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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur
Darstellung geographischer Objekte auf einer Anzeigevorrichtung.
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Stand der Technik
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Aus
dem Stand der Technik sind Systeme mit einer Anzeigevorrichtung
bekannt, auf deren Anzeigevorrichtung geographische Objekte wie
zum Beispiel Landschaften, Strassen, Gebäude etc., aber auch
Fahrzeuge, dreidimensional dargestellt werden können. Solche
Systeme mit einer Anzeigevorrichtung kommen zum Beispiel in Flug-
oder Fahrsimulatoren zum Einsatz, aber auch in Navigationsgeräten. Dabei
werden auf der Anzeigevorrichtung in der Regel sich stetig verändernde
Szenerien dargestellt, wobei unter Szenerie eine Darstellung zu
verstehen ist, wie sie sich aus dem Blickwinkel zum Beispiel eines
in einem Fahrzeug sitzenden und das Fahrzeug lenkenden Autofahrers
ergibt. Für die Darstellung sich stetig verändernder
Szenerien in dreidimensionaler Darstellung werden große
Mengen an Daten benötigt, so dass der Speicherbedarf auch
entsprechend groß ist.
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In
herkömmlichen System werden die großen Datenmengen
mittels Datenkompressionsverfahren etwas reduziert, was jedoch wiederum
relativ schnelle Prozessoren erfordert, um die immer noch relativ
großen Datenmengen in einigermaßen akzeptabler
Geschwindigkeit zu bearbeiten.
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Trotzdem
werden diese beiden Anforderungen an solche Systeme, d. h. großer
Speicherbedarf und relativ schnelle bzw. leis tungsstarke Prozessoren,
als nachteilig empfunden, da die Größe des Speichers
bzw. die Leistungsstärke des Prozessors proportional zu
den damit verbundenen Kosten sind. Anders ausgedrückt,
bei Verwendung von relativ preiswerteren Komponenten, d. h. Speicher
und Prozessor, sind die erzielten Ergebnisse in der Darstellung
der Objekte in der Regel für den Anwender nicht befriedigend,
da der Aufbau der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung zum Beispiel
eines Navigationsgeräts entweder zu langsam und/oder nicht
ausreichend detailgetreu erfolgt.
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Aus
DE 10 2004 037 232
A1 ist ein Verfahren zur Routenführung bekannt,
bei dem vorgeschlagen wird, zur Führung Fahranweisungen
zu erzeugen und auszugeben, die Führungsanweisungen an
Entscheidungspunkten der Route für durchzuführende Manöver
darstellen. Zur Erzeugung einer Führungsanweisung zu dem
betroffenen Entscheidungspunkt werden vorhandene Informationen darauf
geprüft, ob sich im Bereich des Entscheidungspunktes ein
zur Orientierung geeignetes Objekt befindet, und dass für
den Fall, dass ein solches Objekt vorhanden ist, eine Führungsanweisung
erzeugt und ausgeben wird.
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Aus
DE 10 2005 018018
A1 ist ein Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung
wenigstens eines Teils einer digitalen Straßenkarte in
einem Navigationssystem bekannt, wobei topografische Informationen
aus auf einem Speichermedium abgespeicherten Daten in Abhängigkeit
von einer Position und einer Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs
selektiert und unter Verwendung einer Koordinatentransformation in
eine visuelle Darstellung der digitalen Sträßenkarte
entsprechend eines virtuellen, erhöhten Blickpunktes überführt
werden. Die Farbgebung von in der visuellen Darstellung der digitalen
Straßenkarte gezeichneten Bildelemente hängt von
der Entfernung zwischen ihrer Position und der des Fahrzeugs in
der digitalen Straßenkarte ab. Dabei kann beispielsweise der
Blauanteil der Bildelemente mit zunehmender Entfernung zwischen
ihrer Position und ihres Fahrzeuges in der digitalen Straßenkarte
anwachsen.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile
des Standes der Technik zu umgehen, und ein System sowie ein Verfahren zur
Darstellung geographischer Objekte bei sich verändernden
Szenerien auf einer Anzeigevorrichtung bereitzustellen, wobei der
Anwender eine relativ detailgetreue Darstellung bei relativ schnellem
Bildaufbau wahrnehmen kann.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des
Systemanspruchs 9 gelöst.
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Hierzu
schlägt die Erfindung unter einem ersten Aspekt ein Verfahren
zur Darstellung geographischer Objekte auf einer Anzeigevorrichtung
vor, wobei das Verfahren wenigstens einige der folgenden Schritte
umfasst: Verwenden eines ersten Bereiches, wobei der erste Bereich
in einer virtuellen geographischen Ebene angeordnet ist; Verwenden
wenigstens eines zweiten Bereiches in der virtuellen geographischen
Ebene, wobei der wenigstens zweite Bereich an den ersten Bereich
angrenzt oder den ersten Bereich ganz umschließt; Verwenden
eines Beobachtungspunktes, aus dessen Blickwinkel der erste und zweite
Bereich dargestellt werden sollen; Anfordern von Daten der geographischen
Objekte, die im ersten und zweiten Bereich liegen, aus einer Datenspeichervorrichtung;
Berechnen einer Darstellung der geographischen Objekte jeweils für
den ersten und den wenigstens zweiten Bereich in Abhän gigkeit
des Beobachtungspunktes; graphisches Darstellen der geographischen
Objekte auf der Anzeigevorrichtung, wobei die geographischen Objekte
als von dem Beobachtungspunkt aus betrachtet erscheinen; und wobei die
in dem ersten Bereich angeordneten geographischen Objekte mit einer
höheren Detailtreue dargestellt werden als die in dem wenigstens
zweiten Bereich angeordneten geographischen Objekte.
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Unter
einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung ein System zur
Darstellung von Daten geographischer Objekte vor, wobei das System
wenigstens einige der folgenden Merkmale umfasst: eine Eingabevorrichtung
zum Eingeben von Nutzer-Anweisungen; eine Berechnungsvorrichtung
zum Berechnen einer dreidimensionalen Darstellung aus den Daten;
eine Anzeigevorrichtung zur graphischen Darstellung der von der
Berechnungsvorrichtung berechneten Daten, wobei die Darstellung
gemäß Nutzeranweisungen erfolgt; eine Datenspeichervorrichtung
mit abgespeicherten Daten, wobei auf die Datenspeichervorrichtung
von der Berechnungsvorrichtung zugegriffen werden kann, um Daten
anzufordern; wobei die Daten der geographischen Objekte jeweils
für einen ersten Bereich und wenigstens einen zweiten Bereich
einer virtuellen geographischen Ebene auf der Anzeigevorrichtung
darstellbar sind, wobei sich der erste Bereich um einen Referenzpunkt herum
erstreckt, wobei die geographischen Objekte als von einem oberhalb
der virtuellen geographischen Ebene angeordneten Beobachtungspunkt
aus betrachtet erscheinen, wobei der Beobachtungspunkt einen senkrechten
Abstand (h0) von der Ebene und einen Abstand (d) von dem Referenzpunkt
aufweist; wobei der wenigstens zweite Bereich an den ersten Bereich
angrenzt oder den ersten Bereich ganz umschließt; und wobei
die in dem ersten Bereich angeordneten geographischen Objekte mit
einer höheren Detailtreue dar stellbar sind als die in dem
wenigstens zweiten Bereich angeordneten geographischen Objekte.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Systems bzw. Verfahrens
ergibt sich daraus, dass ein Anwender den Eindruck einer relativ
detailgetreuen Darstellung geographischer Objekte, d. h. von Landschaften,
Gebäuden, Fahrzeugen etc., auf der Anzeigevorrichtung subjektiv
wahrnimmt, wobei aber – vorteilhafterweise – nur
eine relativ geringe Datenmenge zur Erzeugung dieses Eindrucks benötigt
wird. Das heißt, dass die benötigte Speichermenge
relativ gering sein kann und/oder die benötigte Prozessorleistung
auch relativ gering sein kann. Mit anderen Worten, es wird ein vom
Anwender unmittelbarer wahrgenommener Sichtbereich mit relativ hoher
Detailtreue, was einer relativ hohen Datenmenge entspricht, dargestellt,
während Bereiche, die außerhalb des unmittelbaren
Sichtbereichs des Anwenders liegen, mit relativ geringerer Detailtreue
dargestellt werden, wofür auch nur eine geringere Datenmenge
erforderlich ist.
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Dabei
erscheint die Darstellung für den Anwender auf der Anzeigevorrichtung
in einer Ausführungsform aus einer Art Vogelperspektive,
das heißt am Ort des Beobachtungspunktes, welcher der Punkt
ist, von dem aus die Betrachtung stattfindet, befindet sich eine
virtuelle Kamera, mit welcher die geographischen Objekte betrachtet
werden, welche sich auf einer gedachten, d. h. virtuellen, Ebene
befinden. Der von der virtuellen Kamera abgedeckte Bereich wird
somit in Bereiche mit unterschiedlicher Detailtreue aufgeteilt,
wobei der Bereich, der um einen auf der Beobachtungsachse liegenden
Referenzpunkt angeordnet ist, den höchsten Grad an Detailtreue
aufweist, da dies der Bereich ist, der vom Anwender unmittelbarer
wahrgenommen wird.
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Als
Detailtreue wird hier das Maß an Genauigkeit verstanden,
mit dem Details der geographischen Objekte wiedergegeben werden,
wobei geographische Objekte zum Beispiel eine Umgebung, eine Landschaft,
Straßen, Bäume, Gebäude, aber auch jegliche
Art von einen Hintergrund bildenden Objekten wie zum Beispiel Felder,
Flüsse, Berge, Wolken sein können. Bei flächigen
Objekten wie zum Beispiel Wänden von Gebäuden
kann eine hohe Detailtreue durch das Darstellen einer Textur (z.
B. das Darstellen von Mauerwerk) gezeigt werden, bzw. eine niedrige
Detailtreue durch das Weglassen der Textur. Weiterhin kann die Detailtreue
auch eine graphische Auflösung der dargestellten Aspekte und/oder
die Anzahl der dargestellten Objekte betreffen. Die Detailtreue
kann vom Anwender für den ersten Bereich aus einer Auswahl
von Detailtreue-Klassen gewählt werden, wobei der Unterschied
an Detailtreue für die weiteren Bereiche bezogen jeweils auf
den ersten Bereich dann vorgegeben ist. Es ist aber auch denkbar,
das vom Anwender die Detailtreue für die einzelnen Bereiche
separat wählbar sind.
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An
diesen ersten Bereich mit der höchsten Detailtreue angrenzend
bzw. um diesen ersten Bereich herum kann ein zweiter Bereich mit
einer geringern Detailtreue angeordnet sein; an diesen zweiten Bereich
können sich dann auch weitere Bereiche anschließen,
wobei die Detailtreue der jeweiligen Bereiche immer mehr abnimmt,
je weiter diese Bereiche vom Referenzpunkt entfernt liegen. Weiter
vom Referenzpunkt entfernt liegende Bereiche werden vom Auge des
Betrachters bzw. Anwenders weniger wahrgenommen, so dass eine relativ
hohe Detailtreue in diesen Bereichen nicht notwendig ist.
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Das
Verfahren ist vorteilhafterweise weiterhin so ausgelegt, dass der
erste Bereich und die daran angrenzenden bzw. umgebenden Bereiche
in der virtuellen geographischen Ebene bewegt dargestellt werden
können, das heißt bei einer Änderung
der Position des Referenzpunktes ändert sich in gleichem Masse
die Position des betrachteten Bereichs, wobei der Abstand d des
Beobachtungspunktes zum Referenzpunkt und der Abstand h0 des Beobachtungspunktes
zur Ebene im wesentlichen konstant bleibt.
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Somit
lässt sich vorteilhafterweise das Verfahren zum Beispiel
für Anzeigevorrichtungen von Flug- oder Fahrsimulatoren
oder auch Navigationsgeräten verwenden, wo sich der vom
Anwender betrachtete Bereich stetig ändert.
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Dabei
werden bei jeder Änderung der Position des Referenzpunktes
nur die Daten von geographischen Objekten aus der Datenspeichervorrichtung
angefordert, die erstmalig in den Bereichen anzuordnen sind, das
heißt nur die Daten von Objekten werden angefordert, die
aufgrund der Verschiebung der Bereiche erstmalig von der virtuellen
Kamera erfasst werden. Somit muss bei einer Verschiebung der Bereiche
nur ein relativ geringer Teil an Daten angefordert werden, nämlich
diejenigen, die erstmalig vom Betrachtungswinkel der virtuellen
Kamera erfasst werden. Der Großteil der Daten verbleibt
in der Berechnungsvorrichtung und muss nicht aus der Datenspeichervorrichtung
angefordert werden, was sonst zu einer Verlangsamung des Aufbaus
der Darstellung führen würde.
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Es
wird weiterhin bevorzugt, dass der Grad an Detailtreue, das heißt
die Detailtreue der geographischen Objekte im ersten Bereich und
im wenigstens zweiten Bereich eine Funktion des Abstands h0 des
Beobachtungspunkts von der Ebene und des Abstands d des Beobachtungspunktes
vom Referenzpunkt ist, wobei die Detailtreue der Objekte umso höher
ist, je kleiner der Abstand h0 bzw. der Abstand d ist. Daraus ergibt
sich der Vorteil, dass nur die Datenmengen von der Berechnungsvorrichtung
für die jeweiligen Bereiche bearbeitet werden müssen,
die für eine Darstellung notwendig sind, die vom Betrachter subjektiv
noch als relativ detailtreu empfunden wird. Dabei ist die Detailtreue
nicht nur eine Funktion des Abstands des Beobachtungspunkts vom
Referenzpunkt, sondern natürlich gleichzeitig auch eine
Funktion des Abstands der jeweiligen Bereiche vom Referenzpunkt.
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Dabei
ist es wiederum von Vorteil hinsichtlich der Menge an von der Berechnungsvorrichtung
zu bearbeitender Daten, wenn die Daten nur dann angefordert werden,
wenn sich der Abstand h0 bzw. der Abstand d ändert.
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Daten
von Objekten, welche aufgrund des Verschiebens der Bereiche nicht
mehr in den Bereichen anzuordnen bzw. darzustellen sind, werden
bevorzugt in einem Zwischenspeicher abgelegt, um für eine
erneute Anforderung schneller wieder zur Verfügung zu stehen
als bei einer Anforderung aus der Datenspeichervorrichtung. Somit
kann nochmals eine Verkürzung der für den Bildaufbau
benötigten Zeit erzielt werden, da die benötigten
Daten nicht erst aus der Datenspeichervorrichtung angefordert werden müssen,
was einen relativ größeren Zeitaufwand bedeuten
würde als auf einen Zwischenspeicher zuzugreifen.
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Um
jedoch die Schnelligkeit eines solchen Systems noch weiter in vorteilhafter
Weise zu erhöhen, kann vor dem Schritt des Anforderns von
Daten aus der Datenspeichervorrichtung geprüft werden, ob
die benötigten Daten in dem Zwischenspeicher vorhanden
sind, wobei im Falle des Vorhandenseins der benötigten
Daten in dem Zwischenspeicher diese Daten dann aus dem Zwischenspeicher
angefordert werden.
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Als
weiterer Vorteil erweist sich die Verwendung eines solchen Verfahrens
bzw. Systems in Kombination mit einer Navigationsvorrichtung, wobei die
aktuellen Daten für den Referenz- Punkt, das heißt
also zum Beispiel für ein vom Anwender gesteuertes Fahrzeug,
dann von der Navigationsvorrichtung bereitgestellt werden. Dabei
werden die aktuellen Daten von einem Sender-/Empfänger-System erzeugt,
welches in der Regel aus Satellitensendern und einem entsprechend
ausgelegten Empfängersystem besteht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.
Hierbei zeigt bzw. zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Systems;
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2 eine
schematische Darstellung der Beziehung zwischen Betrachtungspunkt
und Referenzpunkt;
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3a die
Sicht aus der Perspektive des Betrachtungspunktes in 2;
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3b eine
seitliche Querschnittsansicht der Darstellung in 2;
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4a bis 4c schematische
Darstellungen der Bereiche mit unterschiedlichen Levels of Detail;
und
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5a bis 5d schematische
Darstellungen von Objekten in Bereichen mit unterschiedlichen Levels
of Detail.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Systems 1, das eine Eingabevorrichtung 5, eine
Berechnungsvorrichtung 10 mit einem Zwischenspeicher 61,
eine Anzeigevorrichtung 15 und eine Datenspeichervorrichtung 20 umfasst.
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Über
die Eingabevorrichtung 5 wählt ein Anwender eine
Szenerie umfassend bestimmte geographische Objekte, zum Beispiel
eine bestimmte-Landschaft, aus. Diese Auswahl erfolgt auf der Grundlage definierter
und in der Datenspeichervorrichtung 20 abgespeicherter
Daten, welche die geographischen Objekte definieren. Als Eingabevorrichtung
kann eine Tastatur oder ein Touchscreen dienen. Anstelle einer aktiven
Auswahl der Szenerie kann die Szenerie auch vorgegeben sein oder
automatisch vorgegeben werden.
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Zusätzlich
zur Szenerie wählt der Anwender einen geographischen Ort
aus, der dargestellt werden soll. Die Auswahl des Ortes kann auch
automatisch erfolgen und beispielsweise durch eine Position des
Anwenders vorgegeben sein, so dass dessen Umgebung dargestellt werden
soll.
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Ein
System gemäß dieser ersten Ausführungsform
kann zum Beispiel als Flug- oder Fahrsimulator benutzt werden, wobei
der Anwender eine bestimmte Szenerie auswählt, welche als
Ausgangspunkt für die Simulation einer – ebenfalls
vom Anwender über die Eingabevorrichtung 5 auszuwählende – Route
dient.
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Hat
der Anwender eine Auswahl getroffen, dann wird die Anweisung über
diese Auswahl an die Berechnungsvorrichtung 10 weitergegeben,
welche die benötigten Daten aus der Datenspeichervorrichtung 20 anfordert.
Sind die benötigten Daten aus der Datenspeichervorrichtung 20 in
die Berechnungsvorrichtung 10 geladen, werden die Daten
entsprechend der enthaltenen Information aufbereitet, zum Beispiel für
eine Darstellung in dreidimensionaler Form, welche dann auf der
Anzeigevorrichtung 15 wiedergegeben wird. Pfeile 25 bezeichnen
jeweils die Richtung des Informationsflusses.
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Gemäß dem
erfindungsgemäßen System 1 bzw. dem erfindungsgemäßen
Verfahren bestimmt der Anwender zunächst einen ersten Bereich 40 um einen
Referenzpunkt 45 herum, wobei der erste Bereich 40 in
einer virtuellen geographischen Ebene 50 angeordnet ist.
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Dies
ist in 2 verdeutlicht. Dabei wird von einem – virtuellen – Beobachtungspunkt 35,
hier schematisch als eine Kamera dargestellt, gleichsam aus der
Vogelperspektive, der Referenzpunkt 45 bzw. der den Referenzpunkt 45 umgebende
und vom Anwender festgelegte Bereich 40 betrachtet und
auf der Anzeigevorrichtung 15 dargestellt. Der Bereich 40 ist
dabei ein Rechteck, welches durch die Vektoren V1 und V2, jeweils
mit den Längen L1 und L2, aufgespannt wird, wobei die Vektoren
V1 und V2 von den äußeren Schnittpunkten einer
vom Beobachtungspunkt 35 ausgehenden Ebene 55 mit
der virtuellen Ebene 50 ausgehen. Es ergibt sich somit
ein Beobachtungskegel. Vom Anwender kann über die Eingabevorrichtung 5 die
Größe dieses Bereiches 40 auf der virtuellen
Ebene 50 festgelegt werden, indem die Längen L1,
L2 der Vektoren V1, V2 entsprechend angepasst werden. Die virtuelle
Ebene kann beispielsweise durch die Oberfläche der Landschaft festgelegt
sein, die dargestellt werden soll.
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Eine
weitere Möglichkeit der Beeinflussung des Bereiches 40 durch
den Anwender geschieht durch die Wahl des Abstandes h0 des Beobachtungspunktes 35 von
der virtuellen Ebene, sowie der Länge d0 der Ebene 55,
gemessen vom Beobachtungspunktes 35 bis zum Schnittpunkt
mit der virtuellen Ebene 50. h0 und d0 bilden jeweils einen
rechten Winkel mit der virtuellen Ebene 50.
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In 3a ist
eine Draufsicht auf den Bereich 40 in der virtuellen Ebene 50 dargestellt,
wobei zu erkennen ist, dass der Bereich 40 in mehrere Bereiche 41, 42, 43 unterteilt
ist. Dabei ist ein erster Bereich 41 genau der Bereich,
in welchem geographische Objekte (hier nicht dargestellt) mit einer
re lativ hohen Detailtreue dargestellt werden. Im Gegensatz dazu werden
in einem zweiten und dritten Bereich 42, 43 geographische
Objekte mit einer relativ zu dem ersten Bereich 41 geringeren
Detailtreue dargestellt. Somit ist die für die Darstellung
geographischer Objekte im Bereich 40 benötigte
Datenmenge aus der Datenspeichervorrichtung 20 reduziert,
da nur in dem ersten Bereich 41 eine hohe Detailtreue verwendet
wird. Für die Wahrnehmung durch den Betrachter bzw. Anwender
spielt dies eine geringere Rolle, da von ihm im Wesentlichen der
erste Bereich 41 wahrgenommen wird.
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Eine
Reduzierung der jeweils benötigten Datenmenge bedeutet
einen geringeren Arbeitsaufwand für die Berechnungsvorrichtung 10,
und somit eine schnellere Verarbeitungszeit der Daten in der Berechnungsvorrichtung 10 sowie
ein schnellerer Bildaufbau für die Anzeigevorrichtung 15.
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3b zeigt
die in 3a dargestellte Situation in
einer seitlichen Querschnittsansicht. Hier ist wiederum der als
eine virtuelle Kamera dargestellte Beobachtungspunkt 35 zu
sehen, welcher einen Abstand h0 von der virtuellen Ebene 50 aufweist.
Ebenfalls dargestellt sind die Längen d01, d02, d03 der
jeweiligen Ebenen 55, 55', 55'', so dass
sich die Längen der einzelnen Bereiche 41 42, 43 jeweils
zu d1, d2, d3 ergeben. Durch die Wahl dieser Längen hat der
Anwender die Möglichkeit, über die Eingabevorrichtung 5 die
Größe der Bereiche festzulegen.
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In
einer weiteren, gleichfalls in 1 dargestellten
Ausführungsform kann das System 1 zusätzlich
eine Navigationsvorrichtung 30 umfassen, welche aktuelle
Daten zum Beispiel über ein vom Anwender geführtes
Fahrzeug empfängt und an die Berechnungsvorrichtung 10 weitergibt,
so dass auf der Anzeigevorrichtung 15 stets eine Darstellung
der aktuellen Position wiedergegeben wird, wobei die aktuelle Position
dem Referenzpunkt 45 entsprechen kann.
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Abhängig
von der gewählten Ausführungsform kann die aktuelle
Position des Fahrzeuges oder die vom Anwender eingegebene Position
auch die Position des Beobachtungspunktes 35 festlegen.
Dabei legt die Position des Fahrzeuges die Position des Beobachtungspunktes
senkrecht projiziert auf die virtuelle Ebene fest.
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Das
heißt, bewegt sich der Anwender mit einem Fahrzeug, dann
verschiebt sich auch der Referenzpunkt 45 bzw. der den
Referenzpunkt umgebende Bereich 40 (oder in den in 3a und 3b dargestellten
Situationen die Bereiche 41, 42, 43),
wobei – wie oben bereits beschrieben worden ist – nur
die neu in den Bereichen 41, 42, 43 auftretenden
geographischen Objekte bzw. die sie beschreibenden Daten von der
Berechnungsvorrichtung 10 aus der Datenspeichervorrichtung 20 angefordert
werden.
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Weitere
Situationen sind in den 4a bis 4c dargestellt.
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In 4a ist
schematisch eine Situation mit drei weiteren Bereichen 41', 42', 43' dargestellt,
in der die virtuelle Kamera (hier nicht dargestellt) senkrecht über
dem Bereich 41' steht. Bei einer Rotation der Kamera werden
praktisch nur die Daten der in den Bereichen 41', 42', 43' bereits
vorhandenen geographischen Objekte benötigt, so dass eine
schnelle Rotation der Kamera um eine senkrecht auf der virtuellen
Ebene 50 (hier nicht dargestellt) stehenden Kamera-Achse
möglich ist.
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In 4b ist
eine Situation dargestellt, welche ähnlich der in 4a dargestellten
Situation ist. Es sind wieder weitere Bereiche 41', 42', 43' in
einer Draufsicht darge stellt, wobei diesmal im ersten weiteren
Bereich 41' zusätzlich ein so genannter Toleranzbereich 44 dargestellt
ist. Der Toleranzbereich 44 kann ein Randbereich des ersten
weiteren Bereiches 41' darstellen, der festlegt, dass,
solange die virtuelle Kamera (hier nicht dargestellt) den Toleranzbereich 44 nicht überschreitet
(in Richtung zum zweiten weiteren Bereich 42'), keine neuen
Daten angefordert werden müssen. Es besteht aber auch die Möglichkeit,
dass bei einem Eintritt in den Toleranzbereich 44 bereits
ein so genanntes Pre-Caching von Daten stattfindet, so dass diese
vorsichtshalber bereits angeforderten Daten schon in einem Zwischenspeicher
oder gespeichert oder noch nicht bearbeitet in der Berechnungsvorrichtung
bereit stehen, wenn die Kamera sich weiter auf die Bereiche 42' bzw. 43' bewegen
sollte. Die Bewegungsrichtung der Kamera kann über eine
Extrapolation des Kameravektors stattfinden.
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In 4c ist
eine Serie von Situationen I, II, III dargestellt, bei der die Kamera
ausgehend von der Situation I, bei der wiederum die drei weiteren
Bereiche 41', 42', 43' dargestellt sind,
in den ersten weiteren. Bereich 41' hineinzoomt (Situation
II), so dass nur noch der erste weitere Bereich 41' und
der zweite weitere Bereich 42' abgebildet werden. Es wird
dann, um gemäß der Erfindung die Datenanforderung
zu reduzieren, innerhalb des ersten weiteren Bereichs 41' ein
neuer weiterer Bereich 41'' erzeugt, wobei dieser neue
weitere Bereich 41'' die ursprünglich im ersten
weiteren Bereich 41' (Situation II) vorherrschende Detailtreue
aufweist, und die Detailtreue im ersten weiteren Bereich 41' (Situation
III) reduziert ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform umfasst das System 1 zusätzlich
zu der Datenspeichervorrichtung 20 noch einen Zwischenspeicher 61,
das heißt einen Pufferspeicher, in welchem nicht mehr benötigte
Daten abgelegt werden können, auf welche nach einer Prüfung,
ob diese Daten dort vorhanden sind oder nicht, relativ schneller
wieder zugegriffen werden kann, um somit die Zugriffszeit auf die
Datenspeichervorrichtung weiter zu reduzieren. Der Zwischenspeicher 61 kann
in die Berechnungsvorrichtung 10 integriert sein.
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5a zeigt
wiederum drei Bereiche 41, 42, 43, diesmal
mit darin befindlichen geographischen Objekten 60, 65,
welche schematisch Straßen darstellen. Bei einem Übergang
von Strassen 60, 65 von einem Bereich 41 mit
hoher Detailtreue zu einem Bereich 42 mit relativ geringer
Detailtreue wird die – erfindungsgemäße – Abnahme
an Details durch einen geringer werdenden Kontrast bzw. durch eine
geringer werdende Farbsättigung der Objekte (d. h. Kontrast
bezogen auf den Hintergrund) zum Rand des jeweiligen Bereiches hin
dargestellt (so genanter Alpha Effekt), so dass dem Betrachter der
Eindruck vermittelt wird, dass der Übergang vom Bereich 41 zum
Bereich 42 nicht abrupt stattfindet.
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In
der gleichen Weise werden auch ausgedehnte Objekte 70 wie
zum Beispiel Gebäude (im Gegensatz zu Strassen, welche
in der Regel als Linien dargestellt werden) beim Übergang
von zum Beispiel einem Bereich 41 zum nächsten
Bereich 42 behandelt, wie es in 5b dargestellt
ist.
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In 5c ist
die Darstellung von Topographien in den Bereichen 41, 42, 43 mit
jeweils unterschiedlicher Detailtreue dargestellt, wobei die Topographien
gemäß einem Digital Elevation Model oder Digital
Terrain Model (DEM bzw. DTM) in einer Gitternetzstruktur 75 dargestellt
sind, welche bei einem Übergang von einem Bereich mit höherer
Detailtreue zu einem Bereich mit niedrigerer Detailtreue immer gröber
wird, und somit auch die Darstellung der Topographie bei jedem Übergang
an Detailtreue verliert.
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Ähnliches
gilt auch für die Darstellung von dreidimensionalen Objekten 80 in 5d,
wobei das Objekt 80 sich von einem Bereich 41 mit
relativ hoher Detailtreue in einen Bereich 42 mit relativ
niedriger Detailtreue erstreckt. Dabei sind Merkmale B, wie zum
Beispiel Texturen, des Objekts 80, welche in den Bereich 41 hineinragen,
mit höherer Detailtreue dargestellt, als Merkmale A, die
in den Bereich 42 hineinragen. Als Beispiel für
ein solches Objekt 80 sei hier ein Gebäude aufgeführt,
welches sich vom Bereich 41 in den Bereich 42 erstreckt,
wobei Wände des Gebäudes im Bereich 41 mit
einer Textur dargestellt sind, welche das Mauerwerk darstellen soll,
während Wände des Gebäudes im Bereich 42 ohne
Textur dargestellt sind.
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Es
sei noch bemerkt, dass das Laden bzw. Anfordern von Daten aus der
Datenspeichervorrichtung 20 mit dem Laden von Daten für
den Bereich mit der höchsten Detailtreue beginnt, selbst
wenn die Daten für die Bereiche mit niedrigerer Detailtreue noch
nicht vollständig geladen sind, so dass der Bildaufbau
in der Anzeigevorrichtung 15 frühestmöglich beginnen
kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004037232
A1 [0005]
- - DE 102005018018 A1 [0006]