadow assigned to the virtual object using an optical display unit in a motor vehicle,
in which a light source selection signal (2b) that can be influenced by a vehicle occupant via an operating unit (2a) is detected,
a main light source is selected in response to the light source selection signal and
the object shadow is displayed as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the main light source selected in each case.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines virtuellen Objekts und eines dem virtuellen Objekt zugeordneten Objektschattens durch eine optische Anzeigeeinheit in einem Kraftfahrzeug,The invention relates to a method for displaying a virtual object and an object shadow assigned to the virtual object using an optical display unit in a motor vehicle.

Solche Verfahren sind bekannt, etwa um die Darstellung von Objekten auf einem Bildschirm gefällig und/oder kontrastreich zu gestalten. Häufig werden auf Anzeigeeinheiten, insbesondere Bildschirmen, zweidimensionale Projektionen dreidimensionaler Objekte dargestellt. In Kraftfahrzeugen kann es sich dabei beispielsweise um virtuelle Taster bzw. Schalter, Verzierungselemente von Panels bzw. Listen, virtuelle Anzeigeinstrumente (z.B. Nadelinstrumente, Alkohol-Thermometer) handeln sowie um Bestandteile virtueller Umgebungen bzw. Welten. Bekannt sind auch Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung dreidimensionaler Objekte.Such methods are known, for example to make the display of objects on a screen pleasing and/or high-contrast. Two-dimensional projections of three-dimensional objects are frequently displayed on display units, in particular screens. In motor vehicles, for example, these can be virtual buttons or switches, decorative elements on panels or lists, virtual display instruments (e.g. needle instruments, alcohol thermometers) and components of virtual environments or worlds. Methods for the three-dimensional representation of three-dimensional objects are also known.

In der Realität werfen, sowohl zweidimensionale als auch dreidimensionale, Objekte unter bestimmten Lichtbedingungen Schatten. Bei der Darstellung virtueller Objekte werden den virtuellen Objekten daher häufig ebenfalls Objektschatten hinzugefügt. Die Gestaltung des einem virtuellen Objekt zugeordneten Objektschattens erfolgt dabei nach Schattenparametern, welche beispielsweise nach Ergonomie- und Designaspekten, im Produktentwicklungsprozess festgelegt werden.In reality, objects, both two-dimensional and three-dimensional, cast shadows under certain lighting conditions. When representing virtual objects, object shadows are therefore often also added to the virtual objects. The design of the object shadow assigned to a virtual object takes place according to shadow parameters, which are defined in the product development process, for example according to ergonomic and design aspects.

Es ist bekannt, solche Schattenparameter, beispielsweise die Intensität bzw. Dichte bzw. Farbe des Objektschattens, die Anordnung des Objektschattens bezüglich des virtuellen Objekts und/oder die Form bzw. Tiefe des Schattenobjekts in Abhängigkeit von Bedieneingaben eines Benutzers und/oder in Abhängigkeit von Zuständen, z.B. Aktivierungszuständen, des zugehörigen virtuellen Objekts zu bestimmen und die Darstellung dementsprechend anzupassen.Such shadow parameters, for example the intensity or density or color of the object shadow, the arrangement of the object shadow in relation to the virtual object and/or the shape or depth of the shadow object as a function of operator input from a user and/or as a function of states, are known , For example, to determine activation states of the associated virtual object and adjust the display accordingly.

Darstellungsverfahren gemäß dem Stand der Technik entbehren jedoch eines strikten Realitätsbezugs. Die dargestellten Schatten können daher zum einen unnatürlich wirken, insbesondere wenn gleichzeitig mit der Darstellung der Schattenobjekte reale Schatten (beispielsweise durch eine Bildschirmblende bzw. -hutze) in der Umgebung der Anzeigeeinheit vorhanden sind. Zum anderen kann durch den mangelnden Realitätsbezug eine Verwirrung der Fahrzeuginsassen, welche die Anzeigeeinheit betrachten, verursacht werden. Etwa können dargestellte virtuelle Objekte bzw. deren Zustand fehlinterpretiert werden, da ein dargestellter Objektschatten mangels Realitätsbezugs nicht als solcher erkannt wird.However, representation methods according to the state of the art lack a strict reference to reality. The shadows shown can therefore appear unnatural on the one hand, in particular if real shadows are present in the area surrounding the display unit at the same time as the shadow objects are shown (for example due to a screen aperture or scoop). On the other hand, the lack of reference to reality can confuse the vehicle occupants who are looking at the display unit. For example, displayed virtual objects or their status can be misinterpreted, since a displayed object shadow is not recognized as such due to a lack of reference to reality.

Das Dokument DE 102 41 837 A1 offenbart ein Fahrerinformationssystem zur Anzeige von Informationen in einem Kraftfahrzeug, mit einem Lenkrad und einem innerhalb des Lenkrades angeordneten Pralltopf, auf dem eine Anzeige angeordnet ist, Die Anzeige ist als graphikfähiges Display ausgestaltet und ein Zeiger zeigt darauf auf einer Skala die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an. Um einen räumlichen Eindruck zu vermitteln, wird ein Schatten des Zeigers nachgebildet.The document DE 102 41 837 A1 discloses a driver information system for displaying information in a motor vehicle, with a steering wheel and an impact absorber arranged inside the steering wheel, on which a display is arranged. The display is designed as a graphics-enabled display and a pointer shows the current speed of the motor vehicle on a scale . A shadow of the pointer is reproduced to give a three-dimensional impression.

Das Dokument EP 1 189 176 A2 offenbart ein Kartendarstellungsverfahren zur Darstellung einer Straßenkarte mit einer Abbildung von Gebäuden auf einer Darstellungsvorrichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte des Feststellens der Höhe der Gebäude in der Abbildung, des Feststellens eines Höhen-Schwellenwerts und des Darstellens von Gebäuden über der Höhe in drei Dimensionen und von Gebäuden unterhalb der Höhe in zwei Dimensionen. Die dreidimensionalen Gebäude werden mit Schatten dargestellt. Die Darstellung der Schatten ist abhängig von der Position der Sonne gegenüber dem jeweils dargestellten realen Gebäude.The document EP 1 189 176 A2 discloses a map display method for displaying a road map with an image of buildings on a display device. The method includes the steps of determining the height of the buildings in the image, determining a height threshold, and rendering buildings above the height in three dimensions and buildings below the height in two dimensions. The three-dimensional buildings are shown with shadows. The representation of the shadows depends on the position of the sun in relation to the real building represented in each case.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur verbesserten Anzeige von virtuellen Objekten mit zugeordnetem Objektschatten zu schaffen.The object of the invention is to provide a method for improved display of virtual objects with associated object shadows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1.This object is achieved according to the invention by a method according to patent claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantageous embodiments and developments of the invention result from the dependent patent claims.

Der gemäß dem Stand der Technik bestehende Mangel an Realitätsbezug der Schattendarstellung ergibt sich daraus, dass bei der Schattendarstellung die momentane Ausrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Anzeigeeinheit, gegenüber einer Hauptlichtquelle, in der Regel der Sonne, nicht berücksichtigt wird.The lack of reference to reality of the shadow display according to the prior art results from the fact that the instantaneous orientation of the motor vehicle, in particular the display unit, in relation to a main light source, usually the sun, is not taken into account in the shadow display.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich zunächst ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf den Fall der Sonne als Hauptlichtquelle. Die Ausführungen sind jedoch sinngemäß auf eine Abhängigkeit von anderen Hauptlichtquellen, etwa dem Mond, zu übertragen.The following explanations initially refer to the case of the sun as the main light source without loss of generality. However, the explanations can be applied to a dependency on other main light sources, such as the moon.

Erfindungsgemäß erfolgt die Darstellung eines einem virtuellen Objekt zugeordneten Objektschattens in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Hauptlichtquelle, hier der Sonne. Auf diese Weise wird ein Realitätsbezug der Schattendarstellung ermöglicht.According to the invention, an object shadow assigned to a virtual object is displayed as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the main light source, here the sun. In this way, a reference to reality of the shadow representation is made possible.

Grundsätzlich können hierzu sämtliche Schattenparameter, einzelne Schattenparameter oder ein einziger Schattenparameter eines Schattenobjekts in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne gewählt werden.In principle, all shadow parameters, individual shadow parameters or a single shadow parameter of a shadow object can be selected depending on the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the sun.

Die Anpassung der Schattenparameter an die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne kann von Zeit zu Zeit, etwa in gleichmäßigen Abständen, erfolgen. In der Zwischenzeit bleiben die Schattenparameter dann unverändert. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung aber kontinuierlich bzw. in sehr kurzen Zeitabständen. Schnelle Veränderungen der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne führen dann auch zu schnellen Veränderung der Schattenparameter und resultieren so in einer Dynamik der Schattendarstellung.The adaptation of the shadow parameters to the alignment of the motor vehicle with respect to the sun can take place from time to time, for example at regular intervals. In the meantime, the shadow parameters will then remain unchanged. However, the adaptation preferably takes place continuously or at very short time intervals. Rapid changes in the alignment of the motor vehicle with respect to the sun then also lead to rapid changes in the shadow parameters and thus result in the shadow display being dynamic.

Besonders vorteilhaft kann es sein, die Anordnung des Objektschattens bezüglich des virtuellen Objekts in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne zu wählen. Dadurch wird bereits ein wesentlicher Anteil des durch die Erfindung erzielbaren Realitätsbezugs erreicht.It can be particularly advantageous to choose the arrangement of the object shadow with respect to the virtual object as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the sun. As a result, a significant proportion of the reference to reality that can be achieved by the invention is already achieved.

Ebenso kann es vorteilhaft sein, die Form des Objektschattens in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne zu wählen. Auch die zur Form des Schattenobjekts beitragenden Schattenparameter spielen eine wesentliche Rolle im Hinblick auf den von einem Betrachter empfundenen Realitätsbezug, da in die Schattenform verschiedene Dimensionen der Objektform, ggf. verzerrt, einfließen.It can also be advantageous to choose the shape of the object shadow as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the sun. The shadow parameters that contribute to the shape of the shadow object also play an important role with regard to the relation to reality felt by an observer, since different dimensions of the object shape, possibly distorted, flow into the shadow shape.

Vorzugsweise erfolgt die Darstellung des Objektschattens in realitätsorientierter Art und Weise in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne. The object shadow is preferably displayed in a reality-oriented manner as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the sun.

Unter realitätsorientierter Art und Weise ist dabei zu verstehen, dass versucht wird, den Schatten des virtuellen Objekts so darzustellen, wie er sich bei der aktuellen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne bei einem entsprechenden realen Objekt ergeben würde.A reality-oriented manner is understood to mean that an attempt is made to represent the shadow of the virtual object as it would result from a corresponding real object given the current alignment of the motor vehicle with respect to the sun.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Darstellung des Objektschattens jedoch auch in realitätsverstärkender Art und Weise in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne erfolgen. Unter realitätsverstärkender Art und Weise ist dabei zu verstehen, dass bewusst eine gegenüber der Realität übertriebene Darstellung des Objektschattens gewählt wird. Beispielsweise kann der Schatten hierzu in der gleichen Richtung bezüglich des virtuellen Objekts angeordnet werden wie bei einer realitätsorientierten Darstellung, jedoch gegenüber einer realitätsorientierten Darstellung vergrößert werden. Dem Betrachter wird somit in verstärktem Maße ein Eindruck bezüglich der aktuellen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne vermittelt. Eine solche „Übertreibung“ kann aus ergonomischer Sicht in bestimmten Anwendungsfällen wertvoll.According to an alternative embodiment of the invention, however, the object shadow can also be displayed in a reality-enhancing manner as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the sun. A reality-enhancing manner is to be understood as meaning that a representation of the object shadow that is exaggerated compared to reality is deliberately selected. For this purpose, for example, the shadow can be arranged in the same direction with respect to the virtual object as in a reality-oriented representation, but can be enlarged compared to a reality-oriented representation. The viewer is thus given an increased impression of the current alignment of the motor vehicle with respect to the sun. Such "exaggeration" can be valuable from an ergonomic point of view in certain use cases.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Darstellung des Objektschattens in gezielt realitätskonträrer Art und Weise in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne erfolgen. Unter realitätskonträrer Art und Weise ist dabei zu verstehen, dass bewusst eine von der Realität abweichende Darstellung des Objektschattens gewählt wird. Beispielsweise kann der Schatten hierzu in einer Richtung bezüglich des virtuellen Objekts angeordnet werden, welche der Richtung bei einer realitätsorientierten Darstellung exakt entgegengesetzt ist. Dem Betrachter kann somit der virtuelle Charakter bestimmter Objekte besonders deutlich gemacht werden. Auch eine solche gezielte Realitätsabweichung, welche einen Sonderfall eines Realitätsbezugs darstellt, kann aus ergonomischer Sicht in bestimmten Anwendungsfällen sinnvoll sein.According to a further alternative embodiment of the invention, the object shadow can be displayed in a purposefully contrary to reality manner as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle with respect to the sun. A manner contrary to reality is to be understood as meaning that a depiction of the object shadow that deviates from reality is deliberately selected. For example, the shadow can be arranged in a direction with respect to the virtual object, which is exactly opposite to the direction in a reality-oriented representation. The virtual character of specific objects can thus be made particularly clear to the viewer. Such a targeted deviation from reality, which represents a special case of a reference to reality, can also be useful from an ergonomic point of view in certain applications.

Wenn die Anzeigeeinheit fest im Kraftfahrzeug angeordnet ist, kann aus der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne auf die Ausrichtung der Anzeigeeinheit gegenüber der Sonne geschlossen werden. In Fällen, in welchen die Anzeigeeinheit beweglich im Kraftfahrzeug angeordnet ist, kann aus einer Verknüpfung der Anordnung der Anzeigeeinheit bezüglich des Kraftfahrzeugs mit der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne auf die Ausrichtung der Anzeigeeinheit gegenüber der Sonne geschlossen werden.If the display unit is permanently arranged in the motor vehicle, the alignment of the motor vehicle with respect to the sun can be used to determine the orientation of the display unit with respect to the sun. In cases in which the display unit is movably arranged in the motor vehicle, a link between the arrangement of the display unit in relation to the motor vehicle and the orientation of the motor vehicle relative to the sun can be used to deduce the orientation of the display unit relative to the sun.

Die Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne kann in unterschiedlicher Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann unter Zuhilfenahme von Fahrzeugsensorik, die in vielen modernen Kraftfahrzeugen ohnehin enthalten ist, die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne zumindest näherungsweise errechnet werden. Die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs (insbesondere Breiten- und Längengrad) kann durch ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem (z. B. GPS) bestimmt werden. Die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise anhand eines Gyroskops bestimmt werden, die aktuelle Höhe und/oder Neigung aus Kartenmaterial eines Navigationssystems bzw. durch entsprechende Höhen- und/oder Neigungsmessgeräte. Die aktuelle Uhrzeit und das Datum, von welchen der Sonnenstand typischerweise abhängt, können auf vielfältige dem Fachmann bekannte Arten und Weisen bestimmt werden. Wettereinflüsse können anhand der Daten eines Lichtsensors und/oder Regenlichtsensors bestimmt oder durch einen Telematikdienst abgerufen werden. Der Sonnenstand kann abhängig von zumindest Uhrzeit und Datum aus einer Sonnenstandstabelle errechnet werden.The orientation of the motor vehicle relative to the sun can be determined in different ways. For example, the orientation of the motor vehicle relative to the sun can be calculated, at least approximately, with the aid of vehicle sensors that are in any case contained in many modern motor vehicles. The current position of the motor vehicle (in particular degrees of latitude and longitude) can be determined by a satellite-based position determination system (eg GPS). The alignment of the motor vehicle can be determined, for example, using a gyroscope, the current height and/or inclination from map material of a navigation system or by appropriate height and/or inclination measuring devices. The current time and date, on which the position of the sun typically depends, can be determined in a variety of ways known to those skilled in the art. Weather influences can be determined using data from a light sensor and/or rain light sensors or retrieved by a telematics service. The position of the sun can be calculated from a sun position table depending on at least the time and date.

Alternativ oder zusätzlich zur Errechnung aus allen oder einzelnen der oben genannten Größen kann der Sonnenstand, absolut oder relativ bezogen auf das Kraftfahrzeug, direkt durch eine geeignete Sensor- und Datenverarbeitungsvorrichtung ermittelt werden. Beispielsweise kann hierzu ein CCD-Sensor mit geeigneter Bildverarbeitung Verwendung finden.As an alternative or in addition to the calculation from all or some of the variables mentioned above, the position of the sun, in absolute or relative terms in relation to the motor vehicle, can be determined directly using a suitable sensor and data processing device. For example, a CCD sensor with suitable image processing can be used for this purpose.

Besonders vorteilhaft ist die Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der Sonne unter Zuhilfenahme von Fahrzeugsensorik, die in dem betreffenden Kraftfahrzeug bereits für andere Zwecke enthalten ist. Sofern dies möglich ist, entstehen für die Realisierung der Erfindung keine bzw. nur sehr geringe Entwicklungs- und Vorrichtungskosten.It is particularly advantageous to determine the alignment of the motor vehicle with respect to the sun with the aid of vehicle sensors that are already contained in the motor vehicle in question for other purposes. If this is possible, no or only very low development and device costs arise for the realization of the invention.

Vorteilhaft ist auch eine Berücksichtigung des ermittelten Sonnenstands für verschiedene Zwecke im Kraftfahrzeug. Beispielsweise kann neben der hier beschriebenen Schattendarstellung auch die Ansteuerung einer automatischen Sonnenblende bzw. eines automatischen Sonnenrollos in Abhängigkeit von dem ermittelten Sonnenstand erfolgen.It is also advantageous to take the determined position of the sun into account for various purposes in the motor vehicle. For example, in addition to the shadow display described here, an automatic sun visor or an automatic sun blind can also be activated depending on the determined position of the sun.

Gegebenenfalls kann auch die Ausrichtung der Anzeigeeinheit bezüglich der Sonne direkt durch eine geeignete Sensor- und Datenverarbeitungsvorrichtung (z. B. CCD-Sensor mit geeigneter Bildverarbeitung) ermittelt werden.If necessary, the alignment of the display unit with respect to the sun can also be determined directly by a suitable sensor and data processing device (e.g. CCD sensor with suitable image processing).

Die obigen Ausführungen beziehen sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf eine Darstellung des Objektschattens in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bzw. der Anzeigeeinheit gegenüber der Sonne. Der erfinderische Gedanke schließt jedoch auch eine Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bzw. der Anzeigeeinheit gegenüber dem Mond (z. B. bei Nachtfahrten; z. B. aktivierbar abhängig von Umgebungshelligkeit und/oder Uhrzeit und Datum) oder eine Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bzw. der Anzeigeeinheit gegenüber einer anderen Hauptlichtquelle ein. Eine solche Hauptlichtquelle kann auch als Straßen- oder Tunnelbeleuchtung ausgebildet sein. Dabei ist wiederum die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bzw. der Anzeigeeinheit gegenüber der Hauptlichtquelle sensorisch zu bestimmen. Bei einer Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber dem Mond können wiederum Navigationsdaten Verwendung finden. Eine Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Straßen- oder Tunnelbeleuchtung wird der Fachmann hingegen eher auf der Basis der Daten von Bildsensoren vornehmen.Without restricting the generality, the above statements relate to a representation of the object shadow as a function of the instantaneous alignment of the motor vehicle or the display unit with respect to the sun. However, the inventive idea also includes a dependency on the current alignment of the motor vehicle or the display unit with respect to the moon (e.g. when driving at night; e.g. can be activated depending on the ambient brightness and/or time and date) or a dependency on the current Alignment of the motor vehicle or the display unit with respect to another main light source. Such a main light source can also be designed as street or tunnel lighting. In this case, in turn, the orientation of the motor vehicle or the display unit relative to the main light source is to be determined by sensors. When determining the alignment of the motor vehicle with respect to the moon, navigation data can in turn be used. On the other hand, a person skilled in the art will determine the alignment of the motor vehicle with respect to street or tunnel lighting on the basis of the data from image sensors.

Die im Zusammenhang mit der Erfindung gewonnenen Sensordaten können über den eigentlichen Zweck der Erfindung hinaus dazu verwendet werden, die Ansteuerung der Anzeigeeinheit so anzupassen, dass reale Schatten, welche auf die Anzeigeeinheit fallen, ausgeglichen oder verstärkt werden.Beyond the actual purpose of the invention, the sensor data obtained in connection with the invention can be used to adjust the control of the display unit in such a way that real shadows falling on the display unit are compensated for or intensified.

Durch die Erfindung kann unter anderem eine gesteigerte Natürlichkeit der auf einem Bildschirm dargestellten virtuellen Objekte erreicht werden. Insbesondere dreidimensionale virtuelle Objekte, welche in zweidimensionaler Projektion angezeigt werden, können so vom Betrachter schneller und/oder besser erkannt werden, da sie sich bezüglich ihrer Schattenwirkung wie reale Objekte verhalten. Die Erfindung ist jedoch auch und insbesondere auf die dreidimensionale Darstellung dreidimensionaler virtueller Objekte anwendbar. Ebenso ist die Erfindung auf geschriebenen Text oder andere Symbole anwendbar. Text und Objekte sind im Sinne der Erfindung je nach Darstellungsform als Spezialfälle zwei- oder dreidimensionaler virtueller Objekte oder als Spezialfälle der Projektion zwei- bzw. dreidimensionaler virtuellen Objekte interpretierbar.The invention makes it possible, among other things, to achieve increased naturalness of the virtual objects displayed on a screen. In particular, three-dimensional virtual objects that are displayed in a two-dimensional projection can thus be recognized more quickly and/or better by the viewer, since they behave like real objects with regard to their shadow effect. However, the invention can also and in particular be used for the three-dimensional representation of three-dimensional virtual objects. Likewise, the invention is applicable to written text or other symbols. According to the invention, text and objects can be interpreted as special cases of two- or three-dimensional virtual objects or as special cases of the projection of two- or three-dimensional virtual objects, depending on the form of representation.

Durch die Erfindung kann auch eine gesteigerte Attraktivität der auf einem Bildschirm dargestellten virtuellen Objekte erreicht werden. Durch natürliche, übertriebene oder absichtlich zur Realität gegenläufige Schattendarstellung können attraktive visuelle Effekte erzeugt werden. Dies gilt insbesondere angesichts der hohen Dynamik der Darstellung, welche sich etwa bei Tunnelfahrten und Abhängigkeit der Ausrichtung des Fahrzeugs von einer Tunnelbeleuchtung aus dem schnellen Wechsel der Schattendarstellung ergibt.An increased attractiveness of the virtual objects displayed on a screen can also be achieved by the invention. Attractive visual effects can be created by using shadows that are natural, exaggerated or intentionally opposed to reality. This applies in particular in view of the high dynamics of the display, which results from the rapid change in the shadow display when driving in tunnels and depending on the orientation of the vehicle from tunnel lighting.

Auch die Berücksichtigung zumindest einer Zusatzlichtquelle zusätzlich zur Hauptlichtquelle und eine dementsprechende Anzeige zumindest eines weiteren Schattenobjekts kann eine attraktive und/oder besonders realitätsnahe und/oder besonders informative Gesamtdarstellung zur Folge haben. Dementsprechend wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dem virtuellen Objekt zumindest ein zusätzlicher durch die Anzeigeeinheit dargestellter Objektschatten zugeordnet und die Darstellung des zusätzlichen Objektschattens erfolgt in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Zusatzlichtquelle. Dem virtuellen Objekt sind dann zumindest zwei Objektschatten zugeordnet.The consideration of at least one additional light source in addition to the main light source and a corresponding display of at least one additional shadow object can result in an attractive and/or particularly realistic and/or particularly informative overall display. Accordingly, according to a preferred development of the invention, at least one additional object shadow displayed by the display unit is assigned to the virtual object and the additional object shadow is displayed depending on the current alignment of the motor vehicle with respect to an additional light source. At least two object shadows are then assigned to the virtual object.

Bei geeigneter Implementierung der Erfindung können die gesteigerte Natürlichkeit und Attraktivität der Darstellung auch der Verkehrssicherheit dienen, da für den Betrachter die Informationsentnahme aus den Ausgaben der Anzeigeeinheit erleichtert wird und Fehlinterpretationen vermieden werden.With proper implementation of the invention, the increased naturalness and The attractiveness of the display also serves road safety, since it is easier for the viewer to extract information from the outputs of the display unit and misinterpretations are avoided.

Die Erfindung ist insbesondere auf optische Anzeigeeinheiten in Automobilen, aber auch auf optische Anzeigeeinheiten in anderen Kraftfahrzeugen anwendbar.The invention can be applied in particular to optical display units in automobiles, but also to optical display units in other motor vehicles.

Anhand der einzigen beigefügten Zeichnung wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

1 schematisch den Signalfluss bei einem Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

The invention is explained in more detail below on the basis of the only attached drawing. while showing

1 schematically shows the signal flow in a method according to a preferred embodiment of the present invention.

In 1 ist schematisch der Signalfluss bei einem Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei zeigt 1 im Wesentlichen lediglich die grundlegenden Eingangs- und Ausgangssignale einer Anzeigeeinheit, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird.In 1 is shown schematically the signal flow in a method according to a preferred embodiment of the present invention. while showing 1 essentially just the basic input and output signals of a display unit operated in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Die Anzeigeeinheit 6 ist zur Grafikdarstellung 7 von virtuellen Objekten mit zugeordnetem Objektschatten auf einem LCD-Display geeignet. Die Anzeigeeinheit 6 ist orts- und lagefest in einem Kraftfahrzeug angeordnet.The display unit 6 is suitable for graphic display 7 of virtual objects with associated object shadows on an LCD display. The display unit 6 is arranged in a fixed location and position in a motor vehicle.

Die Inhalte der auszugebenden Grafikdarstellung 7 werden von einer in die Anzeigeeinheit 6 integrierten Informationsverarbeitungeinheit errechnet. Dabei finden neben den im Folgenden besprochenen Signalen auch verschiedene andere Signale Berücksichtigung. Der Übersichtlichkeit halber wird in 1 auf die Darstellung solcher anderer Signale sowie auf die Darstellung des inneren Aufbaus der Anzeigeeinheit 6 verzichtet.The contents of the graphic representation 7 to be output are calculated by an information processing unit integrated in the display unit 6 . In addition to the signals discussed below, various other signals are also taken into account. For the sake of clarity, in 1 the representation of such other signals as well as the representation of the inner structure of the display unit 6 is omitted.

Ein Eingangssignal der Anzeigeeinheit 6 stellt ein Anzeigemodussignal 1b dar. Das Anzeigemodussignal 1b wird im vorliegenden Fall von einer Bedieneinheit 1a geliefert. Die Bedieneinheit 1a ist im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet. Ein Fahrzeuginsasse kann durch Bedienung der Bedieneinheit 1a zwischen den Modi „natürlich“, „übertrieben“, „gegensätzlich“, „fest“ wählen. Über das Anzeigemodussignal 1b wird die Auswahl an die Anzeigeeinheit 6 übertragen. Entsprechend der Bezeichnung der drei erstgenannten Modi werden Objektschatten in der Grafikdarstellung 7 bei Wahl dieser Modi realitätsorientiert, realitätsverstärkend oder realitätskonträr dargestellt. Bei Wahl des Modus „fest“ erfolgt die Schattendarstellung - wie im Stand der Technik - unabhängig von einer Hauptlichtquelle. Die Bedieneinheit 1a muss nicht selbst körperlich ausgeführt sein. Eine Modusauswahl über ein multifunktionales menübasiertes Bedienkonzept ist als hierzu äquivalent zu erachten.An input signal of the display unit 6 represents a display mode signal 1b. In the present case, the display mode signal 1b is supplied by an operating unit 1a. The operating unit 1a is arranged in the interior of the vehicle. A vehicle occupant can select between the modes “natural”, “exaggerated”, “contrasting”, “fixed” by operating the operating unit 1a. The selection is transmitted to the display unit 6 via the display mode signal 1b. Corresponding to the designation of the three first-mentioned modes, object shadows are represented in the graphic display 7 in a reality-oriented, reality-enhancing or reality-contrary manner when these modes are selected. If the "fixed" mode is selected, the shadows are displayed - as in the prior art - independently of a main light source. The operating unit 1a does not have to be designed physically. A mode selection via a multifunctional menu-based operating concept is to be regarded as equivalent to this.

Ein weiteres Eingangssignal der Anzeigeeinheit 6 stellt ein Lichtquellenauswahlsignal 2b dar. Das Lichtquellenauswahlsignal 2b wird von einer Bedieneinheit 2a geliefert. In vergleichbarer Art und Weise zur im vorangegenden Abschnitt beschriebenen Modusauswahl kann der Fahrzeugnutzer wählen zwischen den Einstellungen „Sonne“, „Mond“, „automatisch“. Bei Auswahl einer der ersten beiden Einstellungen erfolgt die Schattendarstellung in der Grafikdarstellung 7 - sofern möglich - stets in Abhängigkeit von der momentanen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der jeweils gewählten Hauptlichtquelle. Bei Auswahl der Einstellung „automatisch“ wird anhand des Datums und der Uhrzeit die geeignete Einstellung automatisch festgelegt (nachts: „Mond“, tagsüber: „Sonne“).A further input signal of the display unit 6 represents a light source selection signal 2b. The light source selection signal 2b is supplied by an operating unit 2a. In a manner comparable to the mode selection described in the previous section, the vehicle user can choose between the settings “Sun”, “Moon”, “Automatic”. If one of the first two settings is selected, the shadows are displayed in the graphic display 7—if possible—always depending on the current orientation of the motor vehicle with respect to the main light source selected in each case. If the "automatic" setting is selected, the appropriate setting is automatically determined based on the date and time (at night: "moon", during the day: "sun").

Die Sensoreinheit 3a dient der sensorischen Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der gemäß Signal 2b gewählten Hauptlichtquelle. Die gewählte Hauptlichtquelle wird hierzu durch das Signal 3b an die Sensoreinheit 3a mitgeteilt. Die sensorisch bestimmte Ausrichtung wird durch das Signal 3c an die Anzeigeeinheit 6 übertragen. Im vorliegenden Beispiel dient als Sensoreinheit 3a ein CCD-Sensor mit integrierter Signalverarbeitungseinheit, auf welche ein für die gewünschte Bestimmung geeignetes Bildverarbeitungsprogramm ausführbar ist.The sensor unit 3a is used for sensory determination of the orientation of the motor vehicle in relation to the main light source selected according to signal 2b. For this purpose, the selected main light source is communicated to the sensor unit 3a by the signal 3b. The orientation determined by sensors is transmitted to the display unit 6 by the signal 3c. In the present example, a CCD sensor with an integrated signal processing unit serves as the sensor unit 3a, on which an image processing program suitable for the desired determination can be executed.

Die Signale 4 und 5 sind nicht vom Fahrzeugnutzer beeinflussbar. Sie werden bereits während des Herstellungsprozesses der Anzeigeeinheit 6 bzw. des Kraftfahrzeugs an die Anzeigeeinheit 6 übertragen.Signals 4 and 5 cannot be influenced by the vehicle user. They are already transmitted to the display unit 6 during the manufacturing process of the display unit 6 or of the motor vehicle.

Das Signal 4 beschreibt die Anordnung der Anzeigeeinheit 6 im Kraftfahrzeug. Aus dieser Anordnung ist gemeinsam mit der sich aus dem Signal 3b ergebenden Ausrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüber der gewählten Hauptlichtquelle, die Ausrichtung der Anzeigeeinheit 6 gegenüber der gewählten Hauptlichtquelle bestimmbar.The signal 4 describes the arrangement of the display unit 6 in the motor vehicle. The alignment of the display unit 6 relative to the selected main light source can be determined from this arrangement together with the alignment of the motor vehicle relative to the selected main light source resulting from the signal 3b.

Das Signal 5 schließlich umfasst für jede durch die Einheiten 1a und 2a wählbare Kombination aus Modus und Einstellung jeweils einen Satz Schattenbasisparameter. Die Schattenbasisparameter erlauben dem Fahrzeughersteller die grundlegende Gestaltung der Schattendarstellung innerhalb der Grafikdarstellung 7. Im Falle des Modus „fest“ sind die Schattenbasisparameter gleich den Schattenparametern der Grafikdartellung 7. In allen anderen Modi werden auf der Grundlage der Schattenbasisparameter in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Anzeigeeinheit 6 gegenüber der gewählten Hauptlichtquelle diejenigen Schattenparameter berechnet, welche schließlich in die Schattendarstellung innerhalb der Grafikdarstellung 7 eingehen.Finally, the signal 5 comprises a set of basic shadow parameters for each combination of mode and setting which can be selected by the units 1a and 2a. The shadow base parameters allow the vehicle manufacturer to fundamentally design the shadow representation within the graphic representation 7. In the case of the "fixed" mode, the shadow base parameters are equal to the shadow parameters of the graphic representation 7. In all other modes, based on the shadow base parameters, depending on the orientation of the display unit 6 opposite the chosen main light source calculates those shadow parameters which are finally included in the shadow representation within the graphic representation 7 .

Claims

procedure after claim 1 , characterized in that the vehicle occupants via the control unit (2a) a setting "Sun" can be selected, in which the sun is selected as the main light source.

procedure after claim 1 , characterized in that the vehicle occupants via the control unit (2a) a setting "moon" can be selected, in which the moon is selected as the main light source.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the representation of the object shadow takes place in a reality-oriented manner.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the representation of the object shadow takes place in a reality-enhancing manner.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the representation of the object shadow takes place in a purposefully contrary to reality manner.

Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one additional object shadow displayed by the display unit is assigned to the virtual object and that the additional object shadow is displayed as a function of the current alignment of the motor vehicle with respect to an additional light source.