DE202012013456U1

DE202012013456U1 - Neuordnung überlagerter digitaler Bilddaten und zugehörige Rendering-Engine für digitale Bilder

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Publication number: DE202012013456U1
Application number: DE202012013456.6U
Authority: DE
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2017-01-27
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP2014534510A; CA2851049C; US8411113B1; AU2012321223A1; CN103959343B; US20130093780A1; EP2766878B1; CN103959343A; WO2013055505A1; KR20140072205A; EP2766878A1; JP6008973B2; KR101991470B1; AU2012321223B2; CA2851049A1; EP2766878A4

Abstract

Digitales Bildverarbeitungssystem zum Rendern eines Bildes in einer Anzeige, das Folgendes umfasst; eine Datenübertragungsnetzwerkschnittstelle; einen Prozessor oder mehrere Prozessoren; einen Speicher oder mehrere Speicher, der oder die an einen Prozessor oder mehrere Prozessoren gekoppelt ist oder sind; eine Routine, die auf mindestens einem der besagten Speicher gespeichert ist und die einen Prozessor oder mehrere Prozessoren verwendet, um einen Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten abzurufen, die mehrere Originalebenen von Bilddaten umfassen, die in aufsteigender Reihenfolge angeordnet sind und in einer Anzeige gerendert werden sollen, wobei jede Originalebene von Bilddaten eine Vielzahl von Bildobjekten verschiedenen Typs umfasst, die in einer Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge angeordnet sind; eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten, die in dem einen Speicher oder in einem der mehreren Speicher gespeichert ist und die bei Ausführung mithilfe des einen Prozessors oder der mehreren Prozessoren einen ersten Satz an Bildobjekten des ersten Typs aus besagtem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert und einen Satz an neu geordneten Bilddaten erstellt, und worin besagter Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten eine erste Ebene umfasst, die Bildobjekte des ersten Typs umfasst, worin die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten die Bildobjekte des ersten Typs so neu anordnet, dass sich alle Bildobjekte des ersten Typs von einer bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten vor jeglichen Bildobjekten des ersten Typs von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge nach der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten folgen, und so, dass sich jedes der Bildobjekte des ersten Typs von der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten nach all den Bildobjekten von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge vor der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten stehen, und worin die Bildobjekte des ersten Typs von jeder der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten in umgekehrter Reihenfolge zur Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge von jeder der Originalebenen von Bilddaten angeordnet sind; und eine Routine zur Zuweisung eines Z-Werts, die in einem der Speicher gespeichert ist und die bei Ausführung jedem Bildobjekt in den neu geordneten digitalen Bilddaten in Abhängigkeit der Reihenfolge des Bildobjekts in den neu geordneten digitalen Bilddaten einen Z-Wert zuweist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf digitale Bild-Renderingsysteme wie beispielsweise digitale geografische Kartenanzeigesysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilder, die bei Ausführung einen Originalsatz an „überlagerten” digitalen Bilddaten derart neu ordnet, dass eine Anzeige gerendert wird, ohne dass jede Ebene des Originalsatzes von überlagerten digitalen Bilddaten einzeln gerendert werden muss und ohne dass Zwischenbilder verwendet werden müssen. Unter Schutz gestellt werden und Gegenstand des Gebrauchsmusters sind dabei, entsprechend den Vorschriften des Gebrauchsmustergesetzes, lediglich Vorrichtungen wie in den beigefügten Schutzansprüchen definiert, jedoch keine Verfahren. Soweit nachfolgend in der Beschreibung gegebenenfalls auf Verfahren Bezug genommen wird, dienen diese Bezugnahmen lediglich der beispielhaften Erläuterung der in den beigefügten Schutzansprüchen unter Schutz gestellten Vorrichtung oder Vorrichtungen.
HINTERGRUND
Digitale Bilder wie geografische Karten, Spielsysteme, anatomische Diagramme, Cartoons mit Sprechblasen und dergleichen finden sich in einer Vielzahl von Geräten, einschließlich Mobiltelefonen, Fahrzeug-Navigationssystemen, GPS-Handgeräten, Computern, und auf vielen Websites und werden von bzw. auf ihnen angezeigt. Auch wenn digitale Bilder aus Sicht des Endbenutzers leicht anzuzeigen und zu verwenden sind, ist die Erstellung eines digitalen Bilds häufig ein schwieriges und prozessorintensives Unterfangen. Die Geschwindigkeit, mit der ein gegebenes Rendering-Gerät zur Anzeige eines digitalen Bilds tatsächlich ein gegebenes digitales Bild anzeigt, sobald es eine derartige Anweisung erhält, kann aufgrund der erforderlichen Menge an zu verarbeitenden Daten langsam sein. Aus Sicht der Endbenutzer sind derartige Verzögerungen beim Rendern einer Anzeige unerwünscht.
Oft beginnt die Erstellung eines digitalen Bilds mit der Speicherung eines Satzes an digitalen Rohbilddaten in einer digitalen Bilddatenbank, die beispielsweise Millionen von Straßen und Kreuzungen und anderen Funktionen entsprechen, die als Teil einer geografischen Karte angezeigt werden. Die digitalen Kartenrohdaten, die in der Kartendatenbank gespeichert werden, stammen häufig von einer Vielzahl von Quellen, die üblicherweise verschiedene Mengen und Arten von Informationen bereitstellen. So ist die erste Quelle möglicherweise eine Datenbank, die Daten aus einer Reihe von Bilddateien von Satelliten- oder Luftbildaufnahmen enthält, die zweite Quelle möglicherweise eine Datenbank, die Daten zu einer Reihe von Landstraßen enthält, die dritte Quelle möglicherweise eine Datenbank, die Daten zu einer Reihe von Bundesstraßen enthält, die vierte Quelle möglicherweise eine Datenbank, die Daten zu einer Reihe von internationalen Autobahnen enthält, usw. Für gewöhnlich setzt sich der resultierende Satz an überlagerten digitalen Bilddaten aus einer Vielzahl von Bildobjekten und Bilddateien zusammen, die auf einer Vielzahl von Ebenen verteilt sind. Jedes gegebene Bildobjekt ist mit einem bestimmten Bildobjekttyp verknüpft, wie beispielsweise die Konturen oder der innere Bereich einer Straße. Diese einzelnen Quellen digitaler Kartenbilddaten werden zusammengetragen und in einer digitalen Kartenbilddatenbank gespeichert, bevor von einem Client-Gerät oder von anderen Kartenanzeige-Renderinganwendungen und entsprechenden Hardware-Lösungen auf sie zugegriffen wird.
Eine gängige Methode zum Rendern digitaler Bilder ist die Verwendung von sogenannten Vektorbilddaten. Vektorbilddaten werden gewöhnlich in hochauflösenden und schnell laufenden Bildgebungssystemen verwendet, zum Beispiel jene von Gamingsystemen, insbesondere von dreidimensionalen Gamingsystemen. Allgemein ausgedrückt enthalten Vektorbilddaten (oder kurz Vektordaten) Daten, die bestimmte Bildobjekte (auch als Primitive bezeichnet) definieren, die als Teil einer Anzeige gerendert werden sollen. Im Kontext einer digitalen Bilddarstellung einer geografischen Karte definieren derartige Bildobjekte oder Primitive beispielsweise einzelne Straßen, Textbeschriftungen, Bereiche, Textfelder, Gebäude, Eisenbahnlinien, Flüsse, Markierungen für interessierende Punkte, Geländemerkmale, Radfahrwege, Karten- und Straßenbeschriftungen usw.
Üblicherweise beinhalten überlagerte digitale Kartendaten eine Fülle von Bildobjekten, die auf verschiedenen Ebenen verteilt sind. Die Grundebene einer geografischen Karte kann beispielsweise eine Bilddatei einer Satelliten- oder Luftbildaufnahme der Erdoberfläche sein. Die zweite Ebene kann Landstraßen dargestellt durch entsprechende Innenflächen- und Konturobjekte beinhalten (zum Beispiel eine Straße bzw. Straßen dargestellt durch eine weiße Innenfläche mit schwarzen Konturen). Eine dritte Ebene kann Bundesstraßen dargestellt durch entsprechende Innenflächen- und Konturobjekte beinhalten (zum Beispiel eine Straße bzw. Straßen dargestellt durch eine graue Innenfläche mit schwarzen Konturen). Eine vierte Ebene kann internationale Autobahnen dargestellt durch entsprechende Innenflächen- und Konturobjekte beinhalten (zum Beispiel eine Straße bzw. Straßen dargestellt durch eine orangefarbene Innenfläche mit schwarzen Konturen). Jedes Bildobjekt auf einer gegebenen Ebene verfügt über zahlreiche Attribute, wie beispielsweise eine Form, eine Farbe, eine Linienstärke, einen Alpha-Blending-Wert, einen Z-Tiefenfunktionswert usw. Die gerenderten digitalen Kartenbilddaten werden dann in Form einer Kompilation all dieser Ebenen und Bildobjekte zur Visualisierung der dreidimensionalen räumlichen Beziehung angezeigt. Es versteht sich, dass ein gegebener Satz an überlagerten digitalen Originalbilddaten über Originalebenen verfügt, die auf verschiedene Weise erzeugt werden. So kann beispielsweise jedwede Kombination von Originalebenen kombiniert werden, um ein einzelnes Zwischenbild zu erzeugen.
Bei konventionellen Anwendungen werden überlagerte digitale Bilddaten in einer entsprechenden Client-Geräteanzeige gerendert, indem jede Ebene einzeln gerendert wird. Die Originalebenen werden zunächst gerastert und in Zwischenbilder umgewandelt. Die Zwischenbilder werden anschließend vor dem Rendern einer Anzeige zusammengeführt. Der zusätzlich für die Zwischenbilder benötigte Speicher und der zum Zusammenführen der Zwischenbilder erforderliche Zeitaufwand sind ursächlich für die Verzögerung beim Rendern einer Anzeige.
Daher erfordert das Rendern überlagerter digitaler Kartenbilddaten mithilfe konventioneller Anwendungen viel Speicherplatz, Prozessorleistung und Zeit.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein computerimplementiertes Verfahren zum Neuordnen eines Originalsatzes an überlagerten Bilddaten, die zum Rendern einer Anzeige verwendet werden, beinhaltet den Empfang eines Originalsatzes an überlagerten Bilddaten auf einem Computergerät, die mehrere Originalebenen von Bilddaten beinhalten, die so zum Rendern angeordnet sind, dass Zwischenbilder erzeugt werden, bevor die Zwischenbilder in einer Anzeige gerendert werden. Jede der Originalebenen von Bilddaten beinhaltet eine Vielzahl von Bildobjekten, die in einer Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge angeordnet sind. Das Verfahren führt eine Routine zum Neuordnen der Bilddaten auf dem Computergerät aus, die einen Satz an Bildobjekten des ersten Typs von mindestens zwei Originalebenen der Bilddaten extrahiert und einen Satz an neu geordneten Bilddaten erstellt, der dann als einzelne neugeordnete Ebene von Bilddaten zum Rendern einer Anzeige verwendet wird. Die neu geordnete Ebene der Bilddaten beinhaltet Bildobjekte des ersten Typs, die als Funktion der Identität der Originalebenen von Bilddaten, von denen die Bildobjekte des ersten Typs extrahiert wurden, und als Funktion der Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge der Originalebenen von Bilddaten, von denen die Bildobjekte des ersten Typs extrahiert wurden, sortiert wurden. Das Verfahren speichert als Nächstes jene neu geordnete Ebene von Bilddaten auf dem Computergerät.
In einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine Rendering-Engine für digitale Bilder zur Verwendung beim Rendern einer Anzeige eine Kommunikations-Netzwerkschnittstelle, mindestens einen Prozessor, mindestens einen Speicher, der an den Prozessor gekoppelt ist, und ein Anzeigegerät, das an den Prozessor gekoppelt ist. Eine Kommunikationsroutine wird in mindestens einem der Speicher gespeichert, die über einen der Prozessoren ausgeführt wird, um über die Kommunikations-Netzwerkschnittstelle einen Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten abzurufen, die mehrere Originalebenen von Bilddaten beinhalten, die in aufsteigender Reihenfolge angeordnet sind und in einer Anzeige gerendert werden sollen. Jede Originalebene von Bilddaten beinhaltet eine Vielzahl von Bildobjekten verschiedenen Typs, die in einer Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge angeordnet sind. Eine Routine zum Neuordnen von digitalen Bilddaten ist in einem der Speicher gespeichert, die bei Ausführung mithilfe einer der Prozessoren einen ersten Satz an Bildobjekten des ersten Typs aus dem Originalsatz von überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert und einen Satz an neu geordneten Bilddaten erstellt. Der Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten beinhaltet eine erste Ebene, die Bildobjekte des ersten Typs umfasst, worin die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten die Bildobjekte des ersten Typs so neu anordnet, dass sich alle Bildobjekte des ersten Typs von einer bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten vor jeglichen Bildobjekten des ersten Typs von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge nach der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten folgen, und so, dass sich jedes der Bildobjekte des ersten Typs von der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten nach all den Bildobjekten von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge vor der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten stehen, und worin die Bildobjekte des ersten Typs von jeder der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten in umgekehrter Reihenfolge zur Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge von jeder der Originalebenen von Bilddaten angeordnet sind. Eine Routine zur Zuweisung eines Z-Werts ist in einem der Speicher gespeichert, die bei Ausführung jedem Bildobjekt in den neu geordneten digitalen Bilddaten als Funktion der Reihenfolge des Bildobjekts in den neu geordneten digitalen Bilddaten einen Z-Wert zuweist. Es wird eine Routine zum Rendern einer Anzeige bereitgestellt, die bei Ausführung eine Anzeige unter Verwendung des Satzes an neu geordneten digitalen Bilddaten rendert.
In noch einer anderen Ausführungsform wird eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten zur Verwendung in einem Bildgebungssystem bereitgestellt, das über einen Prozessor und eine Anzeige-Rendering-Routine verfügt, und zum Rendern einer Anzeige verwendet wird, ohne dass jede Ebene eines Originalsatzes von überlagerten digitalen Bilddaten in einem Zwischenbild gerendert werden muss. Die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten beinhaltet eine Routine für den ersten Datenzugriff, die in einem Speicher gespeichert ist, die bei Ausführung über den Prozessor auf einen Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten zugreift, die mehrere Originalebenen umfassen, die so zum Rendern angeordnet sind, dass Zwischenbilder erzeugt werden, bevor die Zwischenbilder zur Verwendung beim Rendern einer Anzeige zusammengeführt werden. Jede Originalebene beinhaltet eine Vielzahl von Bildobjekten, die in einer Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge angeordnet sind und die Originalebenen sind in aufsteigender Reihenfolge angeordnet. Mindestens eine Routine zur Verarbeitung von digitalen Bilddaten ist enthalten, die bei Ausführung über den Prozessor einen ersten Satz an Bildobjekten von jedem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert und einen Satz an neu geordneten Bilddaten erstellt. Der Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten beinhaltet eine erste Ebene, die Bildobjekte eines ersten Typs beinhaltet, worin die mindestens eine Routine zur Verarbeitung digitaler Bilddaten die Bildobjekte des ersten Typs so neu anordnet, dass sich alle Bildobjekte des ersten Typs von einer bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in dem Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten vor jeglichen Bildobjekten des ersten Typs von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge nach der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten folgen, und so, dass sich jedes der Bildobjekte des ersten Typs von der bestimmten Ebene der Originalebenen in dem Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten nach all den Bildobjekten von jeglichen Originalebenen befinden, die in aufsteigender Reihenfolge vor der bestimmten Ebene der Originalebenen stehen, und worin die Bildobjekte des ersten Typs von jeder der Originalebenen in dem Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten in umgekehrter Reihenfolge zur Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge der Originalebenen von Bilddaten angeordnet sind. Eine Routine zur Zuweisung eines Z-Werts ist in einem der Speicher gespeichert, die bei Ausführung jedem Bildobjekt in den neu geordneten digitalen Bilddaten als Funktion der relativen Bildobjekttiefe innerhalb des Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten einen Z-Wert zuweist.
Die in dieser Zusammenfassung beschriebenen Merkmale und Vorteile und die folgende detaillierte Beschreibung sind nicht allumfassend. Den Fachleuten werden anhand der Zeichnungen, Beschreibung und der Ansprüche hiervon viele weitere Merkmale und Vorteile ersichtlich sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUR
1 ist ein Blockdiagramm auf hoher Ebene eines digitalen Bildsystems, das eine Kommunikation zwischen einer digitalen Bilddatenbank, die auf einem Server gespeichert ist, und mindestens einem Gerät zum Rändern digitaler Bilder implementiert;
2 ist ein Blockdiagramm auf hoher Ebene eines digitalen Bildgebungssystems, das eine Kommunikation zwischen einer digitalen Bilddatenbank, die auf dem ersten Server gespeichert ist, einem digitalen Bilddaten-Reorganisierer, der auf mindestens einem zweiten Server gespeichert ist, und mindestens einem Gerät zum Rändern digitaler Bilder implementiert;
3 stellt ein Blockdiagramm auf hoher Ebene einer Engine zum Rendern digitaler Bilddaten dar, die zum Rendern überlagerter digitaler Bilddaten verwendet wird;
4A und 4B stellen Beispielroutinen oder Prozessablaufdiagramme dar, die ausgeführt werden, um einen Originalsatz an digitalen Bilddaten, die in der Tabelle in 5A ausgeführt sind, neu zu ordnen, um einen neu geordneten Satz an Bilddaten zu erzeugen, die in der Tabelle in 5B ausgeführt sind;
5A und 5B zeigen Tabellen mit digitalen Bilddaten entsprechend vor und nach der Neuordnung an;
6A und 6B bilden überlappende und sich nicht kreuzende Straßen ab;
7A und 7B bilden sich kreuzende Straßen ab, die möglicherweise mithilfe der beschriebenen Anzeigetechniken gerendert werden; und
8 und 9 stellen Anzeigen von gerenderten digitalen Bilddaten dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Routine zum Neuordnen von digitalen Bilddaten extrahiert verschiedene Bildobjekte aus einzelnen Ebenen von einem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten, um einen neu geordneten Satz an digitalen Bilddaten zu erstellen, für den im Vergleich zum Zeitaufwand, der erforderlich ist, um eine Anzeige unter Verwendung des Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten zu rendern, weniger Zeit zum Rendern einer Anzeige benötigt wird.
Der Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten wird basierend auf den Ebenen geordnet, worin die erste oder unterste Ebene das repräsentiert, was im Hinblick auf einen Betrachter einer entsprechenden Anzeige am weitesten entfernt liegt, und worin die letzte oder oberste Ebene das repräsentiert, was im Hinblick auf den Betrachter am nächsten liegt. Jede Originalebene enthält zahlreiche Bildobjekte von mindestens einem ersten Typ, wie beispielsweise ein Linienobjekt, das Straßen repräsentiert. Die Routine zum Neuordnen von digitalen Bilddaten durchsucht die Originalebenen und gibt mindestens eine erste Ebene mit Bezug zum ersten Bildobjekttyp aus. Eine entsprechende Anzeige-Rendering-Engine rendert eine Anzeige unter Verwendung der neuen Ebene von neu geordneten digitalen Bilddaten, ohne dass jede Originalebene einzeln gerendert werden muss, wodurch sich der zum Rendern einer Anzeige erforderliche Zeitaufwand verringert. Für das Rendern einer Anzeige mithilfe der neu geordneten digitalen Bilddaten müssen keine Zwischenbilder vor dem Rendern einer Anzeige erzeugt werden, wodurch der zum Rendern einer Anzeige erforderliche Zeitaufwand weiter verringert wird.
Die Bildobjekte werden in der Reihenfolge des zweiten Bildobjekts als Funktion der Originalebene, aus der das Bildobjekt extrahiert wurde, und als Funktion einer Originalzwischenbildobjekt-Reihenfolge neu geordnet. Jedem Bildobjekt in den neu geordneten digitalen Bilddaten wird als Funktion der relativen Bildobjekttiefe innerhalb des Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten ein Z-Wert zugewiesen. Dadurch kann beispielsweise ein Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten, die eine geografische Karte darstellt, mit einer Vielzahl von Originalebenen in zwei Ebenen zusammengefasst werden. Eine erste Ebene der neu geordneten digitalen Bilddaten beinhaltet Bildobjekte, die die Konturen der Straßen repräsentieren, und eine zweite Ebene der neu geordneten digitalen Bilddaten beinhaltet Bildobjekte, die die Innenflächen der entsprechenden Straßen repräsentieren. Durch die strategische Neuordnung der Bildobjekte und die gleichermaßen strategische Zuweisung eines Z-Werts zu jedem Bildobjekt können Merkmale wie Tunnel, dargestellt durch gestrichelte Konturlinien in einer Anzeige, und transparente Straßenüberführungen, die eine visuelle Darstellung von Bildobjekten ermöglichen, die andernfalls in der Anzeige nicht sichtbar sind, angezeigt werden.
Jede Originalebene kann zahlreiche Bildobjektentypen (d. h. mehr als einen Bildobjekttyp) enthalten, wie z. B. Konturobjekte von Straßen und entsprechende Innenflächen-Füllobjekte wie im vorherigen Beispiel. Die Routine zum Neuordnen von digitalen Bilddaten durchsucht die Originalebenen und gibt mindestens eine erste Ebene mit Bezug zum ersten Bildobjekttyp und eine zweite Ebene mit Bezug zu einem zweiten Bildobjekttyp aus. Eine entsprechende Anzeige-Rendering-Engine rendert eine Anzeige unter Verwendung der zwei neuen Ebenen von neu geordneten digitalen Bilddaten, ohne dass jede Originalebene einzeln gerendert werden muss und Zwischenbilder verwendet werden müssen, wodurch sich der zum Rendern eines Bilds in der Anzeige erforderliche Zeitaufwand verringert.
In einem Beispiel repräsentiert ein Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten möglicherweise eine geografische Karte, die eine Reihe von Straßen enthält. In diesem Fall sind eine Reihe von „Innenflächen-Füllobjekten”, die mit den Innenflächen der Straßen verknüpft sind, und eine Reihe von „Konturobjekten”, die mit den Konturlinien der Straßen verknüpft sind, auf verschiedenen Ebenen des Originalsatzes an überlagerten digitalen Kartendaten enthalten. Über einen Prozessor wird eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten ausgeführt, um die Innenflächen-Füllobjekte aus den zahlreichen Ebenen der überlagerten digitalen Originalbilddaten zu extrahieren und eine erste Ebene von digitalen Bilddaten zu erstellen. Darüber hinaus extrahiert die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten Konturobjekte aus den zahlreichen Ebenen der überlagerten digitalen Originalbilddaten und sie erstellt eine zweite Ebene von digitalen Bilddaten. Die erste und die zweite Ebene der digitalen Bilddaten werden auf einem computerlesbaren Medium gespeichert und als zwei Ebenen gerendert, während das Aussehen und der dreidimensionale Kontext der digitalen Originalbilddaten beibehalten wird, die für gewöhnlich viele weitere Ebenen beinhalten. Das Rendern einer digitalen Bildanzeige mithilfe der ersten und der zweiten Ebene von digitalen Bilddaten, die als zwei Ebenen gerendert wurden, ist weniger prozessor- und speicherintensiv im Vergleich zum Rendern einer digitalen Bildanzeige, bei dem jede Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten einzeln gerendert wird.
Der Begriff „Ebene” ist ein gebräuchlicher Begriff im Bereich digitaler Bilddaten, um die verschiedenen Schichten (d. h. die Z-Tiefe) zu beschreiben, auf der sich ein Bildobjekt oder eine Bilddatei in Bezug auf eine andere und im Hinblick auf den Betrachter einer entsprechenden Anzeige befindet. Einzelne Ebenen können bei der Erstellung eines digitalen Bilds gestapelt, zusammengeführt oder definiert werden. Jede Ebene kann teilweise verdeckt werden, sodass zumindest Teile von Objekten innerhalb einer gegebenen Ebene bezüglich zumindest Teilen von Bildobjekten innerhalb einer anderen Ebene ausgeblendet oder transparent angezeigt werden können. Einzelne Ebenen können so kombiniert werden, dass zwei oder mehr Originalebenen eine neue Ebene bilden. Zum Zwecke der Bearbeitung gestattet die Verwendung von Ebenen, globale Änderung innerhalb einer gegebenen Ebene vorzunehmen, während andere Ebenen vollkommen unverändert bleiben. Sobald zwei oder mehr Ebenen kombiniert werden, um eine einzelne Ebene zu erstellen, werden nachfolgende Änderungen auf die einzelne Ebene als Ganzes angewendet. Üblicherweise wird jede in einem Satz an überlagerten digitalen Bilddaten enthaltene Ebene gerastert, um Zwischenbilder zu erzeugen. Die Zwischenbilder werden dann vor dem Rendern in einer Anzeige zusammengeführt.
Die hierin beschriebene Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten wird ausgeführt, um die Anzahl an Ebenen zu verringern, die gerendert werden müssen, um eine gegebene Anzeige oder ein gegebenes Bild zu erzeugen. Eine Anzeige wird mithilfe der neu geordneten digitalen Bilddaten gerendert, ohne dass Zwischenbilder zu verwenden sind. Im Kontext der neu geordneten digitalen Bilddaten wird der Begriff „Ebene” verwendet, um die Korrelation zwischen dem Rendering einer Ebene von digitalen Bilddaten für eine Anzeige und die Rendering-Sequenz widerzuspiegeln. Die Tiefe eines gegebenen Bildobjekts oder einer gegebenen Bilddatei wird nicht langer durch die Position der Ebene in den neu geordneten Daten bestimmt. In den neu geordneten digitalen Bilddaten werden die verschiedenen Schichten (d. h. die Z-Tiefe), auf der sich ein Bildobjekt oder eine Bilddatei in Bezug auf eine andere und im Hinblick auf den Betrachter einer entsprechenden Anzeige befindet, durch den individuell zugewiesenen Z-Wert bestimmt.
Die relative Bildobjekttiefe ist im Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten festgelegt und bestimmt auf welcher Ebene sich ein gegebenes Bildobjekt befindet. Je niedriger die Ebenennummer ist, desto weiter entfernt von der Perspektive des Betrachters wird das Bildobjekt angezeigt. Im Rahmen der Anzeige einer Straßenkarte werden Ebenen im Allgemeinen zur Darstellung dreidimensionaler Beziehungen zwischen den einzelnen Straßen verwendet, um Straßenüber- bzw. Straßenunterführungen, Straßenkreuzungen, Brücken und Tunnel anzuzeigen.
Bezugnehmend auf 1 beinhaltet ein digitales Bildsystem 110, das gemäß Konfiguration eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten verwendet, eine digitale Bilddatenbank 112, die auf einem Server 114 oder auf mehreren Servern an zum Beispiel einem zentralen Standort oder an zahlreichen verschiedenen räumlich getrennten Standorten gespeichert ist. Das digitale Bildsystem 110 beinhaltet zudem mehrere Client-Geräte für digitale Bilder 116, 118, 120 und 122, auf denen jeweils eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten und eine Anzeige-Rendering-Routine gespeichert ist und ausgeführt wird, oder umfasst eine Anzeige-Rendering-Engine. Die Client-Geräte 116–122 sind möglicherweise über ein verdrahtetes oder drahtloses Kommunikationsnetzwerk 125, einschließlich z. B. einem verdrahteten oder drahtlosen LAN, MAN oder WAN, WiFi, Internet oder eine Kombination davon, mit dem Server 114 verbunden. Bei den Client-Geräten 116–122 kann es sich beispielsweise um Mobiltelefongeräte (118), Computer wie einen Laptop oder einen Desktop oder andere Arten von Computern (116, 120) oder Komponenten anderer Bildgebungssysteme wie Komponenten von Fahrzeug-Navigationssystemen (122) usw. handeln. Darüber hinaus können die Client-Geräte 116–122 kommunikativ mit dem Server 114 über ein geeignetes Kommunikationssystem verbunden sein, wie z. B. über ein öffentlich zugängliches oder privates Kommunikationsnetzwerk, einschließlich jener mit verdrahteten Kommunikationsstrukturen, wie Telefongeräte und Kabelgeräte, und/oder drahtlosen Kommunikationsstrukturen, wie drahtlose Kommunikationsnetzwerke, einschließlich z. B. drahtlose LANs und WANs, Satelliten- und Mobiltelefon-Kommunikationssysteme usw.
Die digitale Bilddatenbank 112 kann jede gewünschte Art von digitalen Bilddaten, einschließlich Rasterbilddaten und Vektorbilddaten, speichern. Die hierin beschriebenen Routinen zum Neuordnen digitaler Bilddaten und Anzeige-Rendering-Routinen sind jedoch am besten für die Verwendung von Vektorbilddaten geeignet, die eine Reihe von Scheitelpunkten oder Eckdatenpunkten für jeden der zahlreichen Sätze an Bildobjekten definieren oder einschließen. Im Allgemeinen verfügt jedes der Bildobjekte, die von den Vektordaten definiert werden, über eine Vielzahl von damit verknüpften Scheitelpunkten. Die Scheitelpunkte werden verwendet, um jedes Bildobjekt auf einem Anzeigegerät von einem oder mehreren der Client-Geräte 116–122 zu rendern. In einer Ausführungsform kann jedes der Client-Geräte 116–122 eine Anzeige-Rendering-Engine beinhalten, die über mindestens einen Prozessor 130, mindestens einen Speicher 132, ein Anzeigegerät 134 und in vielen Fällen einen Rasterizer oder eine Grafikkarte 136 verfügt, die im Allgemeinen in bekannter Weise miteinander verbunden sind, um mithilfe einer Anzeige-Rendering-Routine Anzeigen auf dem zugehörigen Anzeigegerät 134 zu rendern. Bei dem Anzeigegerät 134 für ein bestimmtes Client-Gerät 116–122 kann es sich um jede Art von elektronischem Anzeigegerät handeln, wie beispielsweise ein Flüssigkristallbildschirm (LCD, Liquid Crystal Display), ein Leuchtdiodenbildschirm (LED, Light Emitting Diode), ein Plasmabildschirm, ein Kathodenstrahlröhren-Bildschirm (CRT, Cathode Ray Tube) oder eine andere Art von bekannten oder geeigneten elektronischen Anzeigebildschirmen.
Im Allgemeinen arbeitet das digitale Bildsystem 110 in 1 derart, dass ein Benutzer auf einem der Client-Geräte 116–122 die Ausführung einer digitalen Bildanwendung (nicht in 1 dargestellt) initiiert, die ihrerseits eine Kommunikationsverbindung zu einem Server 114 herstellt, um einen Satz oder Sätze an überlagerten digitalen Originalbilddaten aus einer digitalen Bilddatenbank 112 abzurufen. Das gegebene Client-Gerät führt eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten aus, die Bildobjekte aus zahlreichen Ebenen von überlagerten digitalen Originalbilddaten extrahiert, um neu geordnete digitale Bilddaten zu erzeugen, die weniger Ebenen als die überlagerten digitalen Originalbilddaten aufweisen. Die Client-Geräte führen dann ein Anzeige-Rendering-Routine (nicht in 1 dargestellt) aus, die eine Anzeige unter Verwendung der neu geordneten digitalen Bilddaten rendert. Die digitale Bildanwendung gestattet dem Benutzer beispielsweise das Anzeigen verschiedener geografischer Bereiche der überlagerten digitalen Originalbilddaten, die in der digitalen Bilddatenbank 112 gespeichert sind, das Vergrößern oder Verkleinern bestimmter geografischer Standorte, das Drehen, Spiegeln oder Ändern des zwei- oder dreidimensionalen Betrachtungswinkels des angezeigten digitalen Bilds usw.
Insbesondere beim Rendern eines Bilds auf einem Anzeigegerät 134 unter Verwendung des hierin beschriebenen Bildsystems lädt jedes der Client-Geräte 116–122 digitale Daten von einer digitalen Bilddatenbank 112 herunter und verarbeitet diese Daten mithilfe von mindestens einer Routine zum Neuordnen digitalen Bilddaten. Die neu geordneten digitalen Bilddaten weisen weniger Ebenen als die überlagerten digitalen Originalbilddaten auf und so können die neu geordneten Daten vom Client-Gerät verwendet werden, um ein Bild auf einem zugehörigen Anzeigegerät 134 auf weniger prozessorintensive Weise zu rendern. Eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten, die diesen Vorgang ausführt, ist in einem Speicher 132 auf einem Client-Gerät gespeichert und wird von einem Prozessor 130 des Client-Geräts ausgeführt. Darüber hinaus können ebenfalls eine Routine zur Zuweisung und Überblendung eines Alpha-Attributswerts und eine Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts in dem Speicher 132 gespeichert sein und über den Prozessor 130 ausgeführt werden, um jedem Bildobjekt jeweils einen Alpha-Attributswert und einen Z-Tiefenfunktionswert zuzuweisen. In einer entsprechenden Ausführungsform führt ein Client-Gerät eine Anzeige-Rendering-Routine über einen Client-Geräteprozessor 130 aus, der eine Anzeige mithilfe der neu geordneten digitalen Bilddaten rendert.
Im Allgemeinen arbeitet das digitale Bildsystem 210 in 2 aus Sicht des Benutzers auf die gleiche Weise wie das digitale Bildsystem 110 in 1. Bei dem digitalen Bildsystem 210 in 2 wird eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten jeweils in einem Speicher 215, 242, 247 auf einem der Server 214, 240, 245 gespeichert und entsprechend über einen Prozessor 213, 241, 246 ausgeführt. Auch wenn die digitalen Bildsysteme 110, 210 aus Sicht des Benutzers auf die gleiche Weise arbeiten, wird die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten in 1 im Speicher 132 eines Client-Geräts gespeichert und über einen Client-Geräteprozessor 130 ausgeführt. Überlagerte digitale Bilddaten werden an die Client-Geräte 116–122 in 1 gesendet, wohingegen die neu geordneten digitalen Bilddaten an die Client-Geräte 216–22 in 2 gesendet werden. Die übrigen Elemente mit 200er-Referenznummern, die in 2 dargestellt sind, entsprechen den unter Bezugnahme auf die entsprechenden Elemente mit 100er-Referenznummern in 1 beschriebenen.
Bei Verwendung innerhalb eines digitalen Bildsystems 210 in 2 kann/können ebenfalls eine Routine zur Zuweisung und Überblendung eines Alpha-Attributswert und/oder eine Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts in einem Speicher 232 gespeichert und über einen Prozessor 230 ausgeführt werden, um jedem Bildobjekt einen Alpha-Attributswert und/oder einen Z-Tiefenfunktionswert zuzuweisen. Alternativ kann/können bei Verwendung innerhalb eines digitalen Bildsystems 210 in 2 eine Routine zur Zuweisung und Überblendung eines Alpha-Attributswert und/oder eine Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts in einem der Speicher 213, 241, 246 gespeichert und über den entsprechenden Prozessor 215, 242, 247 ausgeführt werden, um jedem Bildobjekt einen Alpha-Attributswert und/oder einen Z-Tiefenfunktionswert zuzuweisen.
3 stellt eine Anzeige-Rendering-Engine 300 dar, die mit einem der Client-Geräte 116–122, 216–222 verknüpft ist oder von einem dieser Client-Geräte implementiert wurde. Bei Verwendung in Verbindung mit dem digitalen Bildsystem 110 in 1 führen die Client-Geräte 116–122 sowohl eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten 314 als auch eine Anzeige-Rendering-Routine 323 aus. Bei Verwendung in Verbindung mit dem digitalen Bildsystem 210 in 2 führen die Client-Geräte 216–222 nur eine Anzeige-Rendering-Routine 323 aus, während eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten 314, zumindest teilweise, auf einem der Server 214, 240, 245 ausgeführt wird. Es ist zu verstehen, dass ein Teil der Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten 314 wie zum Beispiel die Routine zur Extrahierung von Bildobjekten 315 möglicherweise auf einem der Server 214, 240, 245 ausgeführt wird, während zum Beispiel die Routine zum Neuordnen von Bildobjekten 320 auf einem Client-Gerät 216–222 ausgeführt wird.
Die Anzeige-Rendering-Engine 300 in 3 beinhaltet zwei Prozessoren 340, 345, drei Speicher 308, 324, 360, eine Benutzeroberfläche 355 und einen Rasterizer 350. Der Prozessor 345, der Speicher 324 und der Rasterizer 350 sind auf einer separaten Grafikkarte angeordnet (angegeben unter der horizontalen Linie). Alternativ kann ein einzelner Prozessor zur Implementierung einer Anzeige-Rendering-Engine verwendet werden. Darüber hinaus beinhaltet die Anzeige-Rendering-Engine 300 eine Netzwerkschnittstelle 305. Die Speicher 308, 324 und 360 beinhalten unter Umständen flüchtige und/oder nichtflüchtige Speicher.
Eine Kommunikations- und Speicherroutine 309 und mindestens eine digitale Bildanwendung 310 sind in dem Speicher 308 gespeichert. Die Kommunikations- und Speicherroutine 309 wird über den Prozessor 340 ausgeführt, um einen Satz oder Sätze an digitalen Bilddaten zu erfassen und in einem Speicher 360 zu speichern, der oder die über eine Netzwerkschnittstelle 305 empfangen wurde(n). Die Netzwerkschnittstelle 305 umfasst alle allgemein bekannten Software- und/oder Hardware-Komponenten, die ausgeführt werden, um zum Beispiel mit einem der Server 114, 214, 240, 245 über ein verdrahtetes oder drahtloses Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren. Bei dem Speicher 360 kann es sich beispielsweise um einen Pufferspeicher oder einen flüchtigen Speicher handeln. Bei digitalen Bildsystemen 110, wie in 1 dargestellt, wird die Kommunikations- und Speicherroutine 309 ausgeführt, um einen Satz oder Sätze an überlagerten digitalen Bilddaten aus einer digitalen Bilddatenbank 112 über den Server 114 abzurufen und zu speichern. Bei digitalen Bildsystemen 210, wie in 2 dargestellt, wird die Kommunikations- und Speicherroutine 309 ausgeführt, um einen Satz oder Sätze an neu geordneten digitalen Bilddaten von einem der Server 214, 240, 245 abzurufen und zu speichern, worin der gegebene Server 214, 240, 245 die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten 314 ausführt. Wie in 3 gezeigt umfasst eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten 314 mindestens eine Routine zur Extrahierung von Bildobjekten 315 und mindestens eine Routine zum Neuordnen von Bildobjekten 320, die im Speicher 308 gespeichert sind. Es ist zu verstehen, dass eine Routine zur Extrahierung von Bildobjekten 315 und eine Routine zum Neuordnen von Bildobjekten 320 kombiniert, im Speicher 308 gespeichert und über den Prozessor 340 ausgeführt werden können.
Bei Ausführung wird die digitale Bildanwendung 310 über den Prozessor 340 als Reaktion auf eine Benutzer-Initiierung ausgeführt, um den bestimmten Satz oder die bestimmten Sätze an digitalen Bilddaten, die für die Anzeige erforderlich sind, unter Verwendung von zum Beispiel Benutzereingaben, GPS-Signale, vorgespeicherte Logiken oder Programmierungen usw. festzulegen. Die digitale Bildanwendung 310 interagiert mithilfe der Kommunikations- und Speicherroutine 309 mit einer digitalen Bilddatenbank 112, 212 und kommuniziert dazu mit einem der Server 114, 214, 240, 245 über die Netzwerkschnittstelle 305, um die gewünschten digitalen Bilddaten zu erhalten. Die angeforderten digitalen Bilddaten werden über die Netzwerkschnittstelle 305 zurückgegeben und im Speicher 360 gespeichert. In einem bestimmten Beispiel werden die digitalen Bilddaten von einer Datenbank 112, 212 heruntergeladen. Bei den digitalen Bilddaten kann es sich um eine kompakte, strukturiere oder anderweitig optimierte Version der ultimativen Vektordaten handeln, die zum Rendern einer Anzeige verwendet werden sollen, und eine entsprechende digitale Bildanwendung 310 wird ausgeführt, um die heruntergeladenen Vektordaten mithilfe des Prozessors 340 in spezifische Eckdatenpunkte umzuwandeln. Im Allgemeinen beinhalten die in der digitalen Bilddatenbank 112, 212 gespeicherten digitalen Bilddaten Vektordaten und möglicherweise mindestens eine Zuordnungstabelle, in der die Daten für jeden Satz an Eckdatenpunkten festgelegt sind, die mit einer Reihe von verschiedenen Bildobjekten verknüpft sind. Die Vektordaten für jedes Bildobjekt können insbesondere mehrere Eckdatenpunkte beinhalten, die mit mindestens einem Dreieck verknüpft sind, aus dem sich das bestimmte Bildobjekt zusammensetzt.
Eine Routine zur Überblendung und Zuweisung eines Alpha-Attributswerts 321 ist ebenfalls im Speicher 308 gespeichert und wird über den Prozessor 340 ausgeführt, um jedem Bildobjekt einen Alpha-Attributswert zuzuweisen und eine Alpha-Überblendung für die überlappenden Bereiche von Bildobjekten desselben Typs durchzuführen. Eine Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts 322 ist gleichermaßen im Speicher 308 gespeichert und wird zusammen mit der Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten über den Prozessor 340 ausgeführt, um jedem Bildobjekt einen Z-Tiefenfunktionswert zuzuweisen. Natürlich können die Routine zur Überblendung und Zuweisung eines Alpha-Attributswerts und die Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts kombiniert und als einzelne Routine gespeichert und ausgeführt werden.
Eine Grafikkarte mit einem Fragment-Shader 330 kann zur Berechnung des Z-Werts und eines überblendeten Alpha-Werts für jedes verarbeitete Pixel verwendet werden. Bei einigen eingebetteten Grafikkarten wird der Z-Wert direkt anhand der von einem Vertex-Shader 325 erzeugten Eckpunkte berechnet. WebGL, der auf einer eingebetteten API basiert, kann zur Berechnung des Z-Werts verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf die 4A, 5A und 5B wird ein bestimmtes Beispiel einer Anzeige-Rendering-Engine 300 beschrieben, in dem die Anzeige-Rendering-Engine 300 als digitales Rendering-Gerät für geografische Karten konfiguriert ist. In diesem Beispiel wird eine Routine zur Zuweisung von Attributen und zum Neuordnen digitaler Bilddaten 400a ausgeführt, um einen Satz an überlagerten digitalen Originalbilddaten 500a, wie in 5A dargestellt, abzurufen. Im Besonderen wird die Routine zur Zuweisung von Attributen und zum Neuordnen digitaler Bilddaten 400a über einen Startblock 405a initiiert. Als Nächstes werden die überlagerten digitalen Originaldaten 500a, die eine Reihe von Straßen repräsentieren, einschließlich einer Vielzahl an Konturobjekten und einer Vielzahl von Innenflächen-Füllobjekten, die auf einer Vielzahl von Ebenen verteilt sind, in einem Block 410a erfasst. Die Konturobjekte stellen die Konturbereiche der Straßen und die Innenflächen-Füllobjekte die Innenflächen der Straßen visuell dar. Der Satz an überlagerten digitalen Originalbilddaten 500a des Beispiels in 5A beinhaltet wie in der Spalte 505a angegeben eine Originalebene 1, eine Originalebene 2 und eine Originalebene 3. Die Originalebene 1 beinhaltet wie in Spalte 510a angegeben drei Konturobjekte und drei Innenflächen-Füllobjekte. Die Originalebene 2 beinhaltet wie in Spalte 510a angegeben zwei Konturobjekte und zwei Innenflächen-Füllobjekte. Die Originalebene 3 beinhaltet wie in Spalte 510a angegeben vier Konturobjekte und vier Innenflächen-Füllobjekte. Die einzelnen Bildobjekte der überlagerten digitalen Originalbilddaten sind ursprünglich entsprechend der Originalbildobjekt-Reihenfolge geordnet, die in Spalte 515a angegeben ist. Es versteht sich jedoch, dass die überlagerten digitalen Originalbilddaten eine beliebige Anzahl an Originalebenen beinhalten und jede Originalebene eine beliebige Anzahl an Bildobjekttypen enthalten kann und dass die überlagerten digitalen Originalbilddaten in 5A nur ein Beispiel darstellen.
Weiter bezugnehmend auf 4A wird ein Bildobjekt-Extrahierungsblock 415a ausgeführt, um die Innenflächen-Füllobjekte aus dem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten zu extrahieren, um eine neu geordnete Ebene 1 zu erstellen, wie dies in der Spalte 520b in 5B dargestellt ist. Der Bildobjekt-Extrahierungsblock 415a extrahiert ferner die Konturobjekte aus dem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten, um eine neu geordnete Ebene 2 zu erstellen, wie dies in der Spalte 520b in 5B dargestellt ist. Der Bildobjekt-Neuordnungsblock 420a wird ausgeführt, um die extrahierten Innenflächen-Füllobjekte wie in Spalte 510b in 5B dargestellt neu zu ordnen. Der Bildobjekt-Neuordnungsblock 420a ordnet ferner die extrahierten Konturobjekte neu, wie in Spalte 510b in 5B dargestellt. Wie ein Vergleich der Spalte 520b mit der Spalte 505a zeigt, weisen die neu geordneten digitalen Bilddaten weniger Ebenen als die überlagerten digitalen Originalbilddaten auf. Es versteht sich, dass der Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten nur ein Bildobjekttyp haben kann wie beispielsweise Linienobjekte, die Straßen repräsentieren. Der Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten kann drei oder mehr Bildobjekttypen enthalten.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4A wird jedem Bildobjekt im Block 425a ein Z-Wert zugewiesen. Im Rahmen der auf digitale Bilddaten bezogenen Terminologie wird der Begriff „Z-Buffering” für die Verwaltung von Tiefenkoordinaten eines Bildobjekts oder einer Bilddatei in dreidimensionalen (3D-)Grafiken verwendet. Im Normalfall wird das Z-Buffering-Verfahren in der Hardware durchgeführt, obwohl es gelegentlich auch sein kann, dass es in der Software ausgeführt wird. Das Z-Buffering bietet eine Lösung für das Darstellungsproblem, d. h. für das Problem, welche Bildobjekte einer gerenderten Anzeige angezeigt und welche verdeckt werden sollen. Wenn ein Bildobjekt von einer 3D-Grafikkarte gerendert wird, wird die Tiefe eines erzeugten Pixels (Z-Koordinate) in einem Pufferspeicher (Z-Pufferspeicher oder Tiefenpufferspeicher) gespeichert. Dieser Pufferspeicher ist häufig als zweidimensionales Array (X-Y) mit einem Element pro Pixel angelegt. Wenn ein anderes Bildobjekt im selben Pixel gerendert werden muss, vergleicht die Grafikarte die beiden Tiefenwerte und wählt den Tiefenwert aus, der mit dem näher am Betrachter liegenden Bildobjekt verknüpft ist. Der gewählte Tiefenwert wird dann im Z-Pufferspeicher gespeichert. Letztendlich versetzt der Z-Pufferspeicher die Grafikkarte in die Lage, die gewünschte Tiefenwahrnehmung richtig wiederzugeben (d. h. ein näher liegendes Objekt verdeckt ein weiter entferntes). „Z-Culling” bezeichnet das frühzeitige Entfernen von Pixeln basieren auf der Pixel-Tiefe. Das Z-Culling-Verfahren verbessert die Leistung beim Rendern verdeckter Flächen, da „verdeckte” Pixel entfernt werden. Das Entfernen verdeckter Pixel ist ein unmittelbarer Nutzen des Z-Buffering-Verfahrens. Dabei wird die Tiefe von jedem Pixel-Wert mit der Tiefe der vorhandenen Geometrie verglichen, hinter der der Wert möglicherweise verborgen ist.
Zu Beginn der Renderung einer neuen Anzeige wird der Z-Pufferspeicher auf einen vordefinierten Wert eingestellt. Für gewöhnlich ist dies der Wert 1,0, da dieser Wert die Obergrenze (auf einer Skala von 0 bis 1) der Tiefe ist und besagt, dass kein Bildobjekt an diesem Punkt im Sichtbereich (View Frustum) liegt. Bei Verwendung eines Z-Pufferspeichers kann ein Pixel entfernt werden, sobald erkannt wird, dass es aufgrund seiner Tiefe verdeckt ist. So kann der gesamte Prozess zur Beleuchtung und Texturierung eines Pixels übersprungen werden, das sowieso nicht sichtbare wäre. Auch zeitintensive Pixel-Shader werden im Allgemeinen nicht für die entfernten Pixel ausgeführt. Daher bietet das Z-Culling-Verfahren eine gute Möglichkeit zur Optimierung in Situationen, in denen die Füllrate, Beleuchtung, Texturierung und Pixel-Shader begrenzende Faktoren sind.
Generell wird jedem Bildobjekt ein Z-Tiefenfunktionswert zugewiesen, sodass die relative Z-Tiefe von jedem Bildobjekt der überlagerten digitalen Originalbilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten übernommen wird. Der endgültige Z-Wert für ein gegebenes Bildobjekt ist abhängig von: 1) dem Bildobjekttyp, 2) der Originalebene, in der sich das Bildobjekt befunden hatte, und 3) der Originalreihenfolge des Bildobjekts. Genauer gesagt werden den Bildobjekten eines ersten Typs, die aus der ersten Ebene der überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert werden, die niedrigsten Z-Werte in Abhängigkeit von ihrer Originalreihenfolge zugewiesen. Die nächst niedrigsten Z-Werte werden den Bildobjekten eines zweiten Typs, die aus der ersten Ebene der überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert werden, in Abhängigkeit von ihrer Originalreihenfolge zugewiesen. Mit dieser Z-Wert-Zuweisungssequenz wird für jeden Bildobjekttyp fortgefahren, der in der ersten Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten enthalten ist, bis alle Bildobjekte der ersten Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten zugewiesen sind. Sobald jedem Bildobjekt, das aus der ersten Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten extrahiert wird, ein Z-Wert zugewiesen ist, werden Z-Werte dem ersten Bildobjekttyp zugewiesen, der aus der zweiten Ebene der digitalen Originalbilddaten extrahiert wird. Mit dieser Z-Wert-Zuweisungssequenz wird fortgefahren, bis der Z-Wert des letzten Bildobjekttyps der letzten Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten zugewiesen ist.
Bezugnehmend auf 5B wird mit der Zuweisung der Z-Tiefenfunktionswerte bei dem Konturobjekt begonnen, das am weitesten entfernt vom Betrachter innerhalb der Originalebene liegt, die sich am weitesten entfernt vom Betrachter befindet (d. h. Konturobjekt 1 in der Originalbildobjekt-Reihenfolge). Die Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts führt mit der Zuweisung der verbleibenden Konturobjekte fort, die aus der ersten Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten extrahiert werden, bis das Konturobjekt erreicht ist, das auf der ersten Originalebene enthalten und dem Betrachter am nächsten ist (d. h. das Konturobjekt 5 in der Originalbilddaten-Reihenfolge). Die Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts fährt als Nächstes mit der Zuweisung von Werten zu Innenflächen-Füllobjekten fort, die aus der ersten Originalebene extrahiert werden, wobei mit dem Innenflächen-Füllobjekt begonnen wird, das am weitesten entfernt von einem Betrachter liegt (d. h. dem Innenflächen-Füllobjekt 2 in der Original-Bildobjektreihenfolge). Anschließend führt die Routine mit dem Innenflächen-Füllobjekt fort, das aus der ersten Originalebene extrahiert wird und dem Betrachter am nächsten ist (d. h. das Innenflächen-Füllobjekt 6 in der Original-Bildobjektreihenfolge). Die restlichen Z-Tiefenfunktionswerte werden den Konturobjekten und Innenflächen-Füllobjekten gemäß diesem Schema zugewiesen, wobei bis zur Originalebene, die dem Betrachter am nächsten ist, fortgefahren wird. Es versteht sich, dass Bildobjekten desselben Typs, die in einer gegebenen Ebene der überlagerten digitalen Originalbilddaten enthalten sind, unter Umständen der gleiche Z-Wert zugewiesen wird anstelle von Z-Werten, die sich im Verhältnis zur Original-Bildobjektreihenfolge erhöhen.
Eine Routine zur Zuweisung eines Z-Tiefenfunktionswerts wird in Block 425a ausgeführt, die jedem Innenflächen-Füllobjekt und jedem Konturobjekt Z-Tiefenfunktionswerte zuweist, wie in Spalte 530b dargestellt. Die Z-Tiefenfunktionswerte, die mit den Konturobjekten der ersten Originalebene verknüpft sind, werden zugewiesen, wobei mit dem Wert 0 begonnen wird, um aufzuzeigen, dass sie am weitesten entfernt von der Perspektive eines Betrachters angezeigt werden (d. h. Z-Werte von 3, 2, 1). Die Z-Tiefenfunktionswerte, die mit den Innenflächen-Füllobjekten der ersten Originalebene verknüpft sind, werden mit den nächsten Z-Werten zugewiesen (d. h. Z-Werte von 6, 5, 4). Die Z-Tiefenfunktionswerte, die mit den Konturobjekten der zweiten Originalebene verknüpft sind, werden mit den nächsten Z-Werten zugewiesen (d. h. Z-Werte von 8, 7). Die Z-Tiefenfunktionswerte, die mit den Innenflächen-Füllobjekten der zweiten Originalebene verknüpft sind, werden mit den nächsten Z-Werten zugewiesen (d. h. Z-Werte von 10, 9). Die Z-Tiefenfunktionswerte, die mit den Konturobjekten der dritten Originalebene verknüpft sind, werden mit den nächsten Z-Werten zugewiesen (d. h. Z-Werte von 14, 13, 12, 11). Die Z-Tiefenfunktionswerte, die mit den Innenflächen-Füllobjekten der dritten Originalebene verknüpft sind, werden mit den nächsten Z-Werten zugewiesen (d. h. Z-Werte von 18, 17, 16, 15). Infolge der Ausführung der Blöcke 415a, 420a, 425a wird die relative Tiefenbeziehung für jedes Bildobjekt, die in einem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten enthalten ist, in den neu geordneten digitalen Bilddaten beibehalten, indem jedem Bildobjekt ein Z-Tiefenfunktionswert zugewiesen wird.
Weiter bezugnehmend auf 4A und 5B wird eine Routine zur Überblendung und Zuweisung eines Alpha-Attributswerts im Block 430a ausgeführt, die jedem Innenflächen-Füllobjekt und jedem Konturobjekt einen Alpha-Attributswert zuweist, wie in Spalte 535b dargestellt. Die Alpha-Attributswerte werden verwendet, wenn eine Anzeige gerendert wird, um überlappende Bereiche von zwei oder mehr Bildobjekten visuell darzustellen. Generell wird der Alpha-Attributswert, der mit jedem Bildobjekt im Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten verknüpft ist, in den neu geordneten digitalen Bilddaten beibehalten. Alpha-Attributswerte entsprechend üblicherweise eine vorgegebenen Farbe. Es versteht sich, dass ein beliebiger vorgegebener Alpha-Attributswert beispielsweise abhängig von der Präferenz des Betrachters zugewiesen werden kann.
Digitalbild-Compositing (Zusammensetzung) ist der Prozess des Zusammenführens mehrerer digitaler Bilder, um ein Gesamtbild zu erstellen, das in der Regel ausgedruckt oder angezeigt werden soll. Mit dem Digitalbild-Compositing hält eine Weiterentwicklung des Compositing optischer Filme Einzug in die digitale Welt. Im Rahmen der auf digitale Bilddaten bezogenen Terminologie wird der Begriff „Alpha-Blending” dort verwendet, wo ein Opazitätswert, alpha („α”), zur Steuerung des Verhältnisses von zwei oder mehr Eingabepixelwerten verwendet wird, die zu einem einzelnen Ausgabepixelwert zusammengefasst werden. Das Alpha-Blending-Verfahren wird verwendet, um den gewünschten, mit Blick auf die 6B, 7B, 8 und 9 beschriebenen, visuellen Effekt zu erzielen. Das Alpha-Blending-Verfahren kann gemäß einer der zahlreichen mathematischen Berechnungen ausgeführt werden, die folgende Beschreibung dient als Beispiel für die Berechnungen:
ein Vordergrund-Pixel, f
ein Hintergrund-Pixel, b
ein zusammengesetztes Pixel, c
und
α, der Opazitätswert des Vordergrund-Pixels. (α = 1 für einen undurchsichtigen Vordergrund, α = 0 für einen vollkommen transparenten Vordergrund).
Unter Berücksichtigung aller drei Farbkanäle (d. h. rot – gekennzeichnet durch ein tiefgestelltes r, grün – gekennzeichnet durch ein tiefgestelltes g, und blau – gekennzeichnet durch ein tiefgestelltes b) und unter Annahme, dass die Farbkanäle, in einem Farbraum von γ = 1 ausgedrückt werden (genauer gesagt, die Messwerte sind proportional zu Lichtintensität) ergibt sich Folgendes: c_r = αf_r + (1 – α)b_r c_g = αf_g + (1 – α)b_g c_b = αf_b + (1 – α)b_b
Wenn für vier Ebenen ein Alpha-Blending durchgeführt werden soll, um ein Gesamtbild zu erzeugen (d. h. wenn zum Beispiel ein Teil einer geografischen Karte mit drei überlappenden Straßen über eine Luftbildaufnahme gelegt werden soll): F = A·(B·(C·D)), wobei A, B, C und D für teilweise transparente Bildobjekte stehen und „·” einen Zusammensetzungsoperator (linke Ebene über die rechte Ebene) kennzeichnet. Falls sich nur die Ebene C ändert, sollte eine neue Überblendung aller Ebenen beim Berechnen von F vermeiden werden. Ohne spezielle Überlegungen müssten vier Vollbildüberblendungen durchgeführt werden. Für Zusammensetzungsoperatoren, die kommutativ sind, wie zum Beispiel das additive Überblenden, können die Überblendoperationen problemlos neu geordnet werden. In diesem Fall wird T = A·(B·D) nur einmal berechnet und T·C wird überblendet, um F in einer einzelnen Operation zu erzeugen. Leider sind die meisten Operatoren nicht kommutativ. Viele sind jedoch assoziativ. Daher ist es problemlos möglich, Operationen neu zu gruppieren, ohne deren Reihenfolge zu verändern. In diesem Fall ist es möglich, S = A·B einmal zu berechnen und dieses Ergebnis zu speichern. Um F mit einem assoziativen Operator zu erzeugen, müssen zur Integration der neuen Ebene C zwei weitere Zusammensetzungsoperationen durchgeführt werden: F = S·(C·D). Hinweis: Dieser Ausdruck gibt an, dass die Ebene C mit allen darunterliegenden Ebenen in einem Schritt zusammengeführt wird und dass dann alle Ebenen über diese Ebene gelegt werden, um das vorherige Ergebnis zu erzielen und so ein Gesamtbild im zweiten Schritt zu erzeugen.
Wenn sich alle Ebenen eines Bildes regelmäßig ändern und zusammengesetzt werden müssen (wie z. B. beim verteilten Rendering), kann die Kommutativität eines Zusammensetzungsoperators trotzdem genutzt werden, um die Berechnung durch Parallelismus zu beschleunigen, selbst wenn kein Nutzen aus einer Vorberechnung gezogen werden kann. Beachten Sie erneut das Bild F = A·(B·(C·D)). Jede Zusammensetzungsoperation in diesem Ausdruck hängt von der nächsten ab, sodass eine serielle Berechnung entsteht. Aufgrund der Kommutativität kann der Ausdruck jedoch neu geschrieben werden, F = (A·B)·(C·D), wo es eindeutig zwei Operationen gibt, die nicht voneinander abhängen und somit parallel ausgeführt werden können. Im Allgemeinen kann eine Baumstruktur paarweiser Zusammensetzungsoperationen mit einer logarithmischen Höhe in der Anzahl an Ebenen abgeleitet werden.
Jeder zu überblendende Pixelwert kann relativ zum Wert von jedem anderen Pixel gewichtet werden. Wenn beispielsweise drei Bildobjekte mit überlappenden Bereichen vorhanden sind und jedes der Bildobjekte über einen Alpha-Wert von 50% verfügt, setzt sich die resultierende Anzeige wie folgt zusammen: 12,5% vom Hintergrund, 12,5% vom ersten gezeichneten Bildobjekt, 25% vom zweiten gezeichneten Bildobjekt und 50% vom dritten gezeichneten Bildobjekt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5B werden die neu geordneten Bildobjekte in Spalte 525b neben der Original-Bildobjektreihenfolge in 515b angezeigt. Wie sich anhand des Vergleichs von Spalte 505a in 5A mit der Spalte 520b in 5B erkennen lässt, erfordern die überlagerten digitalen Originalbilddaten drei Zeichenaufrufe (Draw Calls), um eine entsprechende Anzeige zu rendern, während die neu geordneten digitalen Bilddaten nur zwei Zeichenaufrufe zum Rendern einer entsprechender Anzeige benötigen. Es ist darauf hinzuweisen, dass überlagerte digitale Originalbilddaten mit einem hohen Verhältnis der Anzahl an Ebenen zur Anzahl an verschiedenen Bildobjekttypen im Hinblick auf die erforderlichen Verarbeitungsressourcen profitieren. Zur einfachen Veranschaulichung wurde das Beispiel aus den 5A und B gewählt, bei dem drei Ebenen in den überlagerten digitalen Originalbilddaten und zwei verschiedene Bildobjekttypen verwendet werden.
4B veranschaulicht die Anzeige-Rendering-Routine 400b, die zur Ausführung auf einem Client-Gerät 116–122 geeignet ist. Die Anzeige-Rendering-Routine wird im Startblock 405b initiiert. Als Nächstes wird ein Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten im Block 410b erfasst. Zwischenebenen-Bildobjekte werden fortlaufend zwischengespeichert, wobei mit dem obersten Bildobjekt (d. h. dem Bildobjekt das dem Betrachter am nächsten liegt) begonnen und dann bis zum untersten Bildobjekt im Block 415b fortgefahren wird. Die erste und die zweite Ebene der neu geordneten digitalen Bilddaten werden fortlaufend zwischengespeichert, wobei mit der unteren Ebene (d. h. mit der Ebene, die sich am weitesten entfernt von einem Betrachter befindet) im Block 420b begonnen wird. Einzelne Zeichenaufrufe (Draw Calls) zum Rendern von jeder Ebene werden im Block 425b ausgeführt.
Bei einer speziellen Implementierung der Anzeige-Rendering-Routine 400b, wie beim Beispiel in 5A und 5B, wird eine erste Gruppe von Zwischenebenenobjekten von einem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten so zwischengespeichert, dass die erste Originalebene, die drei Innenflächen-Füllobjekte (mit der Original-Bildobjektreihenfolge 2, 4, 6) umfasst, in der Bildobjektreihenfolge 6, 4, 2, dann die zweite Originalebene, die zwei Innenflächen-Füllobjekte (mit der Original-Bildobjektreihenfolge 8, 10) umfasst, in der Bildobjektreihenfolge 10, 8 und dann die dritte Originalebene, die vier Innenflächen-Füllobjekte (mit der Original-Bildobjektreihenfolge 12, 14, 16, 18) umfasst, in der Bildobjektreihenfolge 18, 16, 14, 12 zwischengespeichert wird. Eine zweite Gruppe von Zwischenebenenobjekten von einem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten wird so zwischengespeichert, dass die erste Originalebene, die drei Konturobjekte (mit der Original-Bildobjektreihenfolge 1, 3, 5) umfasst, in der Bildobjektreihenfolge 5, 3, 1, dann die zweite Originalebene, die zwei Konturobjekte (mit der Original-Bildobjektreihenfolge 7, 9) umfasst, in der Bildobjektreihenfolge 9, 7 und dann die dritte Originalebene, die vier Konturobjekte (mit der Original-Bildobjektreihenfolge 11, 13, 15, 17) umfasst, in der Bildobjektreihenfolge 17, 15, 13, 11 zwischengespeichert wird. Ein erster Zeichenaufruf wird im Block 425b ausgeführt, der die Innenflächen-Füllobjekte in einer Anzeige rendern, worauf ein zweiter Zeichenaufruf folgt, der die Konturobjekte rendert.
Der erste und der zweite Zeichenaufruf können denselben Satz an Bildobjektattributen beinhalten. Einigen der Attribute sind jedoch verschiedene Werte zugewiesen (d. h. unterschiedliche Linientypen, Linenbreiten, Farben usw.). Unter erneuter Bezugnahme auf eine Straßenkarte werden die Innenflächen-Füllobjekte und die Konturobjekte visuell als Linien dargestellt. Der Linenbreiten-Attributswert für die Konturobjekte ist größer als der Linenbreiten-Wert für die Innenflächen-Füllobjekte. Indem die Innenflächen-Füllobjekte über die entsprechenden Konturobjekte gerendert werden, wird das gewünschte Erscheinungsbild für eine Straße – eine Kontur in einer ersten Farbe mit einer zweiten Farbe dazwischen – erzeugt, wie dies in den 6A, 6B, 7A, 7B, 8 und 9 als Referenz dargestellt ist.
Zur Veranschaulichung ist in 6A eine Unterführung 600a dargestellt, wo eine erste Straße 605a im Bereich 610a unter einer zweiten Straße 615a entlang geführt wird. Die erste Straße 605a hat die Konturen 606a, 607a und die zweite Straße 615a hat die Konturen 616a, 617a. Es erfolgt keine Alpha-Überblendung zwischen der ersten und der zweiten Straße im Bereich 610a. Daher werden die Konturen und die Innenflächen der Straße 615a im Bereich 610a als durchgehend dargestellt.
Wie 6A ist in 6B eine Unterführung 600b dargestellt, wo eine erste Straße 805b im Bereich 610b unter einer zweiten Straße 615b entlang geführt wird. Die erste Straße 805a hat die Konturen 606a, 607a und die zweite Straße 610b hat die Konturen 616b, 617b. Im Gegensatz zu 6A erfolgt im Bereich 610a eine Alpha-Überblendung zwischen der ersten Straße 605b und der zweiten Straße 615b. Als solches werden die entsprechenden Konturen und Innenflächen der Straßen 605b, 615b im Bereich 610b überlappend dargestellt. Die Farbe im Bereich 610b ist eine Alpha-Überblendung der Farbe der Innenfläche der Straße 605b und der Farbe der Innenfläche der Straße 615b. Werden den einzelnen Bildobjekten entsprechend einer hierin beschriebenen Routine zur Zuweisung eines Z-Werts Z-Werte zugewiesen, wird kein Alpha-Überblendwert angewendet, wenn Bildobjekte verschiedenen Typs einander überlappen. Das Alpha-Überblendverfahren wird nur bei Überlappungen von Bildobjekten desselben Typs verwendet. So werden die überlappenden Bereiche von Innenflächen-Füllobjekten untereinander mit einem Alpha-Wert überblendet, aber die Innenflächen-Füllobjekte werden nicht mit den überlappenden Bereichen von Konturobjekten überblendet.
7A zeigt eine Kreuzung 700a zwischen einer ersten Straße 705a und einer zweiten Straße 715a im Bereich 710a. Die erste Straße 705a hat die Konturen 706a, 707a und die zweite Straße 710a hat die Konturen 716a, 717a. Es erfolgt keine Alpha-Überblendung zwischen der ersten und der zweiten Straße im Bereich 710a, da sich die Straßen kreuzen und sie daher üblicherweise dieselbe Farbe haben. Als solches veranschaulichen die entsprechenden Konturen und Innenflächen der Straßen 705b, 715b, dass sich die Straßen kreuzen.
7B zeigt eine Kreuzung 700b zwischen einer ersten Straße 705b und einer zweiten Straße 715b im Bereich 710b. Die erste Straße 705a hat die Konturen 706a, 707a und die zweite Straße 710b hat die Konturen 716b, 717b. Es erfolgt eine Alpha-Überblendung zwischen der ersten und der zweiten Straße im Bereich 710b. Wie sich anhand des Vergleichs der 6A und 6B mit den 7A und 7B erkennen lässt, verbessert sich die visuelle Darstellung von überlappenden Straßen durch die Alpha-Überblendung. Auf der anderen Seite verschlechtert die Alpha-Überblendung die visuelle Darstellung von sich kreuzenden Straßen.
8 stellt eine digitale Bildanzeige 800 dar, die einen Buchtbereich 805 mit Land 810 auf jeder Seite umfasst. Ein erstes Innenflächen-Füllobjekt 815 und ein zweites Innenflächen-Füllobjekt 820 und zugehörige Konturobjekte 816, 817, 821 zeigen einen Tunnel unter dem Buchtbereich 805 an. Die Bereiche 825, 826 zeigen die Tunneleingänge und -ausgänge an. Ein zweites Innenflächen-Füllobjekt 830 und die zugehörigen Konturobjekte 831, 832 zeigen eine Brücke über dem Buchtbereich 805 an. Ein drittes Innenflächen-Füllobjekt 835 und die zugehörigen Konturobjekte 836, 837 zeigen Straßen auf dem Land 810 an. 8 stellt einen Tunnel mithilfe einer gestrichelten Kontur, die von anderen Straßen überlagert und mit einem Alpha-Wert überblendet wird, so dar, dass die gestrichelte Kontur visuell anzeigt, dass der Tunnel unter dem Wasser und unterhalb anderer Straßen verläuft.
Die gestrichelten Konturobjekte sowie die Innenflächen-Füllobjekte, die mit dem Tunnel verknüpft sind, werden innerhalb der Anzeige 800 in den Bereichen 825, 826 wiedergegeben. Weder die gestrichelten Konturobjekte noch die Innenflächen-Füllobjekte, die mit dem Tunnel verknüpft sind, werden von den Bildobjekten, die mit dem Land (oder Wasser) oder mit den oberirdischen Straßen oder mit den Überführungen verknüpft sind, verdeckt. Die überlappenden Bereiche der Innenflächen-Füllobjekte, die mit dem Tunnel, dem Land (oder Wasser), den oberirdischen Straßen und den Überführungen verknüpft sind, sind untereinander überblendet (Alpha-Überblendung), um visuell darzustellen, wann sich nur zwei Innenflächen-Füllobjekte überlappen, wann sich drei Innenflächen-Füllobjekte überlappen usw. Die resultierende Farbe der zugehörigen überlappenden Bereiche der Innenflächen-Füllobjekte ist eine Alpha-Überblendung der einzelnen Bereiche der Innenflächen-Füllobjekte.
Für das Rendern einer Anzeige mithilfe des Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten sind Zwischenbilder erforderlich. So läuft das Rendern einer Anzeige mit gestrichelten Konturobjekten, die mit Tunneln verknüpft sind, beispielsweise wie folgt ab: 1) Ein dickes vollkommen undurchsichtiges gestricheltes Konturobjekt in grau wird in einem Zwischenbild gerendert, 2) ein etwas dünneres solides durchsichtiges Innenflächen-Füllobjekt wird in dem Zwischenbild ohne Alpha-Überblendung gerendert (d. h. die undurchsichtigen grauen Pixel im Zwischenbild werden in den überlappenden Bereichen durch vollständig transparente Pixel ersetzt, sodass das Grau in der Innenfläche des Tunnels entfernt wird) und 3) das Zwischenbild wird dann mithilfe des Alpha-Überblendverfahrens mit der Grundkarte zusammengeführt und überlagert dieses. Wenn ein Pixel im Bereich der Tunnelmitte im Wasser durch den Rendering-Prozess nachverfolgt wird: 1) Das Pixel ist zunächst blau, um das Wasser zu repräsentieren, 2) es wird ein Zwischenbild mit blauem Hintergrund erstellt, 3) dann wird das gestrichelte Konturobjekt im zweiten Zwischenbild gerendert, wodurch ein undurchsichtiges gestricheltes graues Konturobjekt erzeugt wird, 4) dann wird das durchsichtige Innenflächen-Füllobjekt für den Tunnel gerendert und in das zweite Zwischenbild eingefügt, sodass ein durchsichtiges Innenflächen-Füllobjekt und eine gestrichelte graue Tunnelkontur erzeugt wird und 5) dann werden die beiden Zwischenbilder mithilfe des Alpha-Überblendverfahrens so zusammengeführt, dass der blaue Hintergrund mit einem Tunnel in Form von einer gestrichelten grauen Kontur angezeigt wird. Wird kein Zwischenbild verwendet und das Tunnel-Konturobjekt und das Innenflächen-Füllobjekt direkt auf dem Hintergrund gerendert, ergeben sich andere Ergebnisse. Das Rendern einer Anzeige in dieser Sequenz läuft wie folgt ab: 1) Das Pixel ist zunächst blau, um das Wasser zu repräsentieren, 2) das graue gestrichelte Konturobjekt wird gerendert und das Pixel wird grau, und 3) dann wird das durchsichtige, solide Innenflächen-Füllobjekt gerendert, wodurch das Pixel durchsichtig wird, wenn keine Alpha-Überblendung erfolgt, und grau bleibt, wenn ein Alpha-Überblendwert angewendet wird. Die Pixel, die mit der Innenfläche des Tunnels verknüpft sind, bleiben blau. Aus diesem Grund sind Zwischenbilder erforderlich, wenn Anzeige mithilfe des Originalsatzes an überlagerten digitalen Ebenendaten gerendert werden sollen. Selbst wenn die Rendering-Reihenfolge des Ebenenobjekts umgekehrt wird und die Ebenenobjekte direkt auf dem Hintergrund gerendert werden, sind die Zwischenbilder erforderlich, wenn eine Anzeige mithilfe des Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten gerendert wird. So verändert sich ein Pixel innerhalb der Innenfläche eines Tunnels im Wasserbereich: 1) Das Pixel ist zunächst blau, 2) dann wird das durchsichtige, solide Innenflächen-Füllobjekt gerendert, wodurch das Pixel durchsichtig wird, wenn keine Alpha-Überblendung erfolgt, und blau bleibt, wenn ein Alpha-Überblendwert angewendet wird, und 3) das graue gestrichelte Konturobjekt wird gerendert und das Pixel wird grau. Noch einmal, das gewünschte Ergebnis ist, dass die mit den Innenflächen des Tunnels verknüpften Pixel blau angezeigt werden.
Wenn das Z-Buffering-Verfahren so verwendet wird, dass das Innenflächen-Füllobjekt näher am Betrachter liegt als das entsprechende Konturobjekt und eine Anzeige unter Verwendung der neu geordneten digitalen Bilddaten gerendert wird, läuft die Rendering-Sequenz wie folgt ab: 1) Das Pixel ist zunächst blau und hat einen niedrigere Z-Wert als das Tunnel-Konturobjekt oder das Tunnel-Innenflächen-Füllobjekt, 2) dann wird das durchsichtige solide Innenflächen-Füllobjekt gerendert, wodurch das Pixel durchsichtig wird, wenn keine Alpha-Überblendung erfolgt, und blau bleibt, wenn ein Alpha-Überblendwert angewendet wird, und der resultierende Pixel-Z-Wert liegt näher am Betrachter und 3) das graue gestrichelte Konturobjekt wird gerendert, sodass das Pixel grau werden würde, da das gestrichelte graue Konturobjekt jedoch über einen Z-Wert verfügt, der weiter vom Betrachter weg liegt als der momentane Wert des Pixels, erfolgt keine Änderung. Wie gewünscht ist das resultierende Pixel blau, wenn eine Alpha-Überblendung erfolgt. Somit wird beim Rendern einer Anzeige unter Verwendung der neu geordneten digitalen Bilddaten das gewünschte Ergebnis erzielt, indem das Innenflächen-Füllobjekt zuerst mit einem näher am Betrachter liegenden Z-Wert anstatt dem Z-Wert des entsprechenden Konturobjekts gerendert wird.
9 zeigt eine digitale Bildanzeige 900, die Land 906 mit einer Autobahn umfasst, die mithilfe eines ersten Innenflächen-Füllobjekts 905 und den zugehörigen Konturobjekten 906, 907 dargestellt werden. Eine Reihe von Abfahrten, die von der Autobahn zu Ortsstraßen führen, wird mit einem zweiten Innenflächen-Füllobjekt 910 und zugehörigen Konturobjekten 911, 912 dargestellt. Eine Ortsstraße wird mithilfe eines dritten Innenflächen-Füllobjekts 915 und zugehörigen Konturobjekten 916, 917 angezeigt, die im Bereich 918 über die Autobahn hinweg führt. In mindestens einer Ausführungsform werden der Bereich 918 des dritten Innenflächen-Füllobjekts 915 und das erste Innenflächen-Füllobjekt 905 überblendet (Alpha-Überblendung), wie in 6B dargestellt. Der visuelle Effekt der Transparenz ist häufig in Fällen wünschenswert, wie die in 9 dargestellten, wo der Bereich 918 eine Kombination aus einer grundlegenden Luftbildaufnahme und zwei sich kreuzenden Straßen ist, die über die Grundebene gelegt werden. Die Konturen 916, 917 sind durchgehend und die Konturen 906, 907 sind unterbrochen, um zu veranschaulichen, welche Straße über welche führt. Die Innenflächen-Füllobjekte, die mit dem Bereich 918 verknüpft sind, werden mit 33,33% der Grundebenenfarbe, 33,33% der Farbe der Straße 905 und 33,33% der Farbe der Straße 915 überblendet (Alpha-Überblendung). Die Innenflächen-Füllobjekte, die mit dem Bereich 918 verknüpft sind, können alternativ mit 50% der Grundebenenfarbe, 25% der Farbe der Straße 905 und 25% der Farbe der Straße 915 überblendet (Alpha-Überblendung) werden. In jedem Fall findet keine Überblendung zwischen den Innenflächen-Füllobjekten und den Konturobjekten statt.
Eine transparente Überführung kann gerendert werden, um zugrunde liegende Bildobjekte anzuzeigen, wenn eine Anzeige unter Verwendung der neu geordneten digitalen Bilddaten gerendert wird. So kann beispielsweise ein grüner Hintergrund mit einer Straße mit weißer Innenfläche mit einer Opazität von 50% und einer schwarzen Kontur mit einer Opazität von 100% unter einer Straße mit einer gelben Innenfläche mit einer Opazität von 50% und einer schwarzen Kontur mit einer Opazität von 100% dargestellt werden. Beim Rendern einer Anzeige unter Verwendung der neu geordneten digitalen Bilddaten wird das weiße Innenflächen-Füllobjekt der Straße vor dem entsprechenden Konturobjekt gerendert. Der Rendering-Prozess läuft wie folgt ab: 1) Es wird mit einem grünen Hintergrund mit einem Z-Wert gestartet, der weit weg vom Betrachter liegt, 2) dann wird das Innenflächen-Füllobjekt mit 50% weiß gerendert, sodass der Hintergrund aus 50% grün und 520% weiß besteht und einen Z-Wert aufweist, der sich im Hinblick auf den Betrachter im mittleren Bereich befindet, 3) das schwarze Konturobjekt wird mit einem Z-Wert gerendert, der im Vergleich zum weißen Innenflächen-Füllobjekt weiter vom Betrachter entfernt liegt, wodurch die Pixel, die mit dem Konturobjekt verknüpft sind, innerhalb der Grenzen des Innenflächen-Füllobjekts weiß bleiben, 4) das gelbe Innenflächen-Füllobjekt wird mit 50% gelb und einem Z-Wert gerendert, der in der Nähe des Betrachters liegt, sodass der Hintergrund aus 25% grün, 25% weiß und 50% gelb besteht und 5) das schwarze Konturobjekt wird mit einem Z-Wert gerendert, der im Vergleich zum Z-Wert, der mit dem entsprechenden gelben Innenflächen-Füllobjekt verknüpft ist, weiter vom Betrachter entfernt liegt, wodurch die Pixel, die mit dem Innenflächenbereich des gelben Innenflächen-Füllobjekts verknüpft sind, unverändert bleiben. Das Rendern einer Anzeige mithilfe der neu geordneten digitalen Bilddaten führt zu dem gewünschten Ergebnis, transparente Überführungen darzustellen.
Wenn eine Anzeige mithilfe eines Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten gerendert wird, ist zur Darstellung einer transparenten Überführung ein Zwischenbild erforderlich. Der Anzeige-Rendering-Prozess läuft wie folgt ab: 1) Es wird eine dickere schwarze Linie mit einer Opazität von 100% in einem Zwischenbild für die Kontur der weißen Straße gerendert, 2) es wird eine dünnere weiße Linie mit einer Opazität von 50% in dem Zwischenbild gerendert, ohne dass eine Alpha-Überblendung erfolgt, wodurch das Schwarz in den überlappenden Bereichen durch weiß ersetzt wird, 3) dann wird das Zwischenbild unter Verwendung eines Alpha-Überblendwerts so mit dem Hintergrund zusammengeführt, dass eine Anzeige bestehend aus 50% grünem Hintergrund, 50% weißer Straße mit einer schwarzen Kontur von 100% erzeugt wird, 4) es wird ein dickeres schwarzes Konturobjekt mit einer Opazität von 100% in einem zweiten Zwischenbild gerendert, das mit der Kontur der gelben Straße verknüpft ist, 5) es wird ein dünneres gelbes Innenflächen-Füllobjekt mit einer Opazität von 50% in dem zweiten Zwischenbild gerendert, ohne dass eine Alpha-Überblendung erfolgt, wodurch das schwarze Konturobjekt in den überlappenden Bereichen durch gelb ersetzt wird und 6) das zweite Zwischenbild wird mit dem Hintergrund unter Verwendung eines Alpha-Überblendwerts zusammengeführt, um eine Anzeige bestehend aus 25% grünem Hintergrund, 25% weißer Straße und 50% gelber Straße zu erzeugen. Während des entsprechenden Rendering-Prozesses verändert sich ein Pixel wie folgt: 1) Der Hintergrund ist grün, 2) es wird ein Zwischenbild mit einem grünen Hintergrund und einer weißen Straßeninnenfläche erstellt, 3) es wird ein schwarzes Konturobjekt gerendert, das mit einer Kontur der weißen Straße verknüpft ist, wobei der Hintergrund grün und die Straßenkontur schwarz ist, 4) es wird die Innenfläche der weißen Straße gerendert, wobei der Hintergrund grün ist und das Weiß im Zwischenbild eine Opazität von 50% hat, 5) das Zwischenbild mit dem Hintergrund führt zu einem Innenflächenbereich der Straße, der zu 50% grün und zu 50% weiß ist, 6) es wird ein zweites Zwischenbild mit einem Hintergrund erstellt, der zu 50% grün und zu 50% weiß ist, 7) es wird ein schwarzes Konturobjekt gerendert, das mit der Kontur der gelben Straße verknüpft ist, wodurch eine Anzeige mit 50% grün und 50% weiß mit einer schwarzen Kontur für die gelbe Straße erzeugt wird, 8) es wird ein gelbes Innenflächen-Füllobjekt gerendert, das zu einem 50% grünen Hintergrund und einem 50% weißen Innenflächen-Füllobjekt und einem gelben Innenflächen-Füllobjekt mit einer Opazität von 50% führt und 9) dann werden die Zwischenbilder unter Verwendung eines Alpha-Überblendwerts zusammengeführt, was zu einem überlappenden Bereich führt, der zu 25% grün, zu 25% weiß und zu 50% gelb ist.
Das Rendern einer Anzeige mithilfe des Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten ohne Zwischenbilder führt zu Folgendes: 1) grün, 2) schwarz, 3) 50% schwarz und 50% weiß, 4) schwarz und 5) 50% schwarz und 50% gelb. Dies führt nicht dazu, dass die Überführung transparent angezeigt wird. Zu einem ähnlich unerwünschten Ergebnis kommt es, wenn die Renderung der Bildobjekte umgekehrt wird, wobei Z-Werte und Alpha-Überblendwerte verwendet werden: 1) Es wird mit einem grünen Hintergrund und einem entsprechenden Z-Wert gestartet, der weit weg vom Betrachter liegt, 2) es wird 50% gelb hinzugefügt, wodurch das Ergebnis zu 50% grün und zu 50% gelb ist und der resultierende Z-Wert liegt näher am Betrachter, 3) es wird ein schwarzes Konturobjekt mit einem Z-Wert gerendert, der im Vergleich zum dem des entsprechenden Innenflächen-Füllobjekts weiter vom Betrachter weg liegt, was dazu führt, dass das Schwarz in den überlappenden Bereichen ausgelassen wird, 4) Es wird die weiße Straße mit einem Z-Wert gerendert, der im Vergleich zum gelben Innenflächen-Füllobjekt weiter vom Betrachter entfernt ist, wodurch das Weiß in den überlappenden Bereichen verdeckt wird, 5) es wird die schwarze Kontur mit einem Z-Wert gerendert, der im Vergleich zum gelben Innenflächen-Füllobjekt weiter vom Betrachter entfernt liegt, wodurch das schwarze Konturobjekt in den überlappenden Bereichen verdeckt wird. Das Ergebnis ist eine 50% grüne und 50% gelbe Anzeige und das weiße Innenflächen-Füllobjekt ist nicht überblendet (Alpha-Überblendung), was nicht wünschenswert ist. Selbst wenn der weißen Straße ein höherer Z-Wert zugewiesen wird, sodass die weiße Straße nicht verdeckt wäre, würde der Rendering-Prozess wie folgt ablaufen: 1) Es wird mit einem grünen Hintergrund und einem Z-Wert gestartet, der weit weg vom Betrachter liegt, 2) es wird 50% gelb hinzugefügt, wodurch das Ergebnis zu 50% grün und zu 50% gelb ist, und der resultierende Z-Wert liegt näher am Betrachter, 3) es wird ein schwarzes Konturobjekt mit einem Z-Wert gerendert, der weiter weg liegt, sodass das schwarze Konturobjekt in den überlappenden Bereichen verdeckt ist, 4) es wird das Innenflächen-Füllobjekt für die weiße Straße mit einem Z-Wert gerendert, der in der Nähe des Betrachters liegt, sodass das Ergebnis zu 25% grün, zu 25% gelb und zu 50% weiß ist, und der resultierende Z-Wert liegt näher am Betrachter und 5) es wird das schwarze Konturobjekt mit einem Z-Wert gerendert, der weiter entfernt liegt, sodass das schwarze Konturobjekt in den überlappenden Bereichen verdeckt wird. Es ist wünschenswert, dass der Gelb-Wert am stärksten ist, wohingegen bei diesem Ergebnis der Weiß-Wert am stärksten ist.
Verfahren zum Rendern überlagerter digitaler Bilddaten, ohne dass jede Ebene einzeln gerendert werden muss, erstreckt sich auf das generische Konzept der Renderung von Daten in Ebenen, wobei nicht jede Ebene die alpha-Überblendung von Bildobjekten innerhalb der gegebenen Ebene verwendet. Die einzelnen Ebenen selbst sind jedoch mithilfe der Alpha-Überblendung überblendet. So kann beispielsweise bei einem Satz an überlagerten digitalen Originalbilddaten, die mit einem anatomischen Schaubild des menschlichen Körpers verknüpft sind, bei dem sich das Skelettsystem, das Kreislaufsystem usw. auf verschiedenen Ebenen befinden, innerhalb der einzelnen Ebene nur das oberste Objekt bei jedem Pixel gerendert sein, aber die Ebenen sind übereinander überblendet. Dadurch kann der Betrachter auf einem Client-Gerät zum Beispiel die Muskeln auf eine Opazität von 50% einstellen, um die Organe dahinter und deren Anordnung zu sehen, anstatt nur durch die obere Muskelschicht auf einen darunterliegenden Muskel und einen weiteren Muskel darunter zu blicken, wenn der Betrachter auf dem Client-Gerät nicht ausreichend bis zu den Organen blicken kann.
Eine Ebene kann in mehreren Durchläufen über dieselben Daten gerendert werden, wenn sichergestellt ist, dass die Z-Tiefenwerte bei jedem Durchlauf innerhalb einer Ebene größer sind als die Z-Tiefenwerte von etwaigen vorherigen Durchläufen für diese Ebene, aber kleiner sind als die Z-Tiefenwerte von jedem Durchlauf von jeder Ebene, die im Hinblick auf den Betrachter über der Ebene liegt. Werden die Durchläufe in umgekehrter Reihenfolge gerendert – vom letzten zum ersten – führt dies zur gewünschten Anzeige. Als Beispiel kann eine Ebene von Bildobjekten mit Schlagschatten (Drop Shadows) (z. B. Sprechblasen in einem Cartoon) in einer Anzeige dargestellt werden. Die Schlagschatten werden zuerst gerendert, indem die Blasen in einer transparenten schwarzen Farbe und in Bezug auf die zugehörige Sprechblase nach unten und rechts versetzt gerendert werden. Nach der Renderung aller Schatten für eine gegebene Ebene werden die Sprechblasen selbst in der gewünschten Farbe und an der gewünschten Position ohne Alpha-Überblendung so gerendert, dass die verdeckten Schattenbereiche vollständig durch den entsprechenden Bereich der Sprechblase ersetzt werden. Diese Art der zweistufigen Renderung kann auch erreicht werden, indem der letzte Durchlauf zuerst ausgeführt und dabei sichergestellt wird, dass die Z-Tiefenfunktionswerte wie hierin beschrieben zugewiesen werden, sodass die Sprechblasen zuerst gerendert werden und den Bereich verdecken, wo die Schatten andernfalls eingezeichnet werden würden. Wenn die Schatten anschließend gerendert werden, werden sie nicht in den überlappenden Bereichen gerendert, wodurch das gleiche Bild entsteht, wie wenn die Schatten zuerst gezeichnet und dann verdeckt worden wären.
Es versteht sich, dass eine gegebene Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten weitere Ebenen von digitalen Bilddaten erstellen kann (d. h. einen dritten Satz, einen vierten Satz usw.). So kann ein Originalsatz an digitalen Bilddaten beispielsweise Bildobjekte enthalten, die sich auf die menschliche Anatomie beziehen und auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten gemäß der vorliegenden Offenbarung erzeugt bei Ausführung Folgendes: eine erste Ebene von digitalen Bilddaten, die „Haut”-Objekten entsprechen; eine zweite Ebene von digitalen Bilddaten, die „Muskel”-Objekten entsprechen; eine dritte Ebene von digitalen Bilddaten, die „Skelett”-Objekten entsprechen; eine vierte Ebene von digitalen Bilddaten, die „Nerven”-Objekten entsprechen usw.
Es versteht sich, dass die hierin detailliert beschriebenen spezifischen Beispiele und Ausführungsformen dazu dienen, eine Beschreibung der besten Art und Weise der Ausführung der Erfindung bereitzustellen und der schriftlichen Darstellung zu genügen, um einem Fachmann in die Lage zu versetzen, diese Erfindung zu machen und zu nutzen. In keinster Weise dürfen diese Beispiele und Ausführungsformen dahingehend ausgelegt werden, dass sie den Umfang der anhängenden Ansprüche beschränken.

Claims

Digitales Bildverarbeitungssystem zum Rendern eines Bildes in einer Anzeige, das Folgendes umfasst; eine Datenübertragungsnetzwerkschnittstelle; einen Prozessor oder mehrere Prozessoren; einen Speicher oder mehrere Speicher, der oder die an einen Prozessor oder mehrere Prozessoren gekoppelt ist oder sind; eine Routine, die auf mindestens einem der besagten Speicher gespeichert ist und die einen Prozessor oder mehrere Prozessoren verwendet, um einen Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten abzurufen, die mehrere Originalebenen von Bilddaten umfassen, die in aufsteigender Reihenfolge angeordnet sind und in einer Anzeige gerendert werden sollen, wobei jede Originalebene von Bilddaten eine Vielzahl von Bildobjekten verschiedenen Typs umfasst, die in einer Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge angeordnet sind; eine Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten, die in dem einen Speicher oder in einem der mehreren Speicher gespeichert ist und die bei Ausführung mithilfe des einen Prozessors oder der mehreren Prozessoren einen ersten Satz an Bildobjekten des ersten Typs aus besagtem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert und einen Satz an neu geordneten Bilddaten erstellt, und worin besagter Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten eine erste Ebene umfasst, die Bildobjekte des ersten Typs umfasst, worin die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten die Bildobjekte des ersten Typs so neu anordnet, dass sich alle Bildobjekte des ersten Typs von einer bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten vor jeglichen Bildobjekten des ersten Typs von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge nach der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten folgen, und so, dass sich jedes der Bildobjekte des ersten Typs von der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten nach all den Bildobjekten von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge vor der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten stehen, und worin die Bildobjekte des ersten Typs von jeder der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten in umgekehrter Reihenfolge zur Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge von jeder der Originalebenen von Bilddaten angeordnet sind; und eine Routine zur Zuweisung eines Z-Werts, die in einem der Speicher gespeichert ist und die bei Ausführung jedem Bildobjekt in den neu geordneten digitalen Bilddaten in Abhängigkeit der Reihenfolge des Bildobjekts in den neu geordneten digitalen Bilddaten einen Z-Wert zuweist.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, das ferner ein Client-Gerät umfasst, das so konfiguriert ist, dass es einen neu geordneten Satz an digitalen Bilddaten über ein Kommunikationsnetzwerk empfängt, und worin besagtes Client-Gerät ein Anzeigegerät und eine Anzeige-Rendering-Routine umfasst, die bei Ausführung ein Bild in der Anzeige unter Verwendung des Satzes an neu geordneten digitalen Bilddaten rendert.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, das ferner eine Routine umfasst, die bei Ausführung die neu geordneten digitalen Bilddaten über ein Kommunikationsnetzwerk zum Rendern in einer Client-Geräteanzeige an ein Client-Gerät sendet.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, worin besagte Bildobjekte des ersten Typs Linienobjekte sind, die eine Straße in einer geografischen Karte darstellen.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, worin die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten ausgeführt wird, um einen weiteren Satz an Bildobjekten eines zweiten Typs aus besagtem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten zu extrahieren, und worin die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten ausgeführt wird, um einen weiteren Satz an neu geordneten Bilddaten zu erstellen, und worin besagter weiterer Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten Bildobjekte des zweiten Typs umfasst, worin die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten die Bildobjekte des zweiten Typs so neu anordnet, dass sich alle Bildobjekte des zweiten Typs von einer bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in dem weiteren Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten vor jeglichen Bildobjekten des zweiten Typs von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge nach der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten folgen, und so, dass sich jedes der Bildobjekte des zweiten Typs von der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten in dem weiteren Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten nach all den Bildobjekten von jeglichen Originalebenen von Bilddaten befinden, die in aufsteigender Reihenfolge vor der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten stehen, und worin die Bildobjekte des zweiten Typs von jeder der Originalebenen von Bilddaten in den neu geordneten digitalen Bilddaten in umgekehrter Reihenfolge zur Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge von jeder der Originalebenen von Bilddaten angeordnet sind;
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 5, worin besagte Bildobjekte des ersten Typs Innenflächen-Füllobjekte sind, die die Innenfläche einer Straße in einer geografischen Karte repräsentieren, und worin besagte Bildobjekte des zweiten Typs Konturobjekte sind, die einen Konturbereich einer Straße in einer geografischen Karte repräsentieren.
Digitales Bildvearbeitungssystem nach Anspruch 4, worin die Anzeige-Rendering-Routine ausgeführt wird, um besagte Innenflächen-Füllobjekte so vor besagten Konturobjekten zu rendern, dass besagte Innenflächen-Füllobjekte die zugehörigen Konturobjekte in überlappenden Bereichen der Anzeige verdecken.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, worin die Anzeige-Rendering-Routine eine Alpha-Überblendung für die überlappenden Bereiche von Bildobjekten desselben Bildobjekttyps durchführt, wenn eine entsprechende Anzeige gerendert wird, um die überlappenden Bereiche visuell darzustellen.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, das ferner eine Routine zur Überblendung und Zuweisung eines Alpha-Attributswerts umfasst, die bei Ausführung jedem Bildobjekt einen Alpha-Attributswert zuweist und eine Alpha-Überblendung für die überlappenden Bereiche von Bildobjekten desselben Typs durchführt.
Digitales Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, worin die Routine zur Zuweisung eines Z-Werts bei Ausführung jedem Bildobjekt in Abhängigkeit von: i) dem Bildobjekttyp, ii) der Originalebene, auf der sich das Bildobjekt befand und iii) der Position in der Originalreihenfolge des Bildobjekt, um die relative Originalbildobjekttiefe beizubehalten.
System zum Neuordnen digitaler Bilddaten zur Verwendung in einem Bildgebungssystem, das über einen Prozessor und eine durch den Prozessor ausgeführte Anzeige-Rendering-Routine verfügt, und zum Rendern einer Anzeige verwendet wird, ohne dass jede Ebene eines Originalsatzes an überlagerten digitalen Bilddaten in einem Zwischenbild gerendert werden muss, wobei die Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten umfasst: eine Routine für den ersten Datenzugriff, die in einem Speicher gespeichert ist und die bei Ausführung über den Prozessor auf einen Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten zugreift, die mehrere Originalebenen umfassen, die so zum Rendern angeordnet sind, dass Zwischenbilder erzeugt werden, bevor die Zwischenbilder zur Verwendung beim Rendern einer Anzeige zusammengeführt werden und jede Originalebene umfasst eine Vielzahl von Bildobjekten, die in einer Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge angeordnet sind und die Originalebenen sind in aufsteigender Reihenfolge angeordnet; eine oder mehrere Routinen zum Neuordnen digitaler Bilddaten, die bei Ausführung mithilfe des Prozessors einen ersten Satz an Bildobjekten aus besagtem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert und einen Satz an neu geordneten Bilddaten erstellt, und worin besagter Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten eine erste Ebene umfasst, die Bildobjekte des ersten Typs umfasst, worin die eine der mehreren Routinen zum Neuordnen digitaler Bilddaten die Bildobjekte des ersten Typs so neu anordnet, dass sich alle Bildobjekte des ersten Typs von einer bestimmten Ebene der Originalebenen in dem Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten vor jeglichen Bildobjekten des ersten Typs von jeglichen Originalebenen befinden, die in aufsteigender Reihenfolge nach der bestimmten Ebene der Originalebenen von Bilddaten folgen, und so, dass sich jedes der Bildobjekte des ersten Typs von der bestimmten Ebene der Originalebenen in dem Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten nach all den Bildobjekten von jeglichen Originalebenen befinden, die in aufsteigender Reihenfolge vor der bestimmten Ebene der Originalebenen stehen, und worin die Bildobjekte des ersten Typs von jeder der Originalebenen in dem Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten in umgekehrter Reihenfolge zur Zwischenebenen-Bildobjektreihenfolge von jeder der Originalebenen von Bilddaten angeordnet sind; und eine Routine zur Zuweisung eines Z-Werts, die in einem der Speicher gespeichert ist und die bei Ausführung jedem Bildobjekt in den neu geordneten digitalen Bilddaten in Abhängigkeit der relativen Bildobjekttiefe in dem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten einen Z-Wert zuweist.
Bildgebungssystem nach Anspruch 11, worin besagte Bildobjekte des ersten Typs Linienobjekte sind, die eine Straße in einer geografischen Karte darstellen.
Bildgebungssystem nach Anspruch 11, worin die Ausführung der Routine zum Neuordnen digitaler Bilddaten ferner einen zweiten Satz an Bildobjekten aus besagtem Originalsatz an überlagerten digitalen Bilddaten extrahiert, und besagter Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten umfasst eine zweite Ebene, die Bildobjekte eines zweiten Typs umfasst.
System zum Neuordnen digitaler Bilddaten nach Anspruch 13, worin besagte Bildobjekte eines ersten Typs Innenflächen-Füllobjekte sind, die die Innenfläche einer Straße in einer geografischen Karte repräsentieren, und worin besagte Bildobjekte eines zweiten Typs Konturobjekte sind, die einen Konturbereich einer Straße in einer geografischen Karte repräsentieren.
System zum Neuordnen digitaler Bilddaten nach Anspruch 14, die über einen Prozessor auf einem entfernten Server ausgeführt wird, der innerhalb eines digitalen Bildsystems konfiguriert ist, und besagtes digitale Bildsystem umfasst ferner ein Client-Gerät und besagtes Client-Gerät umfasst eine Anzeige-Rendering-Routine, die bei Ausführung besagten Satz an neu geordneten digitalen Bilddaten zum Rendern einer Anzeige verwendet.
System zum Neuordnen digitaler Bilddaten nach Anspruch 14, worin besagte Innenflächen-Füllobjekte so vor besagten Konturobjekten gerendert werden, dass besagte Innenflächen-Füllobjekte die zugehörigen Konturobjekte in überlappenden Bereichen der Anzeige verdecken.
System zum Neuordnen digitaler Bilddaten nach Anspruch 11, das ferner eine Routine zur Zuweisung eines Alpha-Attributswerts umfasst, die bei Ausführung jedem Bildobjekt einen Alpha-Attributswert zuweist und eine Alpha-Überblendung für die überlappenden Bereiche von Bildobjekten desselben Typs durchführt.