JP2003109040A - 画像作成装置及びその方法、電子機器並びにコンピュータプログラム - Google Patents

画像作成装置及びその方法、電子機器並びにコンピュータプログラム

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JP2003109040A JP2001295152A JP2001295152A JP2003109040A JP 2003109040 A JP2003109040 A JP 2003109040A JP 2001295152 A JP2001295152 A JP 2001295152A JP 2001295152 A JP2001295152 A JP 2001295152A JP 2003109040 A JP2003109040 A JP 2003109040A
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    • A63F2300/66—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images
    • A63F2300/6661—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images for changing the position of the virtual camera

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の描画システムでは困難であった、特に
連続的に変化する３Ｄ画像における高速描画を行えるよ
うにする。 【解決手段】 画像作成装置１は、描画デバイス１３に
３Ｄ画像を描画させる描画アプリケーション処理部１１
及びグラフィックスライブラリ１２を備えて構成され
る。描画アプリケーション処理部１１は、画像を描画す
るためデータを座標変換情報と描画物体情報とに分離し
て、それぞれを独自の情報生成手段により生成し、グラ
フィックスライブラリ１２は、これらを蓄積、管理す
る。これら蓄積、管理されたデータに基づき描画デバイ
スにより３Ｄ画像を描画し、表示装置に出力する。描画
物体情報として、今回描画すべき３Ｄ画像に対応する視
界の領域よりも広い領域を対象にして、描画物体情報を
作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元座標情報に
基づいて３Ｄ画像を作成する画像作成装置及び方法、そ
のような画像作成装置を備えたナビゲーションシステム
等の電子機器、並びにコンピュータプログラムの技術分
野に属する。
【０００２】
【従来の技術】近時、自動車の走行を制御する電子制御
の研究開発や、運転を支援するナビゲーションシステム
の普及が著しい。このナビゲーションシステムには種々
のデータベースを有していて、表示装置に地図情報、現
在位置情報、各種案内情報等を表示する基本的な構成が
あり、さらに入力した条件に基づいてドライブルートを
探索するものが一般的である。そして、探索されたドラ
イブルートや、ＧＰＳ（Global Positioning System）
測位或いは自立測位に基づく現在位置を、地図上に表示
して、目的地までの誘導案内（ナビゲーション）を行う
ように構成されている。
【０００３】さて、目的地までの誘導案内のために車両
に搭載されたナビゲーションシステムの表示装置にドラ
イブルートに加えて、現に走行している地点から前方の
風景が表示され、加えて走行路線の指示、交差点で曲が
る方向、その交差点までの距離、目的地までの距離、到
着予想時刻等が表示される。このとき前方の風景は、ド
ライバーの視線に基づき、平面上に立体的な視覚表現を
与える技法、即ち遠近法を用いた画像（本願明細書で
は、所謂「３Ｄ画像」と記す）で表示されるものがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな３Ｄ画像を刻々と表示していくには、３次元座標情
報を含む膨大な地図データを高速で演算し、順次描画デ
バイスに入力して３Ｄ画像に画像化していく必要があ
る。このため３Ｄ画像を作成する手段として、道路、建
物などの描画対象となる物体を示す描画物体情報と、視
点、視界、光源などを示す座標変換情報とを一体とし
て、変換速度を速めるために一括実行するものがあっ
た。しかしこの場合、移動している車両等から見る風景
のように３Ｄ画像は刻々と移動していくものであり、画
像各々に対して時間のかかるディスプレイリストの作成
をする必要から３Ｄ画像として得るために時間がかか
り、連続した滑らかに移動する３Ｄ画像を得ることは困
難であった。また、表示領域より広い領域の画像情報を
大き目のフレームバッファに格納しておき、その範囲内
で表示領域を移動した際に画像を即時表示可能とする技
術は単純な３Ｄ画像表示ではあったものの、３Ｄ画像の
場合には、一般に視点が変化するのでフレームバッファ
を如何に大きくしても、これに格納された画像情報を用
いて表示領域移動に対処することはできないという問題
点がある。
【０００５】従って本発明は上記問題点に鑑みなされた
ものであり、３Ｄ画像を高速で連続的に変化させること
が可能な画像作成装置及びその方法、そのような画像作
成装置を備えた電子機器、並びにおよびコンピュータプ
ログラムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像作成装置は
上記課題を解決するために、描画デバイスに３Ｄ画像を
描画させる描画アプリケーション処理部及びグラフィッ
クスライブラリを備えた画像作成装置であって、前記描
画アプリケーション処理部は、描画すべき３Ｄ画像に含
まれる物体の３次元座標情報に基づいて、物体別に画像
を描画するための描画物体情報を所定情報単位毎に単一
座標系で生成する描画物体情報生成手段と、前記３Ｄ画
像を描画する際の少なくとも視点及び視界を規定する座
標変換情報を生成する座標変換情報生成手段とを具備
し、前記グラフィックスライブラリは、前記生成された
描画物体情報を蓄積する描画物体情報蓄積手段と、前記
生成された座標変換情報を蓄積する座標変換情報蓄積手
段とを具備し、前記描画デバイスは、前記蓄積された座
標変換情報を前記所定情報単位毎に前記蓄積された描画
物体情報に作用させて前記３Ｄ画像を描画し、前記描画
物体情報生成手段は、今回表示すべき一の３Ｄ画像に含
まれない他の物体についても前記描画物体情報を予め生
成すると共に、前記描画物体情報蓄積手段は、該予め生
成された描画物体情報を予め蓄積し、後に表示すべき他
の３Ｄ画像に前記他の物体が含まれる場合には、前記描
画物体情報生成手段は、前記他の物体については前記描
画物体情報を再生成せず、前記描画デバイスは、前記予
め蓄積された描画物体情報を用いて前記他の３Ｄ画像を
描画する。
【０００７】本発明の画像作成装置によれば、画像作成
装置は描画アプリケーション処理部とグラフィックスラ
イブラリと描画デバイスとを備えて構成されていて、画
像を描画するためデータを座標変換情報と描画物体情報
とに分離して、それぞれを独自の情報生成手段により生
成し、蓄積、管理する。これら蓄積、管理されたデータ
に基づき描画デバイスにより表示用画像として３Ｄ画像
を生成し、表示装置に出力する。
【０００８】この際、座標変換情報と描画物体情報とを
分離独立して扱い、これらに基づく描画処理を一括実行
することで、描画デバイスによる描画速度は向上する。
これは、従来のデータ構成では描画の重要な要素である
座標変換は内部に状態を持つステートマシンとして動作
するため、この座標変換における描画デバイスの機能
は、一般的なデバイス依存を吸収するライブラリである
ような単一の関数の置換では対処することができないの
に対して、本発明のデータ構成ではこの制限を回避する
ことができるからである。
【０００９】そして本発明では、描画物体情報生成手段
は、今回表示すべき一の３Ｄ画像に含まれない他の物体
についても描画物体情報を予め生成し、描画物体情報蓄
積手段は、これを予め蓄積する。そして、次回或いは次
々回等、後に表示すべき他の３Ｄ画像に他の物体が含ま
れる場合には、描画物体情報生成手段は、当該他の物体
については描画物体情報を再生成しない。この際、描画
デバイスは、予め生成され蓄積されていた描画物体情報
を用いて、当該他の３Ｄ画像を描画する。このように座
標変換情報により示される視点や視界が変化しても、そ
の変化後に表示されるべき３Ｄ画像に当該他の物体が含
まれていれば、これに係る予め生成され蓄積されていた
描画物体情報をそのまま利用することが出来、この描画
物体情報に対して、新たな座標変換情報を作用させれば
３Ｄ画像が得られる。このように本発明によれば、時間
を要する描画物体情報の生成を、適宜省略可能となるの
で、総合的に見て高速で画像を形成することができる。
【００１０】特に、座標変換情報により示される視点や
視界が連続的に変化する場合には、次回や次々回等に表
示されるべき３Ｄ画像についての、予測或いは推定が多
かれ少なかれ可能となるため、予め生成され蓄積される
描画物体情報をそのまま利用できる可能性を高めること
ができ、画像形成の高速化を図れる。
【００１１】尚、本発明では特に、描画物体情報生成手
段について「描画物体情報を所定情報単位毎に単一座標
系で生成する」とあるが、ここにいう、所定情報単位と
は、例えばディスプレイリストの単位であり、描画デバ
イスが３Ｄ画像を描画する際に座標変換情報を描画物体
情報に作用させる単位に一致させている。そして、同一
ディスプレイリスト等の同一所定情報単位内において
は、座標系を統一するが、相異なる所定情報単位間にお
いては座標系を統一する必要はない。
【００１２】本発明の画像作成装置の一態様では、前記
描画物体情報生成手段は、前記一の３Ｄ画像に対応する
視界の領域の周囲に存在する物体を、前記他の物体とし
て前記描画物体情報を予め生成する。
【００１３】この態様によれば、一の３Ｄ画像に対応す
る視界の領域の周囲に存在する物体を他の物体とするの
で、視点や視界が連続的に変化するような用途の場合
に、例えば、ナビゲーションシステム等で自車周囲の風
景を映し出す３Ｄ画像を連続的に表示する等の場合に、
当該他の物体が、次回、次々回等に描画すべき３Ｄ画像
に含まれる可能性が高まり、描画物体情報の画像形成の
迅速化を図れる。
【００１４】この態様では、前記描画物体情報生成手段
は、前記視点から見て前記視界の後方に広がる領域に存
在する物体を、前記他の物体として前記描画物体情報を
予め生成してもよい。
【００１５】このように構成すれば、視点が前進した場
合に、当該他の物体が次回、次々回等に描画すべき３Ｄ
画像に含まれる可能性が非常に高まり、画像形成の迅速
化を一層図れる。
【００１６】本発明の画像作成装置の他の態様では、所
定の規則に則り変化情報を供給する変化情報供給手段を
更に備えており、前記座標変換情報生成手段は、前記供
給される変化情報に応じて前記座標変換情報を生成す
る。
【００１７】この態様によれば、変化情報供給手段は、
例えば、数式に基づいて変化情報を発生し、或いは、移
動体に搭載されている測位装置で観測された現在位置情
報に基づいて変化情報を供給する。そして、座標変換情
報生成手段により、このような変化情報に応じて座標変
換情報を生成すれば、例えば移動体の運行に従って順次
変化する画像や、時間経過による物体の変化等が連続す
る画像が得られる。
【００１８】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記座標変換情報生成手段により生成された座標変換情報
が変化するごとに、順次、前記描画物体情報に作用して
前記描画デバイスにより描画する構成を具備する。
【００１９】この態様によれば、座標変換情報が変化す
るごとに、即ち、移動体が移動してその位置が変化した
時や、所定の演算により算出される座標情報が変化した
時に同期して描画される。従って、移動体の運行に伴
い、即時性を確保しつつ画像出力され表示することが可
能となる。
【００２０】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画アプリケーション処理部は、前記一の３Ｄ画像に
対応する領域よりも広い領域に係る前記描画物体情報の
リストを作成するリスト作成プログラムと、前記座標変
換情報を設定する設定プログラムと、前記描画デバイス
における描画実行を指令する実行指令プログラムとを実
行する。
【００２１】この態様によれば、所謂ディスプレイリス
トを一の３Ｄ画像に対応する領域よりも広い領域につい
て作成するリスト作成プログラムと、座標変換情報を設
定するプログラムとを有することによって、描画物体情
報と座標変換情報とを個別に扱うようになっており、そ
れぞれの情報を後段に接続されるグラフィックライブラ
リに実行指令と共に供給する。これによりグラフィック
ライブラリと描画デバイスとからなるシステムは他の組
み合わせによるシステムに変更しても、その移植性は確
保される。また、描画物体情報をそのままとし或いは予
め生成された描画物体情報を用いて、座標変換情報に変
更を加えることで、座標が変化した同じ描画物体の３Ｄ
画像が容易に得られる。
【００２２】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記グラフィックスライブラリは、前記座標変換情報を管
理する機能と、前記描画物体情報を管理する機能と、前
記描画デバイスを制御する機能とを有する。
【００２３】この態様によれば、グラフィックスライブ
ラリが有する座標変換情報を管理する機能と前記描画物
体情報を管理する機能と描画デバイスを制御する機能と
により、描画デバイスが実際に描画する３Ｄ画像の制御
が行われる。
【００２４】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画アプリケーション処理部は、ナビゲーションシス
テムが有する地図データベースから前記３次元座標情報
を含む地図情報が供給される機能を有する。
【００２５】この態様によれば、前記地図データベース
からの地図情報に基づき、更にナビゲーションシステム
が有するＧＰＳ測位装置等からの移動体の位置情報や、
移動体操縦者によって入力されるルート情報に基づい
て、ディスプレイに所定の座標変換が行われた、３次元
座標情報を含む地図情報に基づく３Ｄ画像が表示され
る。さらに、座標変換が伴わない案内情報をその上にス
ーパーインポーズして表示し、操縦者の便に供すること
も可能である。
【００２６】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画デバイスは、３Ｄ画像として遠近法に則った画像
を描画する。
【００２７】この態様によれば、例えば移動体操縦者が
操縦席から見るような風景が、遠近法の描画手法による
３Ｄ画像として表示され、操縦者は実際の風景と合致さ
せて画像を認識することが容易となる。
【００２８】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記視点及び前記視界を規定する情報に加えて、光源を規
定する情報を含んでなる。
【００２９】この態様によれば、描画物体情報は、座標
変換情報として、視点情報及び視界情報に加えて、光源
情に基づいて変換され、よりリアルな画像として表示す
ることが可能となる。特に、座標変換情報により示され
る光源が変化しても、その変化後に表示されるべき３Ｄ
画像に、変化前にも表示されていたのと同一物体が含ま
れていれば、これに係る同一描画物体情報に対して、光
源情報が変化した新たな座標変換情報を作用させれば、
新たな３Ｄ画像が得られる。また、描画デバイスが置き
換えられても視点情報、視界情報、光源情報等の座標変
換情報はそのまま適用できる。
【００３０】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記視点は、移動体操縦者の視点に基づいて設定される。
【００３１】この態様によれば、例えば操縦者の視線で
見るような風景が、３Ｄ画像として表示され、操縦者は
実際の風景と合致させた立体の画像として認識すること
が容易となる。視点は手動により設定できるものであっ
てもよい。
【００３２】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記視界は、移動体操縦者の視界に基づいて設定される。
【００３３】この態様によれば、例えば移動体操縦者の
視界に入る風景が、３Ｄ画像として表示される。視界は
手動により設定できるものであってもよい。
【００３４】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記３Ｄ画像における視点は、ナビゲーションシステムが
有する画像表示装置の中央部に設定される。
【００３５】この態様によれば、例えば移動体操縦者の
視点がディスプレイの中央部に来るように座標変換され
て描画物体が表示される。
【００３６】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画デバイスは、前記物体別に生成され蓄積された複
数の描画物体情報に基づいて描画される複数の部分フレ
ーム画像を重ね合わせて一枚の前記３Ｄ画像を描画す
る。
【００３７】この態様によれば、各描画物体情報に対応
して描画される複数の部分フレーム画像を重ね合わせて
なる一枚の３Ｄ画像を最終的に描画できるので、よりリ
アルな３Ｄ画像を描画デバイスにより比較的迅速に描画
できる。
【００３８】この態様では、前記複数の部分フレーム画
像を一時的に格納するフレームバッファを更に備えても
よい。
【００３９】このように構成すれば、例えば描画デバイ
スが管理するバッファメモリ内に備えられるフレームバ
ッファに複数の部分フレーム画像を一時的に格納するの
で、これらを比較的簡単に重ねて一枚の３Ｄ画像を描画
することが可能となる。
【００４０】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画アプリケーション処理部は、時間の経過に伴い連
続的に変化する相前後する二枚の３Ｄ画像の両者に含ま
れる物体については、前記描画物体情報を固定したま
ま、前記座標変換情報生成手段により前記座標変換情報
を再生成する。
【００４１】この態様によれば、時間の経過に伴い連続
的に変化する３Ｄ画像を描画する際には、描画物体情報
を固定したまま座標変換情報を変化させるので、描画の
ための処理負担を軽減でき、連続的に変化する３Ｄ画像
の作成を迅速に行える。例えば、同一描画物体情報に基
づいて、視点を連続的に変化させることで移動体の運行
に従って順次変化する描画像のみならず、光源を連続的
に変化させることで時間経過による物体の陰影の変化等
が連続する画像として得ることができる。
【００４２】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画アプリケーション処理部及び前記グラフィックス
ライブラリは、複数枚の３Ｄ画像についての前記描画物
体情報及び前記座標変換情報を、マルチタスクにより生
成し蓄積する。
【００４３】この態様によれば、座標変換情報と描画物
体情報とを分離独立してマルチタスクにより生成し蓄積
するので、全体として一層迅速に３Ｄ画像を作成するこ
とも可能となる。
【００４４】本発明の画像作成装置の他の態様では、前
記描画デバイスを具備してなる。
【００４５】この態様によれば、描画アプリケーション
処理部及びグラフィックスライブラリに加えて、描画デ
バイスも内蔵或いは外付け等されることにより、当該画
像作成装置が構築される。従って、当該画像作成装置
に、例えばモニタ等の表示装置を接続すれば３Ｄ画像を
表示出力可能な環境が比較的簡単に得られる。
【００４６】本発明の電子機器は上記課題を解決するた
めに、上述した本発明の画像作成装置（但し、その各種
態様も含む）と、前記３次元座標情報を前記描画アプリ
ケーション処理部に提供する情報源と、前記描画デバイ
スにより描画された３Ｄ画像を画像出力する表示装置と
を備える。
【００４７】本発明の電子機器によれば、上述した本発
明の画像作成装置を備えるので、３Ｄ画像を迅速に表示
可能な車載用ナビゲーションシステム等のナビゲーショ
ンシステム、アーケードゲーム或いはテレビゲーム等の
ゲーム装置、３Ｄ画像表示可能なパソコン等のコンピュ
ータなどの各種電子機器を実現できる。
【００４８】本発明のコンピュータプログラムは上記課
題を解決するために、コンピュータを上述した本発明の
画像作成装置（但し、その各種態様も含む）として機能
させる。より具体的には、コンピュータを、上述した本
発明の描画アプリケーション処理部、グラフィックスラ
イブラリ及び描画デバイスとして機能させ、より詳細に
は更に、上述した本発明の描画物体情報生成手段、座標
変換情報生成手段、描画物体情報蓄積手段、座標変換情
報蓄積手段等として機能させる。
【００４９】本発明のコンピュータプログラムによれ
ば、当該コンピュータプログラムを格納するＣＤ−ＲＯ
Ｍ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯ
Ｍ（DVD Read Only Memory）、ハードディスク等の記
録媒体から、当該コンピュータプログラムをコンピュー
タに読み込んで実行させれば、或いは、当該コンピュータ
プログラムを、通信手段を介してコンピュータにダウン
ロードさせた後に実行させれば、上述した本発明に係る
画像作成装置の統合した制御を比較的簡単に実現でき
る。
【００５０】本発明の画像作成方法は上記課題を解決す
るために、描画デバイスに３Ｄ画像を描画させる描画ア
プリケーション処理部及びグラフィックスライブラリを
備えた画像作成装置における画像作成方法であって、前
記描画アプリケーション処理部により、描画すべき３Ｄ
画像に含まれる物体の３次元座標情報に基づいて、物体
別に画像を描画するための描画物体情報を所定情報単位
毎に単一座標系で生成する描画物体情報生成工程と、前
記３Ｄ画像を描画する際の少なくとも視点及び視界を規
定する座標変換情報を生成する座標変換情報生成工程と
を実行し、前記グラフィックスライブラリにより、前記
生成された描画物体情報を蓄積する描画物体情報蓄積工
程と、前記生成された座標変換情報を蓄積する座標変換
情報蓄積工程とを実行し、前記描画デバイスは、前記蓄
積された座標変換情報を前記所定情報単位毎に前記蓄積
された描画物体情報に作用させて前記３Ｄ画像を描画
し、前記描画物体情報生成工程は、今回表示すべき一の
３Ｄ画像に含まれない他の物体についても前記描画物体
情報を予め生成すると共に、前記描画物体情報蓄積工程
は、該予め生成された描画物体情報を予め蓄積し、後に
表示すべき他の３Ｄ画像に前記他の物体が含まれる場合
には、前記描画物体情報生成工程は、前記他の物体につ
いては前記描画物体情報を再生成せず、前記描画工程
は、前記予め蓄積された描画物体情報を用いて前記他の
３Ｄ画像を描画する。
【００５１】本発明の画像作成方法によれば、上述した
本発明の画像作成装置の場合と同様に、画像を描画する
ためデータを座標変換情報と描画物体情報とに分離し
て、それぞれを独自の情報生成手段により生成し、蓄
積、管理する。これら蓄積、管理されたデータに基づき
描画デバイスにより表示用画像として３Ｄ画像を生成
し、表示装置に出力する。この際、座標変換情報と描画
物体情報とを分離独立して扱い、これらに基づく描画処
理を一括実行することで、描画デバイスによる描画速度
は向上する。そして本発明では、今回表示すべき一の３
Ｄ画像に含まれない他の物体についても描画物体情報を
予め生成し、蓄積しておき、後に表示すべき他の３Ｄ画
像に他の物体が含まれる場合には、これを用いて、当該
他の３Ｄ画像を描画する。この結果、本発明によって、
時間を要する描画物体情報の生成を適宜省略可能となる
ので、総合的に見て高速で画像を形成することができ
る。
【００５２】本発明の画像形成方法の一態様では、前記
描画物体情報生成工程は、前記一の３Ｄ画像に対応する
視界の領域の周囲に存在する物体を、前記他の物体とし
て前記描画物体情報を予め生成する。
【００５３】この態様によれば、一の３Ｄ画像に対応す
る視界の領域の周囲に存在する物体を他の物体とするの
で、視点や視界が連続的に変化するような用途の場合
に、当該他の物体が、次回、次々回等に描画すべき３Ｄ
画像に含まれる可能性が高まり、描画物体情報の画像形
成の迅速化を図れる。
【００５４】本発明のこのような作用、及び他の利得は
次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００５５】
【発明の実施の形態】以下、本発明における画像作成装
置及び方法、並びにコンピュータプログラムに係る実施
形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に説明する各
実施形態は、本発明の画像作成装置を、車載用のナビゲ
ーションシステムに利用するものとして構築したもので
あるが、この形態にかかわることなく、本発明はパソコ
ンによる画像作成、テレビゲーム用の画像作成等に用い
ても好適なものである。
【００５６】（第１実施形態）第１実施形態の画像作成
装置について図１〜図９を参照して説明する。ここで図
１は本発明の第１実施形態である画像作成装置の基本構
成を示すブロック構成図であり、図２は画像作成装置の
グラフィックスライブラリの内部構成ついて説明するた
めの図であり、図３は画像作成装置のシーンオブジェク
トの管理について説明するための図である。また、図４
はグラフィックスライブラリの動作の流れを示すフロー
チャートであり、図５は画像作成装置の描画デバイスの
動作の流れを示すフローチャートであり、図６は描画ア
プリケーション処理部の動作の流れを示すフローチャー
トであり、図７は画像作成装置の動作について示すシー
ケンスチャートである。さらに図８と図９は描画の例を
示す図である。
【００５７】まず、本実施形態の画像作成装置の基本構
成について図１を参照して説明する。
【００５８】図１において、画像作成装置１は描画アプ
リケーション処理部１１と、グラフィックスライブラリ
１２と、描画デバイス１３とを備えて構成されていて、
描画アプリケーション処理部１１には視点、視界、光源
等の座標変換情報１４と、道路、建物、地図情報等の描
画物体情報１５が入力される。座標変換情報１４には位
置情報手段１６等による座標情報が入力されていて、こ
の情報に基づいて座標変換情報が順次に設定される。位
置情報手段１６は、変化情報供給手段の一例を構成して
おり、例えば移動体に適用される測位装置、プログラ
ム、演算装置、或いは手動による入力装置であってもよ
い。
【００５９】測位装置であれば移動体の運行に伴って所
定周期で、或いは所定の移動距離間隔で移動体位置が入
力されることになり、プログラムであれば予め意図する
表示ができるように設定でき、演算装置であれば状態を
示す関数にパラメータを入力することで答えに合致した
座標が入力され、また、手動であれば種々状態を監視し
ながらそれに適した座標を入力できる。
【００６０】また、グラフィックスライブラリ１２と描
画デバイス１３とは一体としてシステムを形成し、描画
アプリケーション処理部１１に対して任意に置き換えが
可能である。
【００６１】図２に示すように、描画アプリケーション
処理部１１には、座標変換パラメータ作成ルーチン１１
１とディスプレイリスト作成ルーチン１１２とが具備さ
れている。座標変換パラメータ作成ルーチン１１１は座
標変換情報１４として入力される視点、視界、光源等の
座標変換情報に基づき座標変換のデータが作成される。
このデータはグラフィックスライブラリ１２でシーンオ
ブジェクトとして管理される。シーンオブジェクトに対
するパラメータの設定や、設定値に基づく描画への適用
の動作はシーンオブジェクトの識別子に対して行うこと
で実行される。
【００６２】また、ディスプレイリスト作成ルーチン１
１２は道路、建物、地図情報等から描画物体情報を作成
し、グラフィックスライブラリ１２に入力する。この描
画物体情報には座標変換の情報は含まれない。座標変換
の情報は前述したシーンオブジェクトとして別個に設定
されている。このように座標変換情報と描画物体情報を
個別に作成し、描画時において描画物体情報に座標変換
情報を作用させて描画する構造をとるものであり、前述
したシステムの置き換えと、描画速度の高速化を実現す
る。
【００６３】次に、グラフィックスライブラリ１２はシ
ーンオブジェクト設定部１２１とディスプレイリスト作
成部１２２とディスプレイリスト実行部１２３とを備え
る。
【００６４】シーンオブジェクト設定部１２１は描画ア
プリケーション処理部１１の座標変換パラメータ作成ル
ーチン１１１で作成された座標変換の情報を、描画アプ
リケーションから指定された識別子に対応するシーンオ
ブジェクト内に保存し管理する。ディスプレイリスト作
成部１２２は描画アプリケーション処理部１１のディス
プレイリスト作成ルーチン１１２で作成されたディスプ
レイリストを、描画デバイス１３が高速で描画できるよ
うに直接にしかも一括実行できるように構成し、管理す
る。
【００６５】また、ディスプレイリスト実行部１２３は
描画デバイス１３を制御すると共に、シーンオブジェク
ト設定部１２１とディスプレイリスト作成部１２２とに
作用して、描画デバイス１３に座標変換情報と描画物体
情報の一括実行が可能となるように処理されたディスプ
レイリスト及び座標変換パラメータを送り、描画動作を
実行させる。
【００６６】このグラフィックスライブラリ１２におい
ても座標変換情報と描画物体情報は分離して格納されて
いて、描画時に描画デバイス１３において描画物体情報
に座標変換情報を作用させて、シーンオブジェクトとし
て設定されている視点、視界、光源等の条件を加えて座
標変換し、描画させる。従って単一のディスプレイリス
トに格納されている描画物体情報は視点や視界に依存し
ない単一の座標系でディスプレイリスト化されているも
のである。
【００６７】描画デバイス１３で作成された画像はバッ
ファメモリ１８に一旦保持された後、表示装置１９に入
力されて表示されることになる。
【００６８】次に、図３を参照し、描画手順について説
明する。まず、描画アプリケーション処理部１１におい
て、手順（１）としてディスプレイリストを作成する。
作成されたディスプレイリストはグラフィックスライブ
ラリ１２の物体ディスプレイリスト（１）として格納さ
れる。次に手順（２）として座標変換情報を設定する。
座標変換情報はシーンオブジェクト（１）に格納され
る。次に手順（３）として描画の実行を指示する。グラ
フィックスライブラリ１２で物体ディスプレイリスト
（１）とシーンオブジェクト（１）に働きかけて、その
データを描画デバイス１３に入力し、描画する。尚、識
別子を設定するに際し、位置情報手段１６からの座標情
報に基づき行われる。
【００６９】描画デバイス１３が３Ｄ座標変換機能を有
しており、識別子により特定された座標変換パラメータ
に基づき、例えば車両走行中であればドライバーの視
点、視界、光源等に基づいて、描画物体情報、例えばド
ライバーから見える、現に走行中の風景を３Ｄで描画
し、表示することとなる。この際、前述のように物体の
ディスプレイリスト或いはシーンオブジェクトは予め多
数作成して格納しておき、適宜、各々を組み合わせて描
画させるようにすることも可能である。
【００７０】次に、図４を参照し、グラフィックスライ
ブラリ１２の動作の流れを説明する。
【００７１】まず、描画アプリケーション処理部１１か
らの操作入力を待っている状態から（ステップＳ１０
１）操作入力があった場合、その操作の種別を判定する
（ステップＳ１０２）。操作の種別としてグラフィック
スライブラリ１２が有する操作は、ディスプレイリスト
の作成、シーンオブジェクトの設定及びディスプレイリ
ストの実行がある。
【００７２】ディスプレイリストの作成指示があると、
道路、建物等の描画物体情報に基づいてディスプレイリ
ストを作成する（ステップＳ１０３）。ディスプレイリ
ストを作成するとステップＳ１０１に戻り、次の操作入
力を待つ。
【００７３】ステップＳ１０２の判定の結果、操作入力
がシーンオブジェクトの設定であれば、視点、視界、光
源等に基づく座標変換情報の識別子で指定されたシーン
オブジェクトに設定する（ステップＳ１０４）。シーン
オブジェクトの設定が完了すると再度ステップＳ１０１
に戻り、次の操作入力を待つ。
【００７４】ステップＳ１０２の判定の結果、ディスプ
レイリストの実行であれば識別子で指定されたシーンオ
ブジェクトを描画デバイス１３に設定し（ステップＳ１
０５）、ディスプレイリストを実行するように描画デバ
イス１３に指示する（ステップＳ１０６）。
【００７５】その後、ステップＳ１０１に戻り、次の操
作入力を待つ。描画デバイス１３はディスプレイリスト
を一括実行して描画する。これら実行手順は図３を参照
して説明した実行手順に沿うものである。
【００７６】次に、図５を参照し、描画デバイス１３の
動作の流れを説明する。
【００７７】まず、グラフィックスライブラリ１２から
の操作入力を待っている状態から（ステップＳ２０１）
操作入力があった場合、その操作の種別を判定する（ス
テップＳ２０２）。操作の種別としてシーンオブジェク
トの設定及びディスプレイリストの実行がある。
【００７８】シーンオブジェクトの設定の指示の場合、
描画デバイス１３は識別子に基づく座標変換パラメータ
を設定する（ステップＳ２０３）。座標変換パラメータ
の設定が完了すると再度ステップＳ２０１に戻り、次の
操作入力を待つ。
【００７９】ステップＳ２０２の判定の結果、操作入力
がディスプレイリストの実行であれば、座標変換パラメ
ータ及びディスプレイリストに基づき描画を実行する。
描画デバイス１３からは描画された画像が出力される。
【００８０】次に、図６を参照し、描画アプリケーショ
ン処理部１１の、本発明の特徴的動作に関する流れを説
明する。即ち、表示装置（視界に対応する）に実際に表
示される領域よりも広い領域を描画物体情報として扱う
場合である。
【００８１】まず、描画要求があった場合（ステップＳ
３０１）、既に作成されている描画物体情報としてのデ
ィスプレイリストの領域が描画すべき視界を十分に包括
しているか否かを判別する（ステップＳ３０２）。即
ち、これから実行しようとする識別子の視界情報に満足
して表示できるか否かを調べる。
【００８２】描画物体情報が不足していればディスプレ
イリストの作成を行う（ステップＳ３０３）。視点、視
界情報を満足させる範囲の描画物体情報を切り出し、デ
ィスプレイリスト化し、ステップＳ３０２に戻る。
【００８３】ステップＳ３０２で満足している場合、シ
ーンオブジェクトへ視点、視界、光源の座標変換情報を
設定する（ステップＳ３０４）。次にシーンオブジェク
トとディスプレイリストを結び付けて描画を指示し（ス
テップＳ３０５）、その後、ステップＳ３０１に戻り、
次の描画要求を待つ。
【００８４】上述したように、ステップＳ３０２でディ
スプレイリストの領域が描画すべき視界に十分である場
合、元のディスプレイリストがそのまま使うことがで
き、時間を要するディスプレイリストの作成行程を省く
ことができる。即ち、元のディスプレイリストに新しい
シーンオブジェクトを作用させることで、希望する画像
を描画することができ、極めて高速な描画を可能とする
ものである。
【００８５】また、ステップＳ３０３で、ディスプレイ
リストを作成する際に、今回描画すべき画像に含まれる
物体のみならず、その画像に対応する視界の領域よりも
広い領域に存在するものも含めた複数或いは多数の物体
についてのディスプレイリストを作成しておくので、次
回、次々回等の描画要求時にステップＳ３０２で十分で
あると判定される可能性を高められる。そして、ステッ
プＳ３０２で十分であれば、ディスプレイリストに新し
いシーンオブジェクトを作用させることで、高速な描画
が可能となるのである。また、マルチタスク環境下にお
いては、ディスプレイリスト作成を別個のタスクで行
い、作成範囲を予測により計算し、投機的に作成してい
くことで更なる高速描画が実現できる。
【００８６】次に、図７のシーケンスチャートを参照
し、画像作成装置の動作を時間の流れ追って説明する。
このシーケンスチャートは描画アプリケーション処理部
１１とグラフィックスライブラリ１２と描画デバイス１
３と表示装置１９との相互関係を経時的に示すものであ
って、横のラインは相互の関係を示し、縦のラインは上
から下に向かって時間の経過を示している。
【００８７】まず、描画アプリケーション処理部１１に
おいてディスプレイリストを作成し、グラフィックスラ
イブラリ１２に入力する（ステップＳ４０１）。次に、
描画アプリケーション処理部１１において座標変換パラ
メータ、即ち識別子を設定し、これを加えたシーンオブ
ジェクトの設定をグラフィックスライブラリ１２に指示
する（ステップＳ４０２）。次に、描画アプリケーショ
ン処理部１１はグラフィックスライブラリ１２に対し
て、作成したディスプレイリストに設定したシーンオブ
ジェクトを作用させて描画することを指示する（ステッ
プＳ４０３）。
【００８８】グラフィックスライブラリはこれらの指示
があった場合、描画デバイス１３に対してディスプレイ
リストを供給し（ステップＳ４０４）、またシーンオブ
ジェクトを供給し（ステップＳ４０５）、ディスプレイ
リストの実行を指示する（ステップＳ４０６）。
【００８９】描画デバイス１３ではこの指示を受けて、
ディスプレイリストをシーンオブジェクトの座標変換パ
ラメータに基づき描画を実行する（ステップＳ４０
７）。描画実行が終了すると、描画終了をグラフィック
スライブラリ１２、描画アプリケーション処理部１１に
伝え（ステップＳ４０８）、描画終了の処理をすると共
に、表示装置１９に描画像を出力し表示させる（ステッ
プＳ４０９）。
【００９０】描画終了の報告をうけて描画アプリケーシ
ョン処理部１１は次の識別子を設定する（ステップＳ４
１０）。次に現在のディスプレイリストで新しい識別子
の視界をカバーできるか否かを判定する（ステップＳ４
１１）。カバーできる場合はそのディスプレイリストが
利用できるのでステップＳ４０２に戻りシーンオブジェ
クトの設定から新しい描画の行程が開始される。
【００９１】一方、カバーできないと判定した場合、新
しいディスプレイリストの作成をする必要があり、ステ
ップＳ４０１に戻ってディスプレイリストの作成から新
しい描画の行程が開始される。
【００９２】図８は上述したようにして作成された３Ｄ
画像の表示の一例であって、車両により街中の道路を走
行しているときのドライバーの視線で見られる光景を現
している。図中、光源２１、視点２２、視界２３等がシ
ーンオブジェクトに組み込まれる識別子で表される座標
変換情報であり、建物２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、…、道
路の第１車線２５、第２車線２６、第３車線２７等は描
画物体情報に対応する。光源２１は、例えば日中であれ
ば太陽、夜間であれば街灯であり、それらの位置がパラ
メータとなる。また、視点はドライバーの視線に対応し
た点を用いることができ、あたかも現に走行している環
境の風景と同様の感覚で見ることができる。視界２３は
所定の表示画像範囲を定めるものであり、ドライバーに
供されて好適な範囲が設定される。
【００９３】また、建物２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、…等
は、描画物体情報に対応しており、これらに係るディス
プレイリストが、描画デバイスが直接実行可能な形態で
作成される。これら描画物体情報はナビゲーションシス
テムが有する地図情報データベース等から供給されるも
のが利用できる。また、描画物体情報としての形態は、
座標変換情報を備えていない単一の座標系で表現されて
いるものである。
【００９４】図８においてシーンオブジェクトの情報に
基づき光源２１、この場合、太陽が前方にあり、建物２
４ａ、２４ｂ、２４ｃ、…の手前側が暗く陰影が施され
る。また、視点２２は第２車線２６上方にあり、遠近法
に基づく手法で、この視点２２に、視界２３で設定され
る範囲の建物２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、…、第１車線２
５〜第３車線２７等の描画物体が収斂するように座標変
換される。これにより３Ｄ画像が得られる。
【００９５】ここで、ディスプレイリストによる描画範
囲は、視界２３で示される領域、即ち実際に表示される
領域より広い範囲の描画物体について作成されている。
実際の表示範囲はその一部を切り出したものであって、
切り出す範囲がディスプレイリストによる描画範囲内で
あれば、移動した視点に関して描画する場合も同じディ
スプレイリストを使用することができる。
【００９６】しかしながら、単純に視界に合うエリアだ
けを切り出しただけでは視点位置に合致した３Ｄ画像を
得ることはできない。即ち、前述した従来の単純な２次
元画像表示技術の如く、大き目のフレームバッファに表
示領域より広い領域の画像情報を格納しておき、その範
囲内で表示領域を移動した際に画像を即時表示するので
は、視点移動に応じて変化する筈の画像を表示すること
はできない。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、このずれた状
態と本発明による手法で視点位置に合致した３Ｄ画像と
した状態を示している。
【００９７】まず、図９（ａ）はドライバーが第２車線
２６を走行していて視点２２が第２車線２６の上方にあ
る場合の３Ｄ画像である。図８の中央部の実線で囲んだ
部分に相当する。次に、ドライバーが車線を変更し、第
１車線２５に移動したとすると、単純に図８の破線で囲
んだ部分を切り出すと図９（ｂ）の如く、ドライバーの
視線と合致しない画像となる。図９（ｃ）はこのような
問題を上述したように新しい識別子を従前のディスプレ
イリストに作用させて描画したものである。視点２２は
第１車線２５の上方で画面中央に設定された状態の３Ｄ
画像として得ることができる。
【００９８】また図９（ａ）では建物の後方にあるため
建物が邪魔して見えなかった煙突２８が、図９（ｃ）で
は描画されている。本実施形態では特に、このような煙
突２８についてのディスプレイリストも、図９（ａ）の
描画を行う際に予め作成してあるため、図９（ａ）から
図９（ｃ）への切り替えをも迅速に行える。
【００９９】尚、図９（ａ）〜図９（ｃ）では、車線変
更の前後における描画について説明したが、単純に同一
車線上の走行を継続することによる視点の変化に応じ
て、今までは遠方にあるため或いは他の建物等の陰にあ
るため描画されていなかった建物等を新たに描画する場
合にも、同様にディスプレイリストを予め作成しておく
ことにより、迅速に描画可能になる。
【０１００】尚、座標変換情報となる車両の位置はＧＰ
Ｓ測位装置や自立測位装置で測定される位置情報が利用
できる。また、時間のかかるディスプレイリストの作成
を省略できるので、車両のようにその位置が高速に変化
する移動体の操縦者が見るための画像作成に好適であ
る。
【０１０１】以上詳しく説明したように、描画物体情報
と座標変換情報を分離して扱うことにより、またディス
プレイリストを所定の範囲内で共通して利用することに
より、更に今回の描画に必要でないディスプレイリスト
を次回、次々回等のために予め作成しておくことによ
り、３Ｄ画像の高速描画を可能とする画像作成装置が実
現できる。
【０１０２】（第２実施形態）次に、上述した画像作成
装置について、この装置を移動体用のナビゲーションシ
ステムに適用した形態について説明する。ナビゲーショ
ンシステムの各種機能が画像作成装置に密接にかかわっ
て一体として構成されるものであり、この点について詳
しく説明する。尚、画像作成装置そのものの構成、動作
は前述したものと同様であり、ここでの再度の説明は省
略し、必要に応じて適宜前述した説明を参照するものと
する。
【０１０３】まず、図１０を参照し、本実施形態に適用
されるナビゲーションシステムについて、概略説明す
る。
【０１０４】ナビゲーションシステムは、自立測位装置
３０、ＧＰＳ受信機３８、システムコントローラ４０、
入出力（Ｉ／Ｏ）回路４１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５
１、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ５２、ハードディスク装置
（ＨＤＤ）５６、無線通信装置５８、表示部６０、音声
出力部７０、入力装置８０、及び外部インタフェース
（Ｉ／Ｆ）部８１を備えて構成されており、各部が、制
御データ及び処理データ転送用のバスライン５０に接続
されている。
【０１０５】自立測位装置３０は、加速度センサ３１、
角速度センサ３２及び速度センサ３３から構成されてい
る。加速度センサ３１は、例えば、圧電素子で構成さ
れ、車両の加速度を検出した加速度データを出力する。
角速度センサ３２は、例えば、振動ジャイロで構成さ
れ、車両の方向変換時における車両の角速度を検出し
た、その角速度データ及び相対方位データを出力する。
速度センサ３３は、機械的、磁気的又は光学的に車両の
車軸の回転を検出し、車軸における所定角度の回転ごと
に車速に対応したパルス数の信号を出力する。
【０１０６】ＧＰＳ受信機３８は、平面偏波無指向性受
信アンテナや、高周波受信処理部とともに、デジタルシ
グナルプロセッサ（ＤＳＰ）又はマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）、Ｖ−ＲＡＭ、メモリなどを備えた既知の構
成である。ＧＰＳ受信機３８は、天空を飛翔する少なく
とも三つのＧＰＳ衛星からの電波を受信し、スペクトル
逆拡散、距離測定、ドップラ測定、軌道データ処理を行
い、位置計算及び移動速度方位計算を行って受信地点
（車両走行地点）の絶対位置情報を連続的にＩ／Ｏ回路
４１からバスライン５０に出力し、システムコントロー
ラ４０が取り込んで、その地図道路上への画面表示を行
うように構成されている。
【０１０７】システムコントローラ４０は、ＣＰＵ４
２、不揮発性固体記憶素子であるＲＯＭ４３及びワーキ
ング用ＲＡＭ４４から構成され、バスライン５０に接続
された各部とデータをやり取りしている。このデータの
やり取りによる処理制御はＲＯＭ４３に格納されている
ブートプログラム及び制御プログラムによって実行され
る。ＲＡＭ４４は、特に、入力装置８０からユーザ操作
で地図表示を変更（全体又は地区地図表示に変更）する
設定情報などを一時的に格納する。
【０１０８】ＣＤ−ＲＯＭドライブ５１及びＤＶＤ−Ｒ
ＯＭドライブ５２は、ＣＤ−ＲＯＭ５３及びＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ５４から、それぞれに格納された地図データベース
情報（例えば、地図情報（図葉）における車線数、道幅
などの各種道路データ）を読み出して出力する。
【０１０９】ハードディスク装置５６は、ＣＤ−ＲＯＭ
ドライブ５１又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブ５２で読み込
まれた地図（画像）データを格納し、この格納後に任意
の時点で読み出すことが出来る。ハードディスクユニッ
ト５６は更に、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５１或いはＤＶＤ
−ＲＯＭドライブ５２から読み込まれた、音声データや
映像データを格納することも可能である。これにより例
えば、ＣＤ−ＲＯＭ５３やＤＶＤ−ＲＯＭ５４上の地図
データを読み出してナビゲーション動作を行いながら、
ハードディスクユニット５６に格納された音声データや
映像データを読み出して音声出力や映像出力が可能とな
る。或いは、ＣＤ−ＲＯＭ５３やＤＶＤ−ＲＯＭ５４上
の音声データや映像データを読み出して音声出力や映像
出力を行いながら、ハードディスクユニット５６に格納
された地図データを読み出してナビゲーション動作が可
能となる。
【０１１０】表示部６０は、システムコントローラ４０
の制御で各種処理データを画面表示する。表示部６０
は、内部のグラフィックコントローラ６１が、バスライ
ン５０を通じてＣＰＵ４２から転送される制御データに
基づいて表示部６０の各部の制御を行う。また、Ｖ−Ｒ
ＡＭなどを用いたバッファメモリ６２が、即時表示可能
な画像情報を一時的に記憶する。さらに、表示制御部６
３が表示制御を行い、グラフィックコントローラ６１か
ら出力される画像データをディスプレイ６４に表示す
る。このディスプレイ４４は、例えば、車内のフロント
パネル近傍に配置される。
【０１１１】音声出力部７０は、Ｄ／Ａコンバータ７１
が、システムコントローラ４０の制御でバスライン５０
を通じて転送されてきた音声信号をデジタル信号に変換
するとともに、Ｄ／Ａコンバータ７１から出力される音
声アナログ信号を可変増幅器（ＡＭＰ）７２で可変増幅
してスピーカ７３に出力し、ここから音声出力される。
【０１１２】入力装置８０は、各種コマンドやデータを
入力するためのキー、スイッチ、ボタン、リモートコン
トローラ、音声入力装置等から構成される。入力装置８
０は、車内に搭載された当該車載用電子システムの本体
のフロントパネルやディスプレイ６４の周囲に配置され
る。
【０１１３】ここで、本発明に係わる画像作成装置をナ
ビゲーションシステムに導入する場合、ドライブルート
に合致した画像を適宜表示することが要求される。即
ち、現に走行中の道路でドライバーの視線から見た画像
を３Ｄで表示されることが望まれ、また、前方の交差点
で曲がった時の画像や見通しの悪い場所でのその先の風
景が３Ｄで表示され、ドライバーに知らせることが安全
上も有用である。さらにそれらの画像上に各種メッセー
ジがスーパーインポーズされて表示されることも必要で
ある。
【０１１４】従って、本発明に係わる画像作成装置をナ
ビゲーションシステムの各種デバイス、機能を利用し、
一体としたシステムとして構築することで極めて効果的
なナビゲーションシステムを構成しようとするものであ
る。
【０１１５】次に、ナビゲーションシステムの各種デバ
イス、機能と画像作成装置との一体化について、構成要
素に基づいて説明する。
【０１１６】画像作成装置は、描画アプリケーション処
理部１１において、視点、視界、光源等の座標変換情報
と、道路、建物等の描画物体情報とを分離して取り込
み、それぞれを描画データとして、グラフィックライブ
ラリ１２でデータ作成され、描画デバイス１３でこれら
個別の情報から画像を形成することは上述したとおりで
ある。
【０１１７】まず、描画物体情報は道路、建物を含む地
図情報であって、ナビゲーションシステムが有する地図
データベースを利用する。地図情報はＣＤ−ＲＯＭ５３
及びＤＶＤ−ＲＯＭ５４に格納されていて、ＣＤ−ＲＯ
Ｍドライブ５１及びＤＶＤ−ＲＯＭドライブ５２により
読み出される。また、通信装置５８を介して、所定のサ
イトから地図情報を入手し、ハードディスク装置５６に
格納して利用できる。また、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５１
又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブ５２で読み出されたドライ
ブルートの地図情報を格納し、この格納後に任意の時点
で読み出すことも出来る。ドライブプラン作成時にこの
作業が行われてもよい。
【０１１８】上記地図情報は多数の領域に分割されてお
り、領域毎の座標系で表されたものであり、画像作成装
置の描画アプリケーション処理部１１のディスプレイリ
スト作成ルーチン１１２により視界や視点の位置に依存
しない単一の座標系に変換され、グラフィックスライブ
ラリ１２のディスプレイリスト作成部１２２に指示が出
され、ここでディスプレイリスト化される。
【０１１９】次に、画像作成装置で必要となる座標変換
情報となる視点、視界、光源等の情報については、ドラ
イブ中であれば車両の現在地を知ることが必要であり、
これはナビゲーションシステムのＧＰＳ受信機３８、或
いは自立測位装置３０で測定される。測定された現在地
に基づき、地図情報と対照することで、車両の進行方
向、適する視点及び視界を決定する。視点、視界は所定
の位置或いは範囲に定めておいてもよく、また、手動で
設定できるようにしてもよい。
【０１２０】また、車両の進行方向と現時刻が分かれ
ば、季節要因を考慮して太陽の方向が特定でき、太陽の
方向を光源としてその位置が決定されるものである。ま
た、座標変換情報を刻々と変化する時刻を条件として描
画物体情報に作用させることで日の出から日の入りまで
の風景の陰影の変化を確認することができる。特に、同
一道路上を連続走行している際の風景に対応する３Ｄ画
像を表示する場合には、前述のように描画物体情報を固
定しつつ座標変換情報を走行に伴って変化させること
で、効率良く３Ｄ画像を連続的に表示可能である。
【０１２１】上述したように、ナビゲーションシステム
の機能を利用して座標変換情報となるシーンオブジェク
トを定めることができ、地図情報を利用して描画物体情
報を定めることができる。従って、これら独立した座標
変換情報と描画物体情報とから３Ｄ画像を描画すること
でき、その画像はナビゲーションシステムの表示部６０
に導入され、グラフィックコントローラ６１によって、
Ｖ−ＲＡＭなどを用いたバッファメモリ６２に蓄積され
ると共に、そこから読み出され、表示制御部６３を介し
てディスプレイ６４に表示される。
【０１２２】以上、本発明の画像作成装置について、ナ
ビゲーションシステムに適用する場合について説明した
が、この形態に限ることなく、パソコン、ワークステー
ション、モバイル、携帯電話機等における画像作成、テ
レビゲーム、アーケードゲーム、携帯ゲーム等における
画像作成、自動車、オートバイ、飛行機、ヘリコプタ
ー、ロケット、船などの各種移動体用の操縦シミュレー
ション装置或いは訓練装置における画像形成に用いても
好適なものである。
【０１２３】また、本発明は、上述した実施形態に限ら
れるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み
取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更
可能であり、そのような変更を伴う画像作成装置及び方
法、電子機器並びにコンピュータプログラムもまた本発
明の技術思想に含まれるものである。
【０１２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
座標変換情報と描画物体情報とを分離して扱い、ディス
プレイリストに座標変換情報を加えることはない。ま
た、今回表示すべき３Ｄ画像に対応する視界の範囲より
も広い範囲に対応する描画物体情報でディスプレイリス
トを作成しておき、後に表示すべき３Ｄ画像が当該広い
範囲内であれば、座標変換情報を変更するだけで、３Ｄ
画像の移動が可能になる。従って、３Ｄ画像を変化させ
るごとに時間のかかるディスプレイリストの作成をする
必要がなくなり、高速描画が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である画像作成装置の基
本構成を示すブロック構成図である。
【図２】画像作成装置のグラフィックスライブラリの内
部構成ついて説明するための図である。
【図３】画像作成装置のシーンオブジェクトの管理につ
いて説明するための図である。
【図４】画像作成装置のグラフィックスライブラリの動
作の流れを示すフローチャートである。
【図５】画像作成装置の描画デバイスの動作の流れを示
すフローチャートである。
【図６】画像作成装置描画アプリケーション処理部の動
作の流れを示すフローチャートである。
【図７】画像作成装置の動作について示すシーケンスチ
ャートである。
【図８】描画の例を示す図である。
【図９】描画の例を示す図である。
【図１０】第２実施形態として本発明の画像作成装置に
適用されるナビゲーションシステムの構成について示す
図である。
【符号の説明】
１…画像作成装置 １１…描画アプリケーション処理部 １２…グラフィックスライブラリ １３…描画デバイス １４…座標変換情報 １５…描画物体情報 １６…位置情報手段 １８…バッファメモリ １９…表示装置 ２１…光源 ２２…視点 ２３…視界 ２４…建物 ３０…自立測位装置 ３８…ＧＰＳ測位装置 ４０…システムコントローラ ５０…バス ５８…無線通信装置 ６０…表示部 ７０…音声出力部 ８０…入力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｂ 29/10 Ｇ０９Ｂ 29/10 Ａ Ｆターム(参考） 2C032 HB02 HB05 HB22 HC08 HC23 HD03 2F029 AA02 AB07 AC02 AC03 AC14 AC16 5B050 BA07 BA08 BA09 BA10 BA11 BA13 BA17 EA19 EA24 EA27 EA28 EA30 FA02 FA06 FA19 5B080 BA02 BA08 CA01 DA06 GA00 GA11

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 描画デバイスに３Ｄ画像を描画させる描
    画アプリケーション処理部及びグラフィックスライブラ
    リを備えた画像作成装置であって、 前記描画アプリケーション処理部は、描画すべき３Ｄ画
    像に含まれる物体の３次元座標情報に基づいて、物体別
    に画像を描画するための描画物体情報を所定情報単位毎
    に単一座標系で生成する描画物体情報生成手段と、前記
    ３Ｄ画像を描画する際の少なくとも視点及び視界を規定
    する座標変換情報を生成する座標変換情報生成手段とを
    具備し、 前記グラフィックスライブラリは、前記生成された描画
    物体情報を蓄積する描画物体情報蓄積手段と、前記生成
    された座標変換情報を蓄積する座標変換情報蓄積手段と
    を具備し、 前記描画デバイスは、前記蓄積された座標変換情報を前
    記所定情報単位毎に前記蓄積された描画物体情報に作用
    させて前記３Ｄ画像を描画し、 前記描画物体情報生成手段は、今回表示すべき一の３Ｄ
    画像に含まれない他の物体についても前記描画物体情報
    を予め生成すると共に、前記描画物体情報蓄積手段は、
    該予め生成された描画物体情報を予め蓄積し、 後に表示すべき他の３Ｄ画像に前記他の物体が含まれる
    場合には、前記描画物体情報生成手段は、前記他の物体
    については前記描画物体情報を再生成せず、前記描画デ
    バイスは、前記予め蓄積された描画物体情報を用いて前
    記他の３Ｄ画像を描画することを特徴とする画像作成装
    置。
  2. 【請求項２】 前記描画物体情報生成手段は、前記一の
    ３Ｄ画像に対応する視界の領域の周囲に存在する物体
    を、前記他の物体として前記描画物体情報を予め生成す
    ることを特徴とする請求項１に記載の画像作成装置。
  3. 【請求項３】 前記描画物体情報生成手段は、前記視点
    から見て前記視界の後方に広がる領域に存在する物体
    を、前記他の物体として前記描画物体情報を予め生成す
    ることを特徴とする請求項２に記載の画像作成装置。
  4. 【請求項４】 所定の規則に則り変化情報を供給する変
    化情報供給手段を更に備えており、 前記座標変換情報生成手段は、前記供給される変化情報
    に応じて前記座標変換情報を生成することを特徴とする
    請求項１から３のいずれか一項に記載の画像作成装置。
  5. 【請求項５】 前記座標変換情報生成手段により生成さ
    れた座標変換情報が変化するごとに、順次、前記描画物
    体情報に作用して前記描画デバイスにより描画すること
    を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画
    像作成装置。
  6. 【請求項６】 前記描画アプリケーション処理部は、 前記一の３Ｄ画像に対応する領域よりも広い領域に係る
    前記描画物体情報のリストを作成するリスト作成プログ
    ラムと、 前記座標変換情報を設定する設定プログラムと、 前記描画デバイスにおける描画実行を指令する実行指令
    プログラムとを実行することを特徴とする請求項１及び
    ５のいずれか一項に記載の画像作成装置。
  7. 【請求項７】 前記グラフィックスライブラリは、 前記座標変換情報を管理する機能と、 前記描画物体情報を管理する機能と、 前記描画デバイスを制御する機能とを有することを特徴
    とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像作成
    装置。
  8. 【請求項８】 前記描画アプリケーション処理部は、ナ
    ビゲーションシステムが有する地図データベースから、
    前記３次元座標情報を含む地図情報が供給される機能を
    有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項
    に記載の画像作成装置。
  9. 【請求項９】 前記ナビゲーションシステムが有する移
    動体測位装置により測位される現在位置に応じて前記視
    点が定められることを特徴とする請求項８に記載の画像
    作成装置。
  10. 【請求項１０】 前記描画デバイスは、前記３Ｄ画像と
    して遠近法に則った画像を描画することを特徴とする請
    求項１から９のいずれか一項に記載の画像作成装置。
  11. 【請求項１１】 前記座標変換情報は、前記視点及び前
    記視界を規定する情報に加えて、光源を規定する情報を
    含んでなることを特徴とする請求項１及び１０のいずれ
    か一項に記載の画像作成装置。
  12. 【請求項１２】 前記視点は移動体操縦者の視点に基づ
    いて設定されることを特徴とする請求項１から１１のい
    ずれか一項に記載の画像作成装置。
  13. 【請求項１３】 前記視界は、移動体操縦者の視界に基
    づいて設定されることを特徴とする請求項１から１２の
    いずれか一項に記載の画像作成装置。
  14. 【請求項１４】 前記３Ｄ画像における視点は、ナビゲ
    ーションシステムが有する画像表示装置の中央部に設定
    されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一
    項に記載の画像作成装置。
  15. 【請求項１５】 前記描画デバイスは、前記物体別に生
    成され蓄積された複数の描画物体情報に基づいて描画さ
    れる複数の部分フレーム画像を重ね合わせて一枚の前記
    ３Ｄ画像を描画することを特徴とする請求項１から１４
    のいずれか一項に記載の画像作成装置。
  16. 【請求項１６】 前記複数の部分フレーム画像を一時的
    に格納するフレームバッファを更に備えたことを特徴と
    する請求項１５に記載の画像作成装置。
  17. 【請求項１７】 前記描画アプリケーション処理部は、
    時間の経過に伴い連続的に変化する相前後する二枚の３
    Ｄ画像の両者に含まれる物体については、前記描画物体
    情報を固定したまま、前記座標変換情報生成手段により
    前記座標変換情報を再生成することを特徴とする請求項
    １から１６のいずれか一項に記載の画像作成装置。
  18. 【請求項１８】 前記描画アプリケーション処理部及び
    前記グラフィックスライブラリは、複数枚の３Ｄ画像に
    ついての前記描画物体情報及び前記座標変換情報を、マ
    ルチタスクにより生成し蓄積することを特徴とする請求
    項１から１７のいずれか一項に記載の画像作成装置。
  19. 【請求項１９】 前記描画デバイスを具備してなること
    を特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の
    画像作成装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の画像作成装置と、 前記３次元座標情報を前記描画アプリケーション処理部
    に提供する情報源と、 前記描画デバイスにより描画された３Ｄ画像を画像出力
    する表示装置とを備えたことを特徴とする電子機器。
  21. 【請求項２１】 コンピュータを、請求項１から請求項
    １９のいずれか一項に記載の画像作成装置として機能さ
    せることを特徴とするコンピュータプログラム。
  22. 【請求項２２】 描画デバイスに３Ｄ画像を描画させる
    描画アプリケーション処理部及びグラフィックスライブ
    ラリを備えた画像作成装置における画像作成方法であっ
    て、 前記描画アプリケーション処理部により、描画すべき３
    Ｄ画像に含まれる物体の３次元座標情報に基づいて、物
    体別に画像を描画するための描画物体情報を所定情報単
    位毎に単一座標系で生成する描画物体情報生成工程と、
    前記３Ｄ画像を描画する際の少なくとも視点及び視界を
    規定する座標変換情報を生成する座標変換情報生成工程
    とを実行し、 前記グラフィックスライブラリにより、前記生成された
    描画物体情報を蓄積する描画物体情報蓄積工程と、前記
    生成された座標変換情報を蓄積する座標変換情報蓄積工
    程とを実行し、 前記描画デバイスは、前記蓄積された座標変換情報を前
    記所定情報単位毎に前記蓄積された描画物体情報に作用
    させて前記３Ｄ画像を描画し、 前記描画物体情報生成工程は、今回表示すべき一の３Ｄ
    画像に含まれない他の物体についても前記描画物体情報
    を予め生成すると共に、前記描画物体情報蓄積工程は、
    該予め生成された描画物体情報を予め蓄積し、 後に表示すべき他の３Ｄ画像に前記他の物体が含まれる
    場合には、前記描画物体情報生成工程は、前記他の物体
    については前記描画物体情報を再生成せず、前記描画工
    程は、前記予め蓄積された描画物体情報を用いて前記他
    の３Ｄ画像を描画することを特徴とする画像作成方法。
  23. 【請求項２３】 前記描画物体情報生成工程は、前記一
    の３Ｄ画像に対応する視界の領域の周囲に存在する物体
    を、前記他の物体として前記描画物体情報を予め生成す
    ることを特徴とする請求項２２に記載の画像作成方法。
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