JP2003337959A - 3次元データ処理システム、3次元データ処理方法、並びにコンピュータ上で動作する情報処理プログラム - Google Patents
3次元データ処理システム、3次元データ処理方法、並びにコンピュータ上で動作する情報処理プログラムInfo
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Abstract
るオブジェクトの様子を表示する機能を備えた3次元デ
ータ処理システムにおいて、オブジェクトの表示態様を
柔軟に制御して表示させることができる技術を提供す
る。 【解決手段】 3次元仮想空間に配置するオブジェクト
の3次元データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段を
参照し、視点から見た仮想空間内の一定の範囲における
オブジェクトの様子を示すイメージを作成するイメージ
作成手段とを備える。前記イメージ作成手段は、視点か
らオブジェクトまでの距離と基準距離との比較結果に基
づいてオブジェクトの表示態様を決定する手段と、オブ
ジェクトの表示優先度に基づいて該オブジェクトに適用
する基準距離を決定する手段と、を備える。
Description
技術に関し、特に、コンピュータシステム内に3次元仮
想空間を形成し、視点から見た仮想空間内の一定の範囲
におけるオブジェクトの様子を表示する技術に関する。
に伴い、3次元データ処理技術を利用した様々なシステ
ムの実用化が進んでいる。例えば、実際に存在する都市
等について3次元データを計測し、これに基づいてコン
ピュータシステム内に仮想的に3次元都市空間を形成
し、空間内の任意の視点からの都市景観を表示すること
ができる3次元データ処理システム等が開発されてお
り、都市計画、不動産、ゲーム等の種々の応用分野にお
いて広く利用されている。
クトは、現実世界における種々の物体をモデリングして
形成される。例えば、建築物、動植物、フィールド(地
面、床など)などをモデリングしたオブジェクトが考え
られる。オブジェクトを画面に表示する場合、オブジェ
クトの表面には通常テクスチャがマッピングされる。か
かるテクスチャには、例えば現実世界で撮影した写真等
を用いることができる。
理システムには以下のような課題が存在する。 (1)第1の課題 従来の3次元データ処理システムでは、一般に、視点か
らオブジェクトまでの距離に依存してオブジェクトの表
示態様(どの程度詳細に表示するか、又は表示自体の有
無など)を決定するLOD(レベル・オブ・ディテー
ル)と呼ばれるアルゴリズムに基づいてオブジェクトの
表示を制御している場合が多い。LODを用いること
で、視野内のオブジェクトを固定的に表示する方法に比
較して、高速に処理を実行することができる。
用目的によって、優先表示させたいオブジェクトや、詳
細表示させたいオブジェクトは異なると考えられる。例
えば、ナビゲーションシステムに利用する場合であれ
ば、方向や位置関係を把握するのに役立つオブジェクト
(例えば、高層建造物や著名な建物など)については、
該オブジェクトが遠くに位置している場合でも、表示画
面から消えて無くなってしまうことは避けたいと考える
であろう。また例えば、不動産業者等が営業活動に利用
する場合であれば、特定のオブジェクト(例えば、自社
物件など)については、該オブジェクトが遠くに位置し
ていたとしても、詳細に表示させたいと考えることが予
想される。
次元表示をする場合、オブジェクトの表示態様は単純に
視点とオブジェクトとの距離によって一律に決定されて
しまうため、ユーザの利用目的に沿った柔軟な表示には
対応することができない。
テムにおいて、オブジェクトの表示態様を柔軟に制御し
て表示させることができる技術を提供することを第1の
目的とする。 (2)第2の課題 従来の3次元データ処理システムでは、視点を移動させ
て3次元表示を行う場合、例えば単純に視線方向と移動
方向とを一致させた状態で、指定した点まで視点を移動
させている場合が多い。
先として指定した点が壁面上にある場合、移動後に壁面
が画面いっぱいに表示されてしまうため、周囲の状況が
把握しづらく、利用者にとって非常に不便である。ま
た、例えば高所から低所に移動する場合なども、移動後
に地面が画面いっぱいに表示されてしまうという同様の
問題が生じ得る。
法では、希望の建物を大きく表示させたいと思ってその
建物を指定した場合でも、その建物上の指定した点に移
動してしまい、結果として建物に近づきすぎて建物の一
部しか表示されないといった状況が起こり得る。
テムにおいて、このような視点移動における表示上の問
題点を改善し、適切な視点移動を実現する技術を提供す
ることを第2の目的とする。 (3)第3の課題 従来の3次元データ処理システムにおいて3次元表示を
行う場合、ある点から見えるかどうか、すなわち可視と
いう考え方が基本となる。
る点が見えるかどうか、すなわち被可視という考え方も
重要である。例えば、重要人物の部屋や立ち位置につい
て被可視の是非を検討することは、狙撃等のテロや盗撮
の防止という点で、防犯上、大変役に立つと考えられ
る。また例えば、広告や案内等は消費者や利用者から見
えて初めてその役割を達成できることから、広告等を設
置する場合に事前に被可視の是非を検討することは、や
はり大いに役に立つと考えられる。
ついて検討された例はほとんど存在せず、事実、被可視
という考え方に基づく具体的な機能を備えた3次元デー
タ処理システムは未だ提案・開発されていない。
テムにおいて、被可視という考え方に基づき有用な機能
を提供することを第3の目的とする。
理システムは、3次元仮想空間に配置するオブジェクト
の3次元データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段を
参照し、視点から見た仮想空間内の一定の範囲における
オブジェクトの様子を示すイメージを作成するイメージ
作成手段とを備え、前記イメージ作成手段は、視点から
オブジェクトまでの距離と基準距離との比較結果に基づ
いてオブジェクトの表示態様を決定する手段と、オブジ
ェクトの表示優先度に基づいて該オブジェクトに適用す
る基準距離を決定する手段と、を備えることを特徴とす
る。
は、3次元仮想空間に配置するオブジェクトの3次元デ
ータを記憶する第1記憶手段と、第1記憶手段より高速
に記憶内容にアクセスすることができる第2記憶手段
と、第1記憶手段が記憶する3次元データの第2記憶手
段への書き込み、及び、第2記憶手段の記憶領域の解放
を管理する管理手段と、前記第2記憶手段を参照し、視
点から見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブジェク
トの様子を示すイメージを作成するイメージ作成手段と
を備え、前記管理手段は、視点からオブジェクトまでの
距離と基準距離との比較結果に基づいて、該オブジェク
トの3次元データを第2記憶手段へ書き込むかどうか、
又は/及び、オブジェクトの3次元データについて記憶
領域を解放するかどうかを決定する手段と、オブジェク
トの表示優先度に応じて該オブジェクトに適用する基準
距離を決定する手段と、を備えることを特徴とする。
からの入力に基づいて、又は/及び、前記記憶手段に記
憶する3次元データに基づいて、決定されることが望ま
しい。また、前記オブジェクトの表示優先度は、オブジ
ェクトに適用する基準距離に一致していてもよい。
は、3次元仮想空間に配置するオブジェクトの3次元デ
ータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段を参照し、視
点から見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブジェク
トの様子を示すイメージを作成するイメージ作成手段
と、ユーザからの入力に基づき、視点位置、視線方向を
少なくとも含む視点データを更新する更新手段とを備
え、前記更新手段は、視点を移動させる場合に、ユーザ
が指定した地点(以下、「指定地点」と呼ぶ。)に関わ
る情報に基づき、移動の終了地点、移動経路、視線方向
の変位パターンのうち少なくともいずれかを制御して、
視点データを更新することを特徴とする。
れるオブジェクトの面領域の法線ベクトルの情報、又
は、指定地点が含まれるオブジェクトの最小包囲直方体
の情報を含むことが望ましい。
トルの向きが略水平である場合に、少なくとも視点の移
動が終了する際に視線方向が前記法線ベクトルの向きと
略一致するように、視点データを更新する。
ベクトルの向きが略垂直である場合に、少なくとも視点
の移動が終了する際に視線方向が前記法線ベクトルの向
きと略直交するように、視点データを更新する。
包囲直方体の全体を視野内におさめるようにイメージを
作成した場合に、指定地点が含まれるオブジェクト又は
前記最小包囲直方体の表示面積が最大又は所定閾値以上
となる地点が移動の終了地点となるように、視点データ
を更新する。
は、3次元仮想空間に配置するオブジェクトの3次元デ
ータを記憶する記憶手段と、3次元仮想空間内に被可視
についての対象領域と候補領域を設定する手段と、前記
記憶手段を参照し、候補領域内のうち、「その領域から
対象領域に結んだ仮想ラインが他のオブジェクトに交わ
らない」という抽出条件を満たす領域(以下、「被可視
領域」と呼ぶ。)を抽出する手段と、を備えることを特
徴とする。
ラインに基づいて被可視の程度を示す尺度(以下、「被
可視度」と呼ぶ。)を決定する手段を備える。
範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージを作成
し出力する出力手段を備え、前記出力手段は、被可視領
域に該当するか否かに基づいて、又は/及び被可視度に
基づいて、オブジェクトの表示態様を制御して前記イメ
ージを作成する。
領域とすることができる。また、前記対象領域は、広告
を配置する領域とすることができ、その場合、更に、被
可視領域のサイズに基づいて、配置した広告の有効度を
決定する手段を備えることが望ましい。
仮想空間に配置するオブジェクトの3次元データを記憶
する記憶手段を参照し、視点から見た仮想空間内の一定
の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージを作
成するイメージ作成工程と、視点からオブジェクトまで
の距離と基準距離との比較結果に基づいてオブジェクト
の表示態様を決定する工程と、オブジェクトの表示優先
度に基づいて該オブジェクトに適用する基準距離を決定
する工程と、を備えることを特徴とする。
次元仮想空間に配置するオブジェクトの3次元データを
記憶する記憶手段を参照し、視点から見た仮想空間内の
一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージ
を作成するイメージ作成工程と、ユーザからの入力に基
づき、視点位置、視線方向を少なくとも含む視点データ
を更新する更新工程とを備え、前記更新工程は、視点を
移動させる場合に、ユーザが指定した地点(以下、「指
定地点」と呼ぶ。)に関わる情報に基づき、移動の終了
地点、移動経路、視線方向の変位パターンのうち少なく
ともいずれかを制御して、視点データを更新することを
特徴とする。
次元仮想空間内に被可視についての対象領域と候補領域
を設定する工程と、3次元仮想空間に配置するオブジェ
クトの3次元データを記憶する記憶手段を参照して、候
補領域内のうち、「その領域から対象領域に結んだ仮想
ラインが他のオブジェクトに交わらない」という抽出条
件を満たす領域(以下、「被可視領域」と呼ぶ。)を抽
出する工程と、を備えることを特徴とする。
PU、入出力手段(キーボード、マウス、ディスプレ
イ、タッチパネルなど)、記憶手段(RAM、ROM、
ハードディスクなど)、通信インタフェース等を備えた
一般的な構成の情報処理装置において、本発明の3次元
データ処理方法における各工程を規定したソフトウェア
を起動することにより、実現することができる。ただ
し、物理的に専用化したシステムとして3次元データ処
理システムを構成してもよい。
は、単一のコンピュータにより構成されるものであって
も、ネットワーク上に分散した複数のコンピュータによ
り構成されるものであってもよい。例えば、3次元デー
タを記憶する手段と他の手段とを異なるコンピュータ上
で実現し、それらを通信ネットワークを介して接続する
ことで、3次元データ処理システムを構成してもよい。
チェーン管理方法の各工程をコンピュータ上で実行させ
ることを特徴とする。本発明のプログラムは、CD−R
OM、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録媒
体を通じて、又は通信ネットワークを介して、コンピュ
ータにインストールまたはロードすることができる。
の実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本
発明の第1実施形態である3次元データ処理システムの
構成をあらわすブロック図である。 図1に示すよう
に、本発明に係る3次元データ処理システム1は、3次
元データ記憶手段10、視点データ記憶手段11、基準
距離記憶手段12、インタフェース(IF)手段13、
制御手段14等を含んで構成される。
に形成する3次元仮想空間に配置されるオブジェクトの
3次元データを記憶している。
頂点のワールド座標値を少なくとも含んでおり、オブジ
ェクトの属性情報を含むこともできる。3次元データの
データ構造は、概念的には図2に示すようなテーブル構
造となる。
Dに対応づけて、オブジェクトを構成する面数、オブジ
ェクトの属性情報(オブジェクト名称、表示優先度な
ど)を格納している(図2(a)参照)。
の距離と基準距離との比較結果に基づいてオブジェクト
の表示態様を決定する場合の、該基準距離を決定するた
めに利用される情報である。表示優先度は基準距離その
ものに一致していてもよい。
て、又は/及び、3次元データ記憶手段10に記憶する
3次元データに基づいて、決定することができる。
ビューイング処理に基づき出力されるイメージ上でユー
ザからオブジェクトの指定を受け付けるとともに、前記
指定したオブジェクトの表示優先度を併せて受け付ける
ように処理を構成することが考えられる。この場合、ユ
ーザは、イメージを参照しながら、その利用目的に応じ
て個別にオブジェクトを指定して表示優先度を設定する
ことができる。
いてオブジェクトのサイズ情報(容積、表面積、高さ
等)を求め、サイズが大きいオブジェクトほど表示優先
度を高くするというように、サイズ情報に応じて表示優
先度を決定することが考えられる。この場合、ユーザ
は、利用目的に応じて基準となるサイズ情報を指定する
ことで、包括的にオブジェクトの表示優先度を設定する
ことができる。なお、オブジェクトの属性情報に応じて
表示優先度を決定する構成も考えられる。
属するオブジェクトのID、面を構成する頂点数、面属
性情報(マッピングするテクスチャ情報など)を格納し
ている(図2(b)参照)。
頂点が属する面のID、頂点が属するオブジェクトのI
D、頂点のX座標、Y座標、Z座標の各値などを格納し
ている(図2(c)参照)。これら各座標は、仮想空間
の一点を座標原点としたワールド座標系で定義される。
間に設定された視点のデータ(視点位置座標、視線方向
(ヨー、ピッチ、ロール)、視野角など)を記憶してい
る。
準距離との対応関係を記憶している。図3に対応関係の
例を示す。なお、表示優先度が基準距離そのものに一致
する場合は、基準距離記憶手段12を省略することがで
きる。
やディスプレイやプリンタ等の出力装置を介してユーザ
に対し情報を入出力可能に構成されている。IF手段1
3は、通信ネットワークを介してユーザ(ユーザ端末)
に対し入出力可能に構成されていてもよく、その場合、
例えばPPPドライバ、TCP/IPドライバ等の通信
モジュールを備える。
ム1全体の動作を制御するとともに、ユーザから種々の
入力を受け付け、3次元空間ビューイング処理、視点移
動制御処理などを実行する。また、被可視領域抽出処理
を実行し、その応用処理として、防犯支援処理や広告配
置支援処理を実行する。図1では、制御手段14におい
て実行される主要な各処理をそれぞれ機能手段としてと
らえて図示している。
御手段14は、3次元データ処理システム1にアクセス
してきたユーザに対し、IF手段13を通じてメニュー
情報を出力する。ユーザは、かかるメニュー情報に基づ
いて3次元空間ビューイング処理を選択し、その実行を
要求することができる。以下、3次元空間ビューイング
処理について説明する。
ない範囲で任意に順番を変更して、又は並列に実行する
ことができる。かかる点は、他の処理についても同様と
する。
段11に記憶された視点データを読み出す(S10
0)。
ータに基づき仮想空間における視野領域を求め、3次元
データ記憶手段10を参照して視野領域内に全部又は一
部が含まれるオブジェクトを抽出する(S101)。
ェクトについて、該オブジェクトと視点との距離を算出
する(S102)。また、基準距離記憶手段13を参照
し、抽出した各オブジェクトについて、その表示優先度
に対応する基準距離を読み出す(S103)。
ェクトについて、視点との距離と該オブジェクトの基準
距離とを比較し、その比較結果に基づいてオブジェクト
の表示態様を決定する。具体的には、基準距離内にある
オブジェクトのみ表示するように、視点との距離が基準
距離より小さいオブジェクトを選択し(S104)、前
記選択したオブジェクトを構成する各頂点の座標値に対
し、視点データに基づいて透視変換を行って、ワールド
座標系からスクリーン座標系に変換する(S105)。
ジェクトについて、スクリーン座標系に変換された座標
値、3次元データ記憶手段10に記憶されるテクスチャ
情報などに基づき、従来のレンダリングアルゴリズムや
陰線・陰面アルゴリズムを適用して、視点からオブジェ
クトまでのデプス又は距離を考慮した、仮想空間内の一
定の範囲におけるオブジェクトの様子を表示するイメー
ジを作成する(S106)。
は、例えば、シェーディング処理(グローシェーディン
グ、フォーンシェーディングなど)やテクスチャマッピ
ング処理(逆ピクセルマッピング、摂動テクスチャマッ
ピング、環境マッピングなど)などを用いることができ
る。
は、例えばZバッファアルゴリズム、リストプライオリ
ティ・アルゴリズム、スキャンライン・アルゴリズムな
どを用いることができる。なお、レンダリング処理、隠
線・隠面消去アルゴリズムは、例えば「実践コンピュー
タグラフィックス基礎手続きと応用、山口富士夫監修、
日刊工業新聞社」に詳しい。
じて前記作成したイメージをユーザに出力する(表示す
る)(S107)。図5にイメージの出力例を示す。
基づいてイメージ上にオブジェクトを表示するかどうか
を決定する構成として説明したが、本発明はこのような
構成に限られず、例えば、基準距離との比較結果に基づ
いてオブジェクトを表示する際の詳細さ(ポリゴン数な
ど)等を決定する構成としてもよい。
属性として表示優先度を記憶しておき、かかる表示優先
度に基づいて該オブジェクトに適用する基準距離を決定
し、そして基準距離との比較結果に基づいて表示態様を
決定する構成としているため、ユーザの利用目的に応じ
て表示優先度を設定することで、オブジェクトごとに柔
軟に表示態様(表示の有無や詳細さなど)を制御して、
違和感の少ない3次元表示を行うことができる。
テムとして利用する場合であれば、高層建造物等のオブ
ジェクトに高い表示優先度を与えておくことで、高層建
造物等が遠くに位置する場合でも表示させることがで
き、容易に方角確認を行うことが可能となる。また例え
ば、本システムを不動産販売の営業活動に利用する場合
であれば、販売対象の不動産物件オブジェクトに高い表
示優先度を与えておくことで、不動産物件が遠くに位置
する場合でも(詳細に)表示させることができ、常に販
売対象を顧客にアピールすることができるようになる。
処理システム1は、3次元空間ビューイング処理に関連
して、ユーザからの入力に基づいて視点移動制御処理を
実行することができる。以下、視点移動制御処理につい
て説明する。
基づきイメージを表示させている場合、かかるイメージ
上でマウス等を用いて所定の地点を指定し(以下、「指
定地点」と呼ぶ。)、視点移動を要求することができる
(図7参照)。なお、住所等を入力して指定地点を指定
する構成としてもよい。
求を受け付けた場合(S200)、指定地点がイメージ
上でいずれかのオブジェクトの面領域に含まれているか
どうかをチェックする(S201)。
ていない場合は、視点からの距離が所定値であるとして
逆透視変換を行って、視点地点のワールド座標値を求
め、これを終了地点として設定する(S202)。な
お、前記所定値はユーザが指定・変更できることが望ま
しい。
状に、移動経路を設定する(S203)。
方向が移動経路上の移動方向と略一致するように、視線
方向の変位パターンを設定する(S204)。図8
(a)は、まず視線方向を変位させて移動方向と一致さ
せてから移動を開始するパターンを、図8(b)は、移
動中に徐々に変位させて視線方向を移動方向に一致させ
るパターンを示している。なお、図において、番号付き
の矢印は視線位置及び方向を、その番号は移動の順序を
表わしている。
含まれている場合は、3次元仮想空間においても指定地
点がその面領域に含まれるものとして逆透視変換を行っ
て、指定地点のワールド座標値を求める(S205)。
されているか、俯瞰位置移動モードに設定されているか
を判断する(S206)。俯瞰位置移動モードとは、建
物等のオブジェクトについて全体がよく見える位置に自
動的に移動するモードであり、予めユーザによって設定
しておくことができるものとする。
いる場合、又は、指定地点が含まれるオブジェクトがフ
ィールドオブジェクトである場合、制御手段14は、3
次元データ記憶手段10を参照して、前記面領域を構成
する各頂点の座標値に基づき、指定地点が含まれる面領
域の法線ベクトル(ベクトルの方向は、オブジェクト外
部に向かう方向とする)を求め、その向きを判別する
(S207)。
る場合(面領域が建物の壁面に該当する場合など)、制
御手段14は、指定地点のワールド座標値を終了地点と
して設定する(S208)。
状に、移動経路を設定する(S209)。
方向が前記求めた法線ベクトルの向きと略一致するよう
に、視線方向の変位パターンを設定する(S210)。
図9は、移動終了地点到着後に視線方向を変位させて法
線ベクトルの向きと一致させるパターンを示している。
直である場合(面領域が地表や道路などに該当する場合
など)、制御手段14は、指定地点のワールド座標値か
ら法線ベクトル方向に所定距離だけ離れた地点を終了地
点として設定する(S211)。
定距離だけ離れた地点を中間地点として、現在の視点か
ら中間地点を経由して終了地点に至るように、移動経路
を設定する(S212)。
方向が前記求めた法線ベクトルの向きと略直交するよう
に、視線方向の変位パターンを設定する(S213)。
図10は、移動中間地点までは、視線方向を変位させて
移動方向と一致させてから移動し、移動中間地点から移
動終了地点までは、移動中に徐々に変位させて視線方向
を法線ベクトルの向きと直交させるパターンを示してい
る。
設定されている場合であって、かつ、指定地点が含まれ
るオブジェクトがフィールドオブジェクトでない場合、
制御手段14は、3次元データ記憶手段10を参照し
て、指定地点が含まれるオブジェクトについて最小包囲
直方体を求める(S214)。
クトにも含まれない地点のうち、該地点から前記最小包
囲直方体の全体を視野内におさめるようにイメージを作
成した場合に、イメージ上において指定地点が含まれる
オブジェクト(又は最小包囲直方体)の表示面積が最大
となる地点及び視線方向を求める(以下、「最大表示地
点」、「最大表示方向」と呼ぶ。)(S215)。な
お、表示面積を求める際は、他のオブジェクトによるオ
クルージョンを考慮することが望ましい。
了地点として設定する(S216)。また、現在の視点
から終了地点まで略直線状に、移動経路を設定する(S
217)。また、少なくとも移動が終了する際に視線方
向が最大表示方向と略一致するように、視線方向の変位
パターンを設定する(S218)。変位パターンとして
は、例えば図8に示すようなパターンが考えられる。
線方向の変位パターンを設定した後、制御手段14は、
移動経路に沿って所定単位(予め定めた定数、又は移動
経路長の所定分の一など)ずつ視点位置が移動するよう
に、また視点位置の移動に伴って、変位パターンに従っ
て視線方向が変位するように、視点データ記憶手段11
の記憶内応を更新し、更新の都度、3次元空間ビューイ
ング処理(S100〜S107)を実行する(S21
9)。
した地点に関わる情報や移動モードに基づき、終了地
点、移動経路、視線方向の変位パターンを制御して視点
を移動する構成としているため、視点移動に関する柔軟
性、自由度が大幅に向上するとともに、従来において生
じていた表示上の問題を大きく改善することができる。
クトの面領域の法線ベクトルの向きに基づき、移動経路
や視線方向の変位パターンを制御しているため、移動先
として指定した地点が壁面上にある場合や、高所から低
所に移動する場合でも、移動後に壁面や地面が画面いっ
ぱいに表示されてしまうといった状況を回避することが
できる。
移動モードを設けているため、建物等のオブジェクト上
の点を指定地点として指定した場合でも、移動後にオブ
ジェクトに近づきすぎてその一部しか表示されないとい
った状況を回避することができる。
204に至る処理フロー、S210に至る処理フロー、
S213に至る処理フロー、S218に至る処理フロ
ー}を全て含むように処理を構成しているが、これら4
つのうち任意の組み合わせを含むように処理を構成して
もよい。
被可視という考え方に基づき、被可視領域抽出処理を実
行することができる。以下、被可視領域抽出処理につい
て説明する。
に被可視の対象領域、被可視の是非を調べる候補領域を
設定する。領域は、点、線、面、空間のいずれとして設
定してもよい。
る領域のうち、以下の抽出条件を満たす領域(被可視領
域)を抽出する。
内の点に結んだ仮想ラインが他のオブジェクトに交わら
ないこと。ここで、「交わる」は接触する場合や貫通す
る場合などを含む意味である。
かどうかは、例えば仮想ラインがオブジェクトを構成す
る各面と交わっているるかどうかを判定すればよい。か
かる判定は、例えば3次元空間内で仮想ラインとオブジ
ェクト構成面を含む平面との交点を求め、かかる交点が
オブジェクト構成面に含まれるかどうかに基づいて行う
ことができる。
報を、対象領域についての被可視情報として出力する。
例えば、3次元空間ビューイング処理を実行して被可視
領域の様子を示すイメージを作成し、ユーザに出力す
る。
は、被可視領域抽出処理の応用処理として、防犯支援処
理を実行することができる。以下、防犯支援処理につい
て説明する。
ム1にアクセスしてきたユーザに対し、IF手段13を
通じてメニュー情報を出力する。ユーザは、かかるメニ
ュー情報に基づいて防犯支援処理を選択し、その実行を
要求することができる。
に基づき、防犯支援対象(人物や物品など)が位置する
環境に応じて、対象領域を1つ又は複数設定する(S3
00)。
に位置する場合は、その部屋の窓(建物外部から部屋を
見通すことができる窓)を対象領域として設定すること
ができる。ただし、より精密な防犯支援を実現するため
には、その部屋の窓を第1の対象領域とし、部屋内の空
間から防犯支援対象が移動し得ない範囲を除いた領域を
第2の対象領域として設定することが望ましい。
場所に位置する場合は、演台等を底面、防犯支援対象の
伸長等を高さとする直方体領域を対象領域として設定す
ることが考えられる。
に基づき又は自動的に、候補領域を設定する(S30
1)。候補領域は、例えば対象領域を中心として、円筒
領域や直方体領域のように3次元領域として、又は円領
域や矩形領域のように地表上の2次元領域として設定で
きる。なお、候補領域の大きさ、例えば円筒領域や円領
域の半径は、ユーザが入力した値を用いるか、又は、防
犯の種類に応じて、例えば狙撃に対する防犯であれば1
000m、盗撮に対する防犯であれば300mのよう
に、デフォルト値を用いることが考えられる。
単位領域(以下、「メッシュ」と呼ぶ。)に区分する
(S302)。そして、各メッシュについて、以下の抽
出条件を全て満たすかどうかを判断し、満たすものを被
可視メッシュ(被可視領域)として抽出する(S30
3)。
内部に位置していないこと。更に、建物の壁等に位置し
ていないことを条件に加えてもよい。
ば中央の点)から対象領域内の点に結んだ仮想ラインの
うち、他のオブジェクトに交わらない仮想ラインが少な
くとも1本あること(以下、このような仮想ラインを
「被可視ライン」と呼ぶ)。対象領域が複数ある場合
は、そのメッシュの基準点から第1の対象領域内の点に
結んだ仮想ラインのうち、第2以降の対象領域に交わ
り、かつ他のオブジェクトに交わらない仮想ラインが少
なくとも1本のあること。
抽出する際に、以下の基準のいずれかに基づいて、又は
それらの組み合わせに基づいて、そのメッシュについて
の被可視の程度を示す尺度(被可視度)を決定する(S
304)。
被可視度は大きい。
クトとの距離が大きいほど、被可視度は大きい。他のオ
ブジェクトを複数考慮する場合は、他のオブジェクトそ
れぞれについて被可視ライン(被可視ラインが複数ある
場合は、最も近い被可視ライン)との距離を求め、それ
らの平均距離や最短距離が大きいほど被可視度が大きく
なるように基準を定めてもよい。
ど、被可視度は大きい。被可視ラインが複数ある場合
は、それらの平均値が大きいほど被可視度が大きくなる
ように基準を定めてもよい。
求めた後、制御手段14は、3次元空間ビューイング処
理を実行してイメージをユーザに出力する(S30
5)。このとき、制御手段14は、被可視領域に該当す
るか否かに基づいて、又は/及び被可視度に基づいて、
オブジェクトの表示態様を制御して前記イメージを作成
する。例えば、被可視領域内に含まれる部分について表
示態様を変えたり、被可視度の大小に応じて色等を変え
たりすることで、被可視領域やその被可視度を直感的に
把握できるようにすることが考えられる(図12参
照)。
被可視度(被可視リスク)を求めて表示する防犯支援機
能を備えているため、例えば、重要人物の部屋や立ち位
置に基づいて被可視の是非や程度を検討することがで
き、狙撃等のテロや盗撮の防止に有効に利用することが
できる。
4は、被可視領域抽出処理の応用処理として、広告配置
支援処理を実行することができる。以下、広告配置支援
処理について説明する。
ム1にアクセスしてきたユーザに対し、IF手段13を
通じてメニュー情報を出力する。ユーザは、かかるメニ
ュー情報に基づいて広告配置支援処理を選択し、その実
行を要求することができる。
に基づき、広告配置情報(広告配置位置、広告の大き
さ、広告の向き等)を設定する(S400)。広告配置
情報は、現実に配置している広告に基づくものであって
も、仮想的に配置する広告に基づくものであってもよ
い。また、広告配置情報の各要素はそれぞれ複数設定し
てもよく、その値として予め設定したデフォルト値を用
いてもよい。
づき広告配置領域を求め、これを対象領域として設定す
る(S401)。図14は、広告配置情報のうち広告の
向きが複数設定されており、その結果、対象領域も複数
設定されている様子を表わしている。
に基づき又は自動的に、候補領域を設定する(S40
2)。候補領域は、円筒領域や直方体領域のように3次
元領域として、又は円領域や矩形領域のように地表上の
2次元領域として設定できるほか、例えば高速道路オブ
ジェクトの道路表面領域というように、所定のオブジェ
クトを指定して設定することができる。
単位領域(以下、「メッシュ」と呼ぶ。)に区分する
(S403)。そして、各対象領域について、以下の抽
出条件を全て満たす被可視メッシュを抽出する(S40
4)。
内部に位置していないこと。更に、建物の壁等に位置し
ていないことを条件に加えてもよい。
ば中央の点)から対象領域内の点に結んだ仮想ラインの
うち、他のオブジェクトに接しない仮想ライン(被可視
ライン)が少なくとも1本あること。
基準に基づいて、各対象領域の広告有効度を決定する
(S405)。
領域とし、被可視領域のサイズ(被可視メッシュ数、体
積、面積、長さなど)が大きいほど、広告有効度は高
い。例えば、高速道路オブジェクトの道路表面領域を対
象領域として設定する場合であれば、被可視領域に含ま
れる道路長の長短に基づき広告有効度を決定することが
考えられる。
れぞれについて、防犯支援処理の場合と同様に被可視度
を決定し、かかる被可視度を重み付けに用いて広告有効
度を決定してもよい。
となる(又は閾値以上となる)対象領域を選択し(S4
06)、その対象領域に対応する広告オブジェクトを生
成する(S407)。
手段10に記憶する各オブジェクト及び前記生成した広
告オブジェクトに基づいて3次元空間ビューイング処理
を実行してイメージを作成し、ユーザに出力する(S4
08)。このとき、制御手段14は、例えば広告オブジ
ェクトについて、他のオブジェクトと異なる表示態様と
したり、広告有効度の高低に応じて色等を変えたりする
ことで、広告の配置やその有効度を直感的に把握できる
ようにすることが望ましい。
て、広告オブジェクトの情報(配置位置、大きさ、向き
等)を数値等によって出力してもよい。
きさ、向き等の組み合わせに基づき特定される広告配置
領域を対象として、被可視の是非に基づき広告有効度を
求める広告配置支援機能を備えているため、種々の広告
配置についてその有効性を検討し、最適な広告配置を決
定することができる。
を実行する際に、被可視領域に該当するか否かに基づい
て、又は/及び被可視度に基づいて、オブジェクトの表
示態様を制御するように処理を構成してもよい。図15
は、高速道路オブジェクトの道路表面領域を対象領域と
する場合を例として、ユーザが広告の向きを入力する
(変える)と、それに対応する被可視領域が把握できる
ように高速道路オブジェクトが表示される様子を示して
いる。
情報処理プログラムを記録した記録媒体が考えられる。
記録媒体としてはCD−ROM、磁気ディスク、半導体
メモリその他の記録媒体を用いることができる。
処理装置に読み込まれ、データ処理装置の動作を制御す
る。データ処理装置は情報処理プログラムの制御によ
り、第1実施形態の各手段と同様の機能を実現する。
なく種々に変形して適用することが可能である。例え
ば、3次元データ記憶手段に比べて高速にアクセス可能
なメモリ上に、予め所定のオブジェクトについて3次元
データ記憶手段10から3次元データを読み込んでお
き、3次元空間ビューイング処理を実行する場合には、
3次元データ記憶手段10ではなくメモリ上の3次元デ
ータにアクセスしてイメージを作成する構成を採る場
合、基準距離との比較結果に基づいて、メモリ上への3
次元データの読込みやメモリからの3次元データの解放
を制御する管理処手段を設ける(管理処理を実行する)
ように構成してもよい。この場合の機能構成図を図16
に示す。なお、管理手段が参照する基準距離は、表示態
様を決定する際に用いる基準距離と必ずしも同じである
必要はない。
グループとして管理し、グループ単位で表示態様を制御
する構成としてもよい。この場合、例えば、グループ
(又はグループ内の所定オブジェクト)の表示優先度に
基づいて適用する基準距離を決定し、グループの基準位
置(又は前記所定オブジェクト)までの距離と基準距離
との比較結果に基づいて、該グループに含まれるオブジ
ェクト全部についての表示態様を決定する構成が考えら
れる。又は、例えば、グループ内の各オブジェクトにつ
いて上記実施形態と同様にして表示/非表示を決定し、
いずれか1つでも表示(又は非表示)となるオブジェク
トがある場合には、全オブジェクトについて表示(又は
非表示)とするといった構成が考えられる。なお、グル
ープとしては、例えば一丁目に存在するオブジェクトと
いうように住所等に基づいて設定することが考えられ
る。
処理以外にも、被可視領域抽出処理に基づき、種々の応
用処理を考えることができる。例えば、花火大会や大文
字焼きといったイベントにおいて、注視目的物(花火や
大文字部分)に基づいて対象領域を設定し、ビュースポ
ットを判断するといった応用処理が考えられる。この場
合、例えば被可視度に基づいてビューイングスポットの
優劣を判定したり、かかる判定結果に基づいて混雑予想
を行ったり、更には混雑予想に基づいて警備等の計画を
支援したりする構成も考えることもできる。
度を利用して広告配置支援を行う構成について説明した
が、広告有効度の利用方法はこれに限られず、例えば、
広告対価(広告掲載料金や設置対価など)や広告の格付
けを決定する際の尺度として利用することもできる。
タ処理システムについて説明したが、本発明はシステム
としての実施形態に限られず、3次元データ処理システ
ムにおいて実行される各処理を本発明に係る3次元デー
タ処理方法として把握することも可能である。
理システムにおいて、オブジェクトの表示態様を柔軟に
制御して表示させることができる。また、視点移動にお
ける表示上の問題点を改善し、適切な視点移動を実現す
ることができる。また、被可視という考え方に基づき有
用な機能を提供することができる。
理システムの機能構成を説明するためのブロック図であ
る。
図である。
示す図である。
ローチャートである。
めの図である。
トである。
指定している様子を示す図である。
の図である。
の図である。
めの図である。
である。
である。
ートである。
されている様子を示す図である。
ている様子を示す図である。
処理システムの機能構成を説明するためのブロック図で
ある。
Claims (18)
- 【請求項1】3次元仮想空間に配置するオブジェクトの
3次元データを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段を参照し、視点から見た仮想空間内の一定
の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージを作
成するイメージ作成手段とを備え、 前記イメージ作成手段は、視点からオブジェクトまでの
距離と基準距離との比較結果に基づいてオブジェクトの
表示態様を決定する手段と、オブジェクトの表示優先度
に基づいて該オブジェクトに適用する基準距離を決定す
る手段と、を備えることを特徴とする3次元データ処理
システム。 - 【請求項2】3次元仮想空間に配置するオブジェクトの
3次元データを記憶する第1記憶手段と、 第1記憶手段より高速に記憶内容にアクセスすることが
できる第2記憶手段と、 第1記憶手段が記憶する3次元データの第2記憶手段へ
の書き込み、及び、第2記憶手段の記憶領域の解放を管
理する管理手段と、 前記第2記憶手段を参照し、視点から見た仮想空間内の
一定の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージ
を作成するイメージ作成手段とを備え、 前記管理手段は、視点からオブジェクトまでの距離と基
準距離との比較結果に基づいて、該オブジェクトの3次
元データを第2記憶手段へ書き込むかどうか、又は/及
び、オブジェクトの3次元データについて記憶領域を解
放するかどうかを決定する手段と、オブジェクトの表示
優先度に応じて該オブジェクトに適用する基準距離を決
定する手段と、を備えることを特徴とする3次元データ
処理システム。 - 【請求項3】前記オブジェクトの表示優先度は、ユーザ
からの入力に基づいて、又は/及び、前記記憶手段に記
憶する3次元データに基づいて、決定されることを特徴
とする請求項1又は2記載の3次元データ処理システ
ム。 - 【請求項4】前記オブジェクトの表示優先度は、オブジ
ェクトに適用する基準距離に一致することを特徴とする
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の3次元データ処
理システム。 - 【請求項5】3次元仮想空間に配置するオブジェクトの
3次元データを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段を参照し、視点から見た仮想空間内の一定
の範囲におけるオブジェクトの様子を示すイメージを作
成するイメージ作成手段と、 ユーザからの入力に基づき、視点位置、視線方向を少な
くとも含む視点データを更新する更新手段とを備え、 前記更新手段は、視点を移動させる場合に、ユーザが指
定した地点(以下、「指定地点」と呼ぶ。)に関わる情
報に基づき、移動の終了地点、移動経路、視線方向の変
位パターンのうち少なくともいずれかを制御して、視点
データを更新することを特徴とする3次元データ処理シ
ステム。 - 【請求項6】指定地点に関わる情報は、指定地点が含ま
れるオブジェクトの面領域の法線ベクトルの情報、又
は、指定地点が含まれるオブジェクトの最小包囲直方体
の情報を含むことを特徴とする請求項5記載の3次元デ
ータ処理システム。 - 【請求項7】前記更新手段は、前記法線ベクトルの向き
が略水平である場合に、少なくとも視点の移動が終了す
る際に視線方向が前記法線ベクトルの向きと略一致する
ように、視点データを更新することを特徴とする請求項
6記載の3次元データ処理システム。 - 【請求項8】前記更新手段は、前記法線ベクトルの向き
が略垂直である場合に、少なくとも視点の移動が終了す
る際に視線方向が前記法線ベクトルの向きと略直交する
ように、視点データを更新することを特徴とする請求項
6又は7記載の3次元データ処理システム。 - 【請求項9】前記更新手段は、前記最小包囲直方体の全
体を視野内におさめるようにイメージを作成した場合
に、視点地点が含まれるオブジェクト又は前記最小包囲
直方体の表示面積が最大又は所定閾値以上となる地点が
移動の終了地点となるように、視点データを更新するこ
とを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の
3次元データ処理システム。 - 【請求項10】3次元仮想空間に配置するオブジェクト
の3次元データを記憶する記憶手段と、 3次元仮想空間内に被可視についての対象領域と候補領
域を設定する手段と、 前記記憶手段を参照し、候補領域内のうち、「その領域
から対象領域に結んだ仮想ラインが他のオブジェクトに
交わらない」という抽出条件を満たす領域(以下、「被
可視領域」と呼ぶ。)を抽出する手段と、を備えること
を特徴とする3次元データ処理システム。 - 【請求項11】更に、被可視領域における仮想ラインに
基づいて被可視の程度を示す尺度(以下、「被可視度」
と呼ぶ。)を決定する手段を備えることを特徴とする請
求項10記載の3次元データ処理システム。 - 【請求項12】更に、仮想空間内の一定の範囲における
オブジェクトの様子を示すイメージを作成し出力する出
力手段を備え、 前記出力手段は、被可視領域に該当するか否かに基づい
て、又は/及び被可視度に基づいて、オブジェクトの表
示態様を制御して前記イメージを作成することを特徴と
する請求項10又は11記載の3次元データ処理システ
ム。 - 【請求項13】前記対象領域は、防犯支援対象が位置す
る領域であることを特徴とする請求項10乃至12のい
ずれか1項に記載の3次元データ処理システム。 - 【請求項14】前記対象領域は広告を配置する領域であ
り、 更に、被可視領域のサイズに基づいて、配置した広告の
有効度を決定する手段を備えることを特徴とする請求項
10乃至12のいずれか1項に記載の3次元データ処理
システム。 - 【請求項15】3次元仮想空間に配置するオブジェクト
の3次元データを記憶する記憶手段を参照し、視点から
見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブジェクトの様
子を示すイメージを作成するイメージ作成工程と、 視点からオブジェクトまでの距離と基準距離との比較結
果に基づいてオブジェクトの表示態様を決定する工程
と、 オブジェクトの表示優先度に基づいて該オブジェクトに
適用する基準距離を決定する工程と、を備えることを特
徴とする3次元データ処理方法。 - 【請求項16】3次元仮想空間に配置するオブジェクト
の3次元データを記憶する記憶手段を参照し、視点から
見た仮想空間内の一定の範囲におけるオブジェクトの様
子を示すイメージを作成するイメージ作成工程と、 ユーザからの入力に基づき、視点位置、視線方向を少な
くとも含む視点データを更新する更新工程とを備え、 前記更新工程は、視点を移動させる場合に、ユーザが指
定した地点(以下、「指定地点」と呼ぶ。)に関わる情
報に基づき、移動の終了地点、移動経路、視線方向の変
位パターンのうち少なくともいずれかを制御して、視点
データを更新することを特徴とする3次元データ処理方
法。 - 【請求項17】3次元仮想空間内に被可視についての対
象領域と候補領域を設定する工程と、 3次元仮想空間に配置するオブジェクトの3次元データ
を記憶する記憶手段を参照して、候補領域内のうち、
「その領域から対象領域に結んだ仮想ラインが他のオブ
ジェクトに交わらない」という抽出条件を満たす領域
(以下、「被可視領域」と呼ぶ。)を抽出する工程と、
を備えることを特徴とする3次元データ処理方法。 - 【請求項18】 請求項15乃至17のいずれか一項に
記載の3次元データ処理方法をコンピュータで実行させ
るための情報処理プログラム。
Priority Applications (1)
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JP2002146864A JP4183441B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 3次元データ処理システム、3次元データ処理方法、並びにコンピュータ上で動作する情報処理プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP2003337959A true JP2003337959A (ja) | 2003-11-28 |
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