JP2007133489A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、実際の風景に近い透視図法による地図画像の描画を可能にした仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラム及び記録媒体に関する。
従来、透視図法による地図画像を描画する際には、描画対象とする建造物を地図データから抽出する処理が必要となる。この描画対象とする建造物の抽出方法としては、現在位置または注目点からの一定の領域を描画対象とし、その領域に含まれる建造物のデータを抽出する。このような透視図法による三次元的な地図画像を描画する地図描画システムでは、描画するための建造物のデータ量が限られることや描画速度の低下から、広域の建造物を描画することは出来ず、現在位置または注目点近隣の領域の建造物を描画することになる。
このような地図データから描画対象物を抽出し、仮想空間内で視線方向の画像を透視図法により生成するものとしては、遠景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として、視点を座標系の原点に置き、視線を視線方向レジスタに記憶された方向に向けて、仮想空間内で眺めた場合に得られるべき画像を、透視図法により生成してフレームメモリに格納する遠景レンダリング部と、近景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として、視点を視点位置レジスタに記憶された位置に置き、視線を視線方向レジスタに記憶された方向に向けて、仮想空間内で眺めた場合に得られるべき画像を、透視図法により生成してフレームメモリに格納する近景レンダリング部と、入力制御部により上記視点位置レジスタまたは上記視線方向レジスタの内容が更新された場合に、最初に上記遠景レンダリング部を起動し、引き続いて上記近景レンダリング部を起動する遠景近景合成部とを備えた仮想空間表示装置がある（特許文献１）。
特開平１０−８３４６５号公報
このような地図データから描画対象物を抽出し、仮想空間内で視線方向の画像を透視図法により生成するものとしては、遠景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として、視点を座標系の原点に置き、視線を視線方向レジスタに記憶された方向に向けて、仮想空間内で眺めた場合に得られるべき画像を、透視図法により生成してフレームメモリに格納する遠景レンダリング部と、近景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として、視点を視点位置レジスタに記憶された位置に置き、視線を視線方向レジスタに記憶された方向に向けて、仮想空間内で眺めた場合に得られるべき画像を、透視図法により生成してフレームメモリに格納する近景レンダリング部と、入力制御部により上記視点位置レジスタまたは上記視線方向レジスタの内容が更新された場合に、最初に上記遠景レンダリング部を起動し、引き続いて上記近景レンダリング部を起動する遠景近景合成部とを備えた仮想空間表示装置がある（特許文献１）。
かかる従来の仮想空間表示装置においては、地図データから描画対象物を抽出し、仮想空間内で視線方向の画像を透視図法により生成し、遠景と近景とを合成し表示するものである。そして、遠景画像については、視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容が更新された場合に、遠景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として、視点を座標系の原点に置き、視線を視線方向レジスタに記憶された方向に向けて、仮想空間内で眺めた場合に得られるべき遠景画像を透視図法により生成してフレームメモリに格納する。また、近景画像についても、視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容が更新された場合に、近景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として、視点を視点位置レジスタに記憶された位置に置き、視線を視線方向レジスタに記憶された方向に向けて、仮想空間内で眺めた場合に得られるべき近景画像を、透視図法により生成してフレームメモリに格納する。そして、前記遠景画像と前記近景画像とを合成し表示する。
このように遠景画像は、遠景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容の更新ごとに生成する必要がある。このため、視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容の更新が短時間に繰り返されるような状況下において現実感に富んだ遠景画像を描画するには、視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容が更新される毎に遠景画像を透視図法により生成する処理が必要となる。そして、近景画像の背景に実際に見えるはずの建造物や山などの遠景画像を表示することになる。
このため近景画像の背景に実際に見えるはずの建造物や山などの遠景画像が表示される現実感に富む画像表示を行うには、遠景画像の生成を行うためのＣＰＵを含む装置における負荷の増大、さらに処理速度の高速化が避けられないという課題があった。
このように遠景画像は、遠景オブジェクト記憶部に記憶されているオブジェクト群を対象として視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容の更新ごとに生成する必要がある。このため、視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容の更新が短時間に繰り返されるような状況下において現実感に富んだ遠景画像を描画するには、視点位置レジスタまたは視線方向レジスタの内容が更新される毎に遠景画像を透視図法により生成する処理が必要となる。そして、近景画像の背景に実際に見えるはずの建造物や山などの遠景画像を表示することになる。
このため近景画像の背景に実際に見えるはずの建造物や山などの遠景画像が表示される現実感に富む画像表示を行うには、遠景画像の生成を行うためのＣＰＵを含む装置における負荷の増大、さらに処理速度の高速化が避けられないという課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、近景画像の背景に実際に見えるはずの実風景に近い遠景画像を表示する際のＣＰＵを含む装置における負荷の増大を回避し、処理速度を高速化することなく現実感に富む透視図法による地図画像を描画できるようにした仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明にかかる仮想空間画像表示方法は、地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像として描画し表示する仮想空間画像表示方法であって、前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記録媒体に保持するステップと、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記録媒体に保持するステップと、注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得するステップと、近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索するステップと、リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換するステップと、遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索するステップと、合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示するステップとを備えたことを特徴とする。
本発明にかかる仮想空間画像表示装置は、地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像として描画し表示する仮想空間画像表示装置であって、前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データと、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像とを、前記分割範囲ごとに保持する記録媒体と、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する注目点取得手段と、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索する近隣地図データ検索手段と、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換するリアルタイムレンダリング手段と、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索する遠景データ検索手段と、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する合成手段とを備えたことを特徴とする。
本発明にかかる仮想空間画像表示プログラムは、地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像としてコンピュータに描画させ表示させるための仮想空間画像表示プログラムであって、前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記録媒体に保持する手順と、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記録媒体に保持する手順と、注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する手順と、近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索する手順と、リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換する手順と、遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索する手順と、合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明にかかる記録媒体は、地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像として描画し表示する仮想空間画像表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記憶手段に保持する手順と、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記憶手段に保持する手順と、注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する手順と、近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記憶手段に保持された三次元地図データから検索する手順と、リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換する手順と、遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記憶手段に保持された遠景画像から検索する手順と、合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する手順とをコンピュータに実行させるための仮想空間画像表示プログラムをコンピュータ読み取り可能に記録し、前記記憶手段に保持する遠景用の描画対象の遠景画像は、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲とその遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで、前記分割範囲および前記方角ごとに記憶手段に保持することを特徴とする。
本発明によれば、予め遠景画像が記録媒体に保持されているため、遠景画像を描画する際のレンダリングリ処理は行う必要がなく、前記記録媒体から検索し読み出すだけでよく、注目点の位置、視線方向または進行方向が変化するたびにレンダリングリ処理を行い遠景画像を描画する場合に比べ、ＣＰＵを含む装置の負荷の増大を回避できる仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラム及び記録媒体を提供できる効果がある。
また、遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲と遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで作成されているため、処理速度を高速化することなく現実感に富む遠景画像が背景に描かれた透視図法による地図画像を描画できる仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラム及び記録媒体を提供できる効果がある。
近景画像の背景に実際に見えるはずの実風景に近い遠景画像を表示する際のＣＰＵを含む装置における負荷の増大を回避し、処理速度を高速化することなく現実感に富む透視図法による地図画像を描画できるようにした仮想空間画像表示方法を提供するという目的を、地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記録媒体に保持し、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記録媒体に保持し、注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得し、近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索し、リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換し、遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索し、合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示することで実現した。
また、近景画像の背景に実際に見えるはずの実風景に近い遠景画像を表示する際のＣＰＵを含む装置における負荷の増大を回避し、処理速度を高速化することなく現実感に富む透視図法による地図画像を描画できるようにした仮想空間画像表示装置を提供するという目的を、地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データと、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像とを、前記分割範囲ごとに記録媒体へ保持し、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を注目点取得手段により取得し、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから近隣地図データ検索手段により検索し、前記検索された三次元地図データをリアルタイムレンダリング手段によりレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換し、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から遠景データ検索手段により検索し、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ合成手段により上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示することで実現した。
また、近景画像の背景に実際に見えるはずの実風景に近い遠景画像を表示する際のＣＰＵを含む装置における負荷の増大を回避し、処理速度を高速化することなく現実感に富む透視図法による地図画像を描画できるようにした仮想空間画像表示プログラムを提供するという目的を、地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記録媒体に保持する手順と、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記録媒体に保持する手順と、注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する手順と、近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索する手順と、リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換する手順と、遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索する手順と、合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する手順とをコンピュータに実行させることで実現した。
また、近景画像の背景に実際に見えるはずの実風景に近い遠景画像を表示する際のＣＰＵを含む装置における負荷の増大を回避し、処理速度を高速化することなく現実感に富む透視図法による地図画像を描画できるようにした記録媒体を提供するという目的を、地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記憶手段に保持する手順と、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記憶手段に保持する手順と、注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する手順と、近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記憶手段に保持された三次元地図データから検索する手順と、リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換する手順と、遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記憶手段に保持された遠景画像から検索する手順と、合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する手順とをコンピュータに実行させるための仮想空間画像表示プログラムをコンピュータ読み取り可能に記録し、前記記憶手段に保持する遠景用の描画対象の遠景画像は、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲とその遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで、前記分割範囲および前記方角ごとに記憶手段に保持することで実現した。
図１は、この実施例１の仮想空間画像表示方法が適用された仮想空間画像表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。この仮想空間画像表示装置は、ＲＡＭ１およびＲＯＭ２と、所定の分割範囲ごとに分割された地図データの道路や建物の建造物の位置や形態を示す情報を含む三次元地図データ、および、前記分割範囲ごとの遠景画像である事前にレンダリング処理が行われた遠景データがあらかじめ格納されている外部記憶装置（記録媒体）３と、表示装置４と、表示装置４に対し透視図法による地図画像を表示するための各種信号を送受するための表示用インタフェース５と、この仮想空間画像表示装置を各種操作するためのキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置６と、ユーザによる操作を入力装置６を介してこの仮想空間画像表示装置へ電気信号として入力するためのインタフェース７と、ＧＰＳアンテナ８を備えたＧＰＳ受信機９と、ＣＰＵ１３がＧＰＳ受信機９との間で各種信号を送受するためのインタフェース１０と、地磁気を検出し視線方向や進行方向の方位を確定させるための所定の分解能の方位信号を出力する地磁気センサ１１と、地磁気センサ１１から出力された方位信号を含む各種信号をＣＰＵ１３が地磁気センサ１１との間で送受するためのインタフェース１２とを含む構成である。
外部記憶装置３は、ハードディスクや光ディスクを含む各種ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に対しデータを読み書き可能な記憶装置であればよく、また、データベースを構築可能なサーバシステムであってもよい。
外部記憶装置３は、ハードディスクや光ディスクを含む各種ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に対しデータを読み書き可能な記憶装置であればよく、また、データベースを構築可能なサーバシステムであってもよい。
図２は、この仮想空間画像表示方法を実現するためのソフトウェアの構成を示すブロック図である。
このソフトウェアの構成は、注目点取得手段２１、描画領域算出手段２２、地図データ検索手段２３、近隣地図データ検索手段２４、遠景データ検索手段２５、三次元地図データ３１、遠景データ３３、地図データ読込手段（合成手段）２６、リアルタイムレンダリング手段２７および表示手段（合成手段）２８を含む構成である。
注目点取得手段２１、描画領域算出手段２２、地図データ検索手段２３、近隣地図データ検索手段２４、遠景データ検索手段２５、地図データ読込手段２６、リアルタイムレンダリング手段２７および表示手段２８はプログラムとしてＲＯＭ２に格納されている。
また、三次元地図データ３１は、地図データ上の緯度、経度情報により規定された所定の分割範囲ごとの道路、建物の建造物の位置や形態を示す情報を含む三次元データとして、前記所定の分割範囲ごとに外部記憶装置３に格納されている。
また、遠景データ３３は、前記所定の分割範囲ごとに、その分割範囲内から東西南北を眺めた場合に遠景として見える画像が事前にレンダリング処理された遠景画像として外部記憶装置３に格納されている。遠景画像は、建物などの人工的な建造物、山河や樹木などの自然のものも含む。
このソフトウェアの構成は、注目点取得手段２１、描画領域算出手段２２、地図データ検索手段２３、近隣地図データ検索手段２４、遠景データ検索手段２５、三次元地図データ３１、遠景データ３３、地図データ読込手段（合成手段）２６、リアルタイムレンダリング手段２７および表示手段（合成手段）２８を含む構成である。
注目点取得手段２１、描画領域算出手段２２、地図データ検索手段２３、近隣地図データ検索手段２４、遠景データ検索手段２５、地図データ読込手段２６、リアルタイムレンダリング手段２７および表示手段２８はプログラムとしてＲＯＭ２に格納されている。
また、三次元地図データ３１は、地図データ上の緯度、経度情報により規定された所定の分割範囲ごとの道路、建物の建造物の位置や形態を示す情報を含む三次元データとして、前記所定の分割範囲ごとに外部記憶装置３に格納されている。
また、遠景データ３３は、前記所定の分割範囲ごとに、その分割範囲内から東西南北を眺めた場合に遠景として見える画像が事前にレンダリング処理された遠景画像として外部記憶装置３に格納されている。遠景画像は、建物などの人工的な建造物、山河や樹木などの自然のものも含む。
なお、この実施例１では、分割範囲の形状は、国土地理院の地図メッシュを分割した矩形とするが、国土地理院の地図メッシュに限定するものではなく他の発行元、形態の地図であってもよい。また、分割範囲の形状も矩形に限定する必要はなく、六角形や円形などの他の形状であっても良い。
注目点取得手段２１は、ＧＰＳ受信機９によりＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号をもとに検出した緯度、経度情報から注目点の位置情報と視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる分割範囲を判定する機能を実現する。
なお、注目点取得手段２１は、ＰＨＳを含む携帯電話機を利用して注目点、現在位置の位置情報を取得することも可能である。
また、注目点や、その注目点における視線方向または進行方向が表示装置４に表示された地図データ上でユーザの操作によりキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から直接入力設定される場合には、その入力設定された注目点の緯度、経度情報、注目点における視線方向または進行方向から注目点の位置情報、視線方角情報を取得し、その注目点が含まれる分割範囲の判定が可能なように構成されている。
また、注目点の緯度、経度情報、その注目点における視線方向または進行方向がユーザの操作によりキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から直接入力設定される場合には、その入力設定された緯度、経度情報から注目点の位置情報を取得し、前記入力設定された視線方向または進行方向から視線方角情報を取得し、その注目点が含まれる分割範囲の判定が可能なように構成されている。
なお、注目点取得手段２１は、ＰＨＳを含む携帯電話機を利用して注目点、現在位置の位置情報を取得することも可能である。
また、注目点や、その注目点における視線方向または進行方向が表示装置４に表示された地図データ上でユーザの操作によりキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から直接入力設定される場合には、その入力設定された注目点の緯度、経度情報、注目点における視線方向または進行方向から注目点の位置情報、視線方角情報を取得し、その注目点が含まれる分割範囲の判定が可能なように構成されている。
また、注目点の緯度、経度情報、その注目点における視線方向または進行方向がユーザの操作によりキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から直接入力設定される場合には、その入力設定された緯度、経度情報から注目点の位置情報を取得し、前記入力設定された視線方向または進行方向から視線方角情報を取得し、その注目点が含まれる分割範囲の判定が可能なように構成されている。
描画領域算出手段２２は、注目点取得手段２１により取得された注目点から視線方向または進行方向における地図データ上の一定の領域を注目点近隣の描画領域として算出する機能を有している。
この注目点近隣の描画領域は、例えば、前記注目点の位置と、その注目点における視線方向または進行方向の視線方角情報と、その方角を中心とする視野範囲と、前記注目点からの描画距離とにより規定される三角形あるいは扇型の領域として算出する。
そして、この注目点近隣の描画領域内の三次元データが、三次元地図データ３１から抽出され、注目点近隣の透視図法による地図画像として描画される。この透視図法による地図画像は、道路や建物などの人工的な建造物、街路樹や河川などの自然のものを含む。
描画領域算出手段２２は、また、注目点取得手段２１により取得した注目点が含まれる分割範囲と、前記算出した注目点近隣の描画領域とをもとに描画される注目点近隣の地図画像の背景となる遠景画像の描画領域を算出する機能を有している。この遠景画像の描画領域の算出は、例えば、前記注目点近隣の描画領域の視野範囲に含まれる、その注目点が存在する分割範囲の遠景画像の範囲を算出することで行う。
この注目点近隣の描画領域は、例えば、前記注目点の位置と、その注目点における視線方向または進行方向の視線方角情報と、その方角を中心とする視野範囲と、前記注目点からの描画距離とにより規定される三角形あるいは扇型の領域として算出する。
そして、この注目点近隣の描画領域内の三次元データが、三次元地図データ３１から抽出され、注目点近隣の透視図法による地図画像として描画される。この透視図法による地図画像は、道路や建物などの人工的な建造物、街路樹や河川などの自然のものを含む。
描画領域算出手段２２は、また、注目点取得手段２１により取得した注目点が含まれる分割範囲と、前記算出した注目点近隣の描画領域とをもとに描画される注目点近隣の地図画像の背景となる遠景画像の描画領域を算出する機能を有している。この遠景画像の描画領域の算出は、例えば、前記注目点近隣の描画領域の視野範囲に含まれる、その注目点が存在する分割範囲の遠景画像の範囲を算出することで行う。
地図データ検索手段２３は、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域内の三次元データについて三次元地図データ３１から検索し、また、注目点が含まれる分割範囲に対応する遠景データを遠景データ３３から検索する機能を有している。
近隣地図データ検索手段２４は、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域に含まれる三次元データを、外部記憶装置３に格納されている三次元地図データ３１から検索する。
遠景データ検索手段２５は、描画領域算出手段２２が算出した遠景画像の描画領域をもとに、外部記憶装置３に格納されている遠景データ３３から、前記遠景画像を描画するための遠景データを検索する。
この遠景データにより展開される遠景画像は、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域を規定する視野範囲に、その注目点から遠景として見える山並や建造物である。
この遠景データにより展開される遠景画像は、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域を規定する視野範囲に、その注目点から遠景として見える山並や建造物である。
地図データ読込手段２６は、近隣地図データ検索手段２４が検索した三次元データを外部記憶装置３から読み出す。また、地図データ読込手段２６は、遠景データ検索手段２５が検索した遠景データを外部記憶装置３から読み出す。
リアルタイムレンダリング手段２７は、地図データ読込手段２６により外部記憶装置３から読み出された前記三次元データに対しリアルタイムレンダリング処理を行い、注目点近傍の描画領域内の描画対象を透視図法による地図画像に変換する。
表示手段２８は、地図データ読込手段２６により外部記憶装置３から読み出された遠景データにより展開される遠景画像をフレームメモリへ書き込む。次に、リアルタイムレンダリング手段２７により透視図法による地図画像に変換された注目点近傍の描画領域内の描画対象を、前記遠景画像に上書きする。
図６は、三次元地図データを説明するための分割範囲の一例を示す説明図である。
図６の例では、地図データが、緯度、経度で特定される矩形状の分割範囲Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９，Ｅ１０，Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１５に分割されている。そして、三次元地図データ３１は、これら各分割範囲に含まれる建造物などの描画対象を、各頂点の座標により立体的な三次元データで表し、さらにそれら建造物が存在する位置を緯度、経度で表したものであり、それぞれファイルとして外部記憶装置３に格納されている。
図７は、この分割範囲と、外部記憶装置３に分割範囲ごとに格納されている三次元地図データの説明図である。図において、符号５１は緯度ａ１，ａ２と経度ｂ１，ｂ２とにより特定される分割範囲Ｅ０を示し、符号５２は分割範囲Ｅ０の三次元データを表す。
図６の例では、地図データが、緯度、経度で特定される矩形状の分割範囲Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９，Ｅ１０，Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１５に分割されている。そして、三次元地図データ３１は、これら各分割範囲に含まれる建造物などの描画対象を、各頂点の座標により立体的な三次元データで表し、さらにそれら建造物が存在する位置を緯度、経度で表したものであり、それぞれファイルとして外部記憶装置３に格納されている。
図７は、この分割範囲と、外部記憶装置３に分割範囲ごとに格納されている三次元地図データの説明図である。図において、符号５１は緯度ａ１，ａ２と経度ｂ１，ｂ２とにより特定される分割範囲Ｅ０を示し、符号５２は分割範囲Ｅ０の三次元データを表す。
遠景データ３３は、描画領域内の描画対象を透視図法による地図画像として描画したときに、その地図画像の背景に描画される事前にレンダリング処理された遠景画像である。遠景データ３３は図６または図７に示す各分割範囲と組みにされている。そして、その組みになっている分割範囲の内側から周囲３６０度の東西南北の方角にそれぞれ遠景として見える遠景画像が遠景データ３３としてファイル化されて外部記憶装置３に格納されている。
図８は、遠景データを説明するための概念図である。図において、Ｆ１は分割範囲Ｅ９の例えば中心位置から北の方角に見える遠景データ、Ｆ２は分割範囲Ｅ９の中心位置から東の方角に見える遠景データ、Ｆ３は分割範囲Ｅ９の中心位置から南の方角に見える遠景データ、Ｆ４は分割範囲Ｅ９の中心位置から西の方角に見える遠景データである。
図９は、外部記憶装置３に格納されている遠景データ３３の一例を示す説明図である。図９に示した例では、Ｅ９−Ｆ１が分割範囲Ｅ９の内側から北の方角に見える遠景データ、Ｅ９−Ｆ２は分割範囲Ｅ９の内側から東の方角に見える遠景データ、Ｅ９−Ｆ３は分割範囲Ｅ９の内側から南の方角に見える遠景データ、Ｅ９−Ｆ４は分割範囲Ｅ９の内側から西の方角に見える遠景データである。また、Ｅ１０−Ｆ１は分割範囲Ｅ１０の内側から北の方角に見える遠景データ、Ｅ１０−Ｆ２は分割範囲Ｅ１０の内側から東の方角に見える遠景データ、Ｅ１０−Ｆ３は分割範囲Ｅ１０の内側から南の方角に見える遠景データ、Ｅ１０−Ｆ４は分割範囲Ｅ１０の内側から西の方角に見える遠景データである。また、Ｅ１１−Ｆ１は分割範囲Ｅ１１の内側から北の方角に見える遠景データ、Ｅ１１−Ｆ２は分割範囲Ｅ１１の内側から東の方角に見える遠景データ、Ｅ１１−Ｆ３は分割範囲Ｅ１１の内側から南の方角に見える遠景データ、Ｅ１１−Ｆ４は分割範囲Ｅ１１の内側から西の方角に見える遠景データである。これら各分割範囲の内側から東西南北に見える遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲の位置と遠景として見える対象物の位置との間の距離に応じた、注目点が各分割範囲を通過して移動したときに実際に見える遠景の変化に従ったものとして作成されている。
次に動作について説明する。
図３、図４および図５は、この実施例１の仮想空間画像表示方法を示すフローチャートである。以下、図３、図４および図５に示すフローチャートに従って動作を説明する。
図３に示すフローチャートにおいて、先ず、注目点取得手段２１が注目点を取得する（ステップＳ１）。この注目点の取得は注目点取得手段２１をＣＰＵ１３が実行することにより実現する。すなわち、注目点取得手段２１は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号をもとに検出した緯度、経度情報から現在位置が判定できる場合には、このＧＰＳ衛星を利用した緯度、経度情報から注目点と視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる地図データ上の分割範囲を判定する。
また、注目点や、その注目点における視線方向または進行方向が、表示装置４に表示された地図データ上でキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から、ユーザの操作によるカーソル移動により直接入力設定される場合には、その入力設定された地点の緯度、経度情報、入力設定された視線方向または進行方向から注目点、視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる所定の分割範囲を判定する。
また、注目点の緯度、経度情報、その注目点における視線方向または進行方向がユーザの操作によりキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から直接入力設定される場合には、その入力設定された緯度、経度情報から地図データ上の注目点の位置情報を取得し、前記入力設定された視線方向または進行方向から視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる所定の分割範囲を判定する。
図３、図４および図５は、この実施例１の仮想空間画像表示方法を示すフローチャートである。以下、図３、図４および図５に示すフローチャートに従って動作を説明する。
図３に示すフローチャートにおいて、先ず、注目点取得手段２１が注目点を取得する（ステップＳ１）。この注目点の取得は注目点取得手段２１をＣＰＵ１３が実行することにより実現する。すなわち、注目点取得手段２１は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号をもとに検出した緯度、経度情報から現在位置が判定できる場合には、このＧＰＳ衛星を利用した緯度、経度情報から注目点と視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる地図データ上の分割範囲を判定する。
また、注目点や、その注目点における視線方向または進行方向が、表示装置４に表示された地図データ上でキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から、ユーザの操作によるカーソル移動により直接入力設定される場合には、その入力設定された地点の緯度、経度情報、入力設定された視線方向または進行方向から注目点、視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる所定の分割範囲を判定する。
また、注目点の緯度、経度情報、その注目点における視線方向または進行方向がユーザの操作によりキーボード、マウス、操作パッドを含む入力装置から直接入力設定される場合には、その入力設定された緯度、経度情報から地図データ上の注目点の位置情報を取得し、前記入力設定された視線方向または進行方向から視線方角情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる所定の分割範囲を判定する。
次に、描画領域算出手段２２は、注目点から視線方向または進行方向の注目点近隣の描画領域の算出を行う。この描画領域の算出は、描画領域算出手段２２をＣＰＵ１３が実行することにより実現する。
すなわち、注目点近隣の描画領域の算出は、例えば、前記注目点の緯度、経度と、その注目点における視線方向または進行方向である視線方角情報と、その方角を中心とする視野範囲と、前記注目点からの所定の距離とで決まる三角形、あるいは扇型の領域として算出される。
すなわち、注目点近隣の描画領域の算出は、例えば、前記注目点の緯度、経度と、その注目点における視線方向または進行方向である視線方角情報と、その方角を中心とする視野範囲と、前記注目点からの所定の距離とで決まる三角形、あるいは扇型の領域として算出される。
描画領域算出手段２２は、遠景画像の描画領域を、例えば、注目点が存在する分割範囲における視線方向または進行方向の遠景画像を描画領域として算出するか、あるいは、前記注目点近隣の描画領域の視野範囲に含まれる、その注目点が存在する分割範囲の遠景画像の範囲として算出する。
ここで描画領域算出手段２２により算出される遠景画像の描画領域の一例を説明する。図８において注目点、すなわち現在位置をＰ点とする。視線方向または進行方向は北の方角である。符号６１は、注目点取得手段２１が緯度、経度情報により取得した注目点Ｐの現在位置に対し、描画領域算出手段２２が算出した視線方向または進行方向の注目点近隣の描画領域である。
また、符号６２は注目点Ｐにおける前記注目点近隣の描画領域６１の視野範囲である。そして、符号６３が、前記注目点近隣の描画領域の視野範囲６２に含まれる、注目点Ｐが存在する分割範囲Ｅ９の遠景画像の範囲を示している。描画領域算出手段２２は、この遠景画像の範囲６３を算出する。図９に、注目点Ｐが分割範囲Ｅ９内に存在する場合の描画領域算出手段２２により算出される遠景データの範囲６３を示す。
また、符号６２は注目点Ｐにおける前記注目点近隣の描画領域６１の視野範囲である。そして、符号６３が、前記注目点近隣の描画領域の視野範囲６２に含まれる、注目点Ｐが存在する分割範囲Ｅ９の遠景画像の範囲を示している。描画領域算出手段２２は、この遠景画像の範囲６３を算出する。図９に、注目点Ｐが分割範囲Ｅ９内に存在する場合の描画領域算出手段２２により算出される遠景データの範囲６３を示す。
次に、近隣地図データ検索手段２４が三次元地図データの検索を行う（ステップＳ３）。この三次元地図データの検索は、近隣地図データ検索手段２４をＣＰＵ１３が実行することにより実現する。近隣地図データ検索手段２４は、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域に含まれる建造物などの三次元データを三次元地図データ３１から検索する。
図４は、図３におけるステップＳ３の三次元地図データの検索処理の詳細を示すフローチャートである。図３におけるステップＳ３の三次元地図データの検索処理を図４を参照して説明する。
近隣地図データ検索手段２４は、注目点の緯度、経度情報から、その注目点が存在する分割範囲に含まれる建造物などの三次元データのファイルを特定する（ステップＳ１１）。そして、近隣地図データ検索手段２４は、前記特定した三次元データのファイルを読み込み対象とする（ステップＳ１２）。
さらに、近隣地図データ検索手段２４は、前記特定したファイルであって、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域に含まれる三次元データのファイルを全て検索したか否かを判定する（ステップＳ１３）。この描画領域に含まれる三次元データのファイルを全て検索し終わっていない状態では、まだ読み込まれていない描画領域内の三次元データのファイルを検索する。この場合、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域は複数の分割範囲に跨っている場合もあるため、近隣地図データ検索手段２４は、注目点近隣の描画領域が及んでいる他の分割範囲についても、描画領域内の三次元データのファイルを検索する（ステップＳ１４）。そして、注目点近隣の描画領域が及んでいる全ての分割範囲について、その描画領域内の三次元データのファイルを検索する。
近隣地図データ検索手段２４は、注目点の緯度、経度情報から、その注目点が存在する分割範囲に含まれる建造物などの三次元データのファイルを特定する（ステップＳ１１）。そして、近隣地図データ検索手段２４は、前記特定した三次元データのファイルを読み込み対象とする（ステップＳ１２）。
さらに、近隣地図データ検索手段２４は、前記特定したファイルであって、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域に含まれる三次元データのファイルを全て検索したか否かを判定する（ステップＳ１３）。この描画領域に含まれる三次元データのファイルを全て検索し終わっていない状態では、まだ読み込まれていない描画領域内の三次元データのファイルを検索する。この場合、描画領域算出手段２２が算出した注目点近隣の描画領域は複数の分割範囲に跨っている場合もあるため、近隣地図データ検索手段２４は、注目点近隣の描画領域が及んでいる他の分割範囲についても、描画領域内の三次元データのファイルを検索する（ステップＳ１４）。そして、注目点近隣の描画領域が及んでいる全ての分割範囲について、その描画領域内の三次元データのファイルを検索する。
図３に示すフローチャートへ戻り、続いて、地図データ読込手段２６は、近隣地図データ検索手段２４が三次元地図データ３１に対し検索した前記注目点近隣の描画領域の三次元データを読み込む（ステップＳ４）。
次に、遠景データ検索手段２５は、描画領域算出手段２２により算出された遠景画像の描画領域についての遠景データの検索を行う（ステップＳ５）。この遠景データの検索は、遠景データ検索手段２５をＣＰＵ１３が実行することにより実現する。
図５は、図３におけるステップＳ５の遠景データの検索処理を示すフローチャートである。この遠景データの検索処理では、遠景データ検索手段２５は、注目点取得手段２１により判定されたその注目点が存在する分割範囲の遠景データのファイルから、描画領域算出手段２２が遠景画像について算出した描画領域の範囲の遠景データ３３のファイルを特定する（ステップＳ２１）。次に、前記特定したファイルの遠景データを読込み対象とする（ステップＳ２２）。
図３に示すフローチャートへ戻り、続いて、地図データ読込手段２６は、遠景データ検索手段２５が遠景データ３３に対し検索し特定した前記遠景データのファイルから、前記遠景データの範囲６３を読み込む（ステップＳ６）。
そして、表示手段２８は、地図データ読込手段２６が読み込んだ遠景データをフレームメモリへ書き込み、遠景画像の描画を行う（ステップＳ７）。
この場合、遠景データは、予めレンダリングリ処理が施された遠景画像であることから、注目点の位置、注目点からの視線方向や進行方向が更新されるたびに遠景画像が変化する場合であっても、遠景データについてはレンダリングリ処理を行う必要がなく、外部記憶装置３からから検索し読み出すだけでよく、注目点の位置、注目点からの視線方向や進行方向が更新されるたびにレンダリングリ処理を行う場合に比べ、ＣＰＵを含む装置の負荷の増大を回避でき、処理速度を高速化することなく現実感に富む遠景画像を描画できる。
この場合、遠景データは、予めレンダリングリ処理が施された遠景画像であることから、注目点の位置、注目点からの視線方向や進行方向が更新されるたびに遠景画像が変化する場合であっても、遠景データについてはレンダリングリ処理を行う必要がなく、外部記憶装置３からから検索し読み出すだけでよく、注目点の位置、注目点からの視線方向や進行方向が更新されるたびにレンダリングリ処理を行う場合に比べ、ＣＰＵを含む装置の負荷の増大を回避でき、処理速度を高速化することなく現実感に富む遠景画像を描画できる。
一方、リアルタイムレンダリング手段２７は、地図データ読込手段２６が読み込んだ三次元データに対しリアルタイムレンダリング処理を施す。そして、リアルタイムレンダリング手段２７は、注目点近隣の描画領域に含まれる建造物などを透視図法による地図画像へ変換する。表示手段２８は、前記遠景データによる遠景画像が書き込まれているフレームメモリへ、前記注目点近隣の建造物などの透視図法による地図画像を上書きし、前記遠景画像が背景に描画された注目点近隣の建造物などの透視図法による地図画像を表示装置４へ出力し表示する（ステップＳ８）。
図１０は、前記遠景画像と、その遠景画像に上書きされる注目点近隣の透視図法による地図画像と、前記遠景画像が背景に描画された注目点近隣の透視図法による地図画像を示す説明図である。
図１０は、前記遠景画像と、その遠景画像に上書きされる注目点近隣の透視図法による地図画像と、前記遠景画像が背景に描画された注目点近隣の透視図法による地図画像を示す説明図である。
図１１は、注目点Ｐすなわち現在位置が分割範囲Ｅ９→Ｅ１０→Ｅ１１の順で移動する場合に描画される遠景画像の変化を示す説明図である。図１１において、符号１０１は進行方向を示しており、例えば北の方角である。そして、注目点Ｐの現在位置から進行方向には、遠景として高層ビル１０２と東京タワー１０３が見え、さらに遠方には富士山１０４が見える。
注目点Ｐの現在位置が分割範囲Ｅ９内に存在する場合、描画領域算出手段２２により算出される遠景データの範囲は図９に示す符号６３で示される範囲であり、図１１の符号１１１で示される遠景画像として描画される。なお、この遠景画像１１１には、描画領域算出手段２２により注目点Ｐの現在位置から進行方向に算出された注目点近隣の描画領域の建造物などが透視法による地図画像として上書きされる。描画領域算出手段２２により算出される前記注目点近隣の描画領域は注目点の移動に伴い更新され、遠景画像１１１に上書きされる透視法による地図画像も注目点の移動に伴い更新される。
注目点Ｐの現在位置が分割範囲Ｅ９内に存在する場合、描画領域算出手段２２により算出される遠景データの範囲は図９に示す符号６３で示される範囲であり、図１１の符号１１１で示される遠景画像として描画される。なお、この遠景画像１１１には、描画領域算出手段２２により注目点Ｐの現在位置から進行方向に算出された注目点近隣の描画領域の建造物などが透視法による地図画像として上書きされる。描画領域算出手段２２により算出される前記注目点近隣の描画領域は注目点の移動に伴い更新され、遠景画像１１１に上書きされる透視法による地図画像も注目点の移動に伴い更新される。
注目点Ｐの現在位置が分割範囲Ｅ１０内に移動した場合、描画領域算出手段２２により算出される遠景データの範囲は図９に示す符号６４で示される範囲であり、表示手段２８により、図１１の符号１１２で示される遠景画像として描画される。なお、この遠景画像１１２には、描画領域算出手段２２により注目点Ｐの現在位置から進行方向に算出された注目点近隣の描画領域の建造物などが透視図法による地図画像として上書きされる。遠景画像１１２を遠景画像１１１と比較した場合、遠景画像１１２に描画されている高層ビル１０２と東京タワー１０３は、やや大きく、また右方向に寄って描画されている。一方、富士山１０４については、位置および大きさとも変化していない状態で描画されている。
これは注目点Ｐの現在位置から高層ビル１０２や東京タワー１０３までの距離に比べ、注目点Ｐから富士山１０４までの距離が格段に大きいためであり、注目点Ｐの移動距離（１つの分割範囲を通過し次の分割範囲に入るまでの距離）が注目点Ｐから富士山１０４までの距離に対しほとんど無視できるのに対し、注目点Ｐから高層ビル１０２や東京タワー１０３までの距離に対しては無視できないためである。
このように遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲の位置と高層ビル１０２、東京タワー１０３、富士山１０４などの遠景画像描画対象物との距離に応じた、注目点が移動したときに実際に見える遠景の変化に従った描画位置、大きさになるように作成されている。
これは注目点Ｐの現在位置から高層ビル１０２や東京タワー１０３までの距離に比べ、注目点Ｐから富士山１０４までの距離が格段に大きいためであり、注目点Ｐの移動距離（１つの分割範囲を通過し次の分割範囲に入るまでの距離）が注目点Ｐから富士山１０４までの距離に対しほとんど無視できるのに対し、注目点Ｐから高層ビル１０２や東京タワー１０３までの距離に対しては無視できないためである。
このように遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲の位置と高層ビル１０２、東京タワー１０３、富士山１０４などの遠景画像描画対象物との距離に応じた、注目点が移動したときに実際に見える遠景の変化に従った描画位置、大きさになるように作成されている。
さらに注目点Ｐの現在位置が分割範囲Ｅ１１内に移動した場合、描画領域算出手段２２により算出される遠景データの範囲は図９に示す符号６５で示される範囲であり、表示手段２８により、図１１の符号１１３で示される遠景画像として描画される。
なお、この遠景画像１１３には、描画領域算出手段２２により注目点Ｐの現在位置から進行方向に算出された注目点近隣の描画領域の建造物などが透視法による地図画像として上書きされる。遠景画像１１３を遠景画像１１１と比較した場合、遠景画像１１３に描画されている高層ビル１０２と東京タワー１０３は充分大きく、さらに右方向に寄って描画されており、注目点Ｐの現在位置が高層ビル１０２と東京タワー１０３とを右前方に目視できる位置により近づいていることを遠景画像からも実感できる。一方、富士山１０４については、位置および大きさとも変化していない状態で描画されている。
このように、各分割範囲ごとの遠景データは、注目点Ｐが移動したときに現実感に富む遠景画像を描画できるように予め構成されている。つまり、各分割範囲の遠景データは、遠景画像として採用する高層ビル１０２、東京タワー１０３、富士山１０４などの対象物から分割範囲までの距離を考慮して、各分割範囲ごとにその大きさや描画位置を変化させたり、あるいはまったく不変とするなどの遠景画像構成上の操作が施されている。
なお、以上の説明では、注目点取得手段２１、描画領域算出手段２２、地図データ検索手段２３、近隣地図データ検索手段２４、遠景データ検索手段２５、地図データ読込手段２６、リアルタイムレンダリング手段２７および表示手段２８がプログラムとしてＲＯＭ２に格納されているとしたが、コンピュータに実行させることの可能なプログラムとして、磁気ディスク、光ディスクあるいは半導体メモリなどの記録媒体に書き込み、この仮想空間画像表示装置のＣＰＵが前記記録媒体に格納されているプログラムを読み込み、実行する形態であっても良い。
また、三次元地図データ３１および遠景データ３３は外部記憶装置３に格納されているとして説明したが、三次元地図データ３１や遠景データ３３を外部のサーバシステムに構築されたデータベースからこの仮想空間画像表示装置へ通信手段により無線でダウンロードする機能を備えるようにしてもよい。この場合には、注目点すなわち現在地がその分割範囲の域内に入る前にその分割範囲の遠景データ３３を外部のデータベースからこの仮想空間画像表示装置へ通信手段により無線でダウンロードすることになる。
以上説明したように、この実施例１によれば、予めレンダリングリ処理が施された遠景画像が遠景データとして外部記憶装置３に格納されているため、遠景画像を描画する際のレンダリングリ処理は不用であり、遠景データ３３から検索し読み出すだけでよく、注目点の位置、視線方向または進行方向が変化するたびにレンダリングリ処理を行い遠景画像を描画する場合に比べ、ＣＰＵを含む装置の負荷の増大を回避できる仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラム及び記録媒体を提供できる効果がある。
また、各分割範囲の内側から東西南北に見える遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲の位置と高層ビル１０２、東京タワー１０３、富士山１０４などの対象物との距離に応じた、注目点が移動したときに実際に見える遠景の変化に従ったものとして作成されているため、処理速度を高速化することなく現実感に富む遠景画像が背景に描かれた透視図法による地図画像を描画できる仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラム及び記録媒体を提供できる効果がある。
図１２は、前記実施例１で説明した仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラムが適用された車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図１２において図１と同一または相当の機能を有するものについては同一の符号を付してある。
この車載用ナビゲーション装置は、ＲＡＭ１およびＲＯＭ２と、所定の分割範囲ごとに分割された地図データの道路や建物の建造物の位置や形態を示す情報を含む三次元地図データ、前記分割範囲ごとの遠景画像である事前にレンダリング処理が行われた遠景データがあらかじめ格納されている外部記憶装置３を備えている。
この車載用ナビゲーション装置は、ＲＡＭ１およびＲＯＭ２と、所定の分割範囲ごとに分割された地図データの道路や建物の建造物の位置や形態を示す情報を含む三次元地図データ、前記分割範囲ごとの遠景画像である事前にレンダリング処理が行われた遠景データがあらかじめ格納されている外部記憶装置３を備えている。
また、この車載用ナビゲーション装置は、表示装置４と、表示装置４に対し透視図法による地図画像を表示するための各種信号をＣＰＵ１３が表示装置４との間で送受するための表示用インタフェース５と、道路案内を含む各種案内を表示装置４の画面上で行うだけでなく、効果音や音声により行うための音声出力装置７１と、音声出力装置７１により各種案内を効果音や音声により行うための信号を、ＣＰＵ１３が音声出力装置７１との間で送受するための音声出力用インタフェース７２とを備えている。
また、この車載用ナビゲーション装置を各種操作するための操作スイッチ７３と、操作スイッチ７３を介した操作をこの車載用ナビゲーション装置へ電気信号として入力するための入力用ポート７４とを備えている。
また、この車載用ナビゲーション装置を各種操作するための操作スイッチ７３と、操作スイッチ７３を介した操作をこの車載用ナビゲーション装置へ電気信号として入力するための入力用ポート７４とを備えている。
また、この車載用ナビゲーション装置は、ＧＰＳアンテナ８を備えたＧＰＳ受信機９と、ＧＰＳ受信機９に対してＣＰＵ１３が各種信号を送受するためのインタフェース１０と、地磁気を検出し視線方向や進行方向の方位を確定させるための所定の分解能の方位信号を出力する地磁気センサ１１と、地磁気センサ１１から出力された方位信号を含む各種信号をＣＰＵ１３が地磁気センサ１１との間で送受するためのインタフェース１２とを備えている。
また、この車載用ナビゲーション装置は、進行方向を判定するためのジャイロ７５と、ジャイロ７５の出力信号を含む各種信号をＣＰＵ１３がジャイロ７５との間で送受するためのインタフェース７６と、車速を検出するための車速センサ７７と、車速センサ７７の出力信号を含む各種信号をＣＰＵ１３が車速センサ７７との間で送受するためのインタフェース７８とを備えている。
この車載用ナビゲーション装置では、前記実施例１で説明した仮想空間画像表示方法により描画された透視法による地図画像により各種案内が行われる。
また、この車載用ナビゲーション装置では、図２の注目点取得手段２１は、ＧＰＳ受信機９がＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号をもとに検出した緯度、経度情報、車速センサ７７の出力信号である車速パルス、ジャイロ７５の出力信号、地磁気センサ１１の出力から得られる方位などの各種情報をもとに車両の現在位置である注目点や進行方向の情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる分割範囲を判定する機能を実現する。
また、この車載用ナビゲーション装置では、図２の注目点取得手段２１は、ＧＰＳ受信機９がＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号をもとに検出した緯度、経度情報、車速センサ７７の出力信号である車速パルス、ジャイロ７５の出力信号、地磁気センサ１１の出力から得られる方位などの各種情報をもとに車両の現在位置である注目点や進行方向の情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる分割範囲を判定する機能を実現する。
従って、この実施例２の車載用ナビゲーション装置では、外部記憶装置３に格納されている予めレンダリングリ処理が施された遠景データを検索し読み出すだけで遠景画像を描画できるため、車両の現在位置や車両の進行方向が変化するたびにレンダリングリ処理を行い遠景画像を描画する場合に比べ、遠景画像を描画するためのＣＰＵを含む装置の負荷の増大を回避できる車載用ナビゲーション装置を提供できる効果がある。
また、各分割範囲の内側から東西南北に見える遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲の位置と遠景画像描画対象物との距離に応じた、車両が移動したときに実際に見える遠景の変化に従ったものとして作成されているため、処理速度を高速化することなく現実感に富む遠景画像が背景に描かれた透視図法による地図画像を描画できる車載用ナビゲーション装置を提供できる効果がある。
図１３は、前記実施例１で説明した仮想空間画像表示方法、装置、仮想空間画像表示プログラムが適用された携帯用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図１３において図１２と同一または相当の機能を有するものについては同一の符号を付し説明を省略する。
この実施例３の携帯用ナビゲーション装置はユーザが携帯して使用するものであることから、車載用ナビゲーション装置のように車速センサ７７は設けられていない。
この実施例３の携帯用ナビゲーション装置はユーザが携帯して使用するものであることから、車載用ナビゲーション装置のように車速センサ７７は設けられていない。
この携帯用ナビゲーション装置では、図２の注目点取得手段２１は、ＧＰＳ受信機９がＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号をもとに検出した緯度、経度情報、ジャイロ７５の出力信号、地磁気センサ１１の出力から得られる方位などの各種情報をもとに現在位置である注目点、視線方向または進行方向の情報を取得し、さらに、その注目点が含まれる分割範囲を判定する機能を実現する。
従って、この実施例３の携帯用ナビゲーション装置では、外部記憶装置３に格納されている予めレンダリングリ処理が施された遠景データを検索し読み出すだけで遠景画像を描画できるため、現在位置、視線方向、進行方向が変化するたびにレンダリングリ処理を行い遠景画像を描画する場合に比べ、遠景画像を描画するためのＣＰＵを含む装置の負荷の増大を回避できる携帯用ナビゲーション装置を提供できる効果がある。
また、各分割範囲の内側から東西南北に見える遠景画像は、各分割範囲ごとに、その分割範囲の位置と遠景画像描画対象物との距離に応じた、車両が移動したときに実際に見える遠景の変化に従ったものとして作成されているため、処理速度を高速化することなく現実感に富む遠景画像が背景に描かれた透視図法による地図画像を描画できる携帯用ナビゲーション装置を提供できる効果がある。
３……外部記憶装置（記録媒体）、６……入力装置、９……ＧＰＳ受信機、２１……注目点取得手段、２４……近隣地図データ検索手段、２５……遠景データ検索手段、２６……地図データ読込み手段（合成手段）、２７……リアルタイムレンダリング手段、２８……表示手段（合成手段）、３１……三次元地図データ、３３……遠景データ、７５……ジャイロ、７７……車速センサ。
Claims (20)
- 地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像として描画し表示する仮想空間画像表示方法であって、
前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記録媒体に保持するステップと、
前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記録媒体に保持するステップと、
注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得するステップと、
近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索するステップと、
リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換するステップと、
遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索するステップと、
合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示するステップと、
を備えたことを特徴とする仮想空間画像表示方法。 - 前記分割範囲ごとに前記記録媒体に保持する前記遠景用の描画対象の遠景画像は、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲とその遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで、前記分割範囲ごとに記録媒体に保持することを特徴とする請求項１記載の仮想空間画像表示方法。
- 前記分割範囲は、国土地理院の地図メッシュを分割した矩形であることを特徴とする請求項１記載の仮想空間画像表示方法。
- 前記注目点取得手段は、ＧＰＳ受信機により受信されるＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号、車速センサの出力信号、およびジャイロの出力信号をもとに、車両の現在位置である前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方角情報を取得することを特徴とする請求項１記載の仮想空間画像表示方法。
- 前記注目点取得手段は、入力装置がユーザにより操作されることで入力された信号をもとに、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方角情報を取得することを特徴とする請求項１記載の仮想空間画像表示方法。
- 前記遠景用の描画対象の遠景画像は、前記注目点がその分割範囲の域内に入る前に外部のサーバシステムから通信手段により前記記録媒体へダウンロードすることを特徴とする請求項１記載の仮想空間画像表示方法。
- 前記遠景用の描画対象の遠景画像は、あらかじめレンダリング処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の仮想空間画像表示方法。
- 地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像として描画し表示する仮想空間画像表示装置であって、
前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データと、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像とを、前記分割範囲ごとに保持する記録媒体と、
前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する注目点取得手段と、
前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索する近隣地図データ検索手段と、
前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換するリアルタイムレンダリング手段と、
前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索する遠景データ検索手段と、
前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する合成手段と、
を備えたことを特徴とする仮想空間画像表示装置。 - 前記分割範囲ごとに前記記録媒体に保持される前記遠景用の描画対象の遠景画像は、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲とその遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで、前記分割範囲ごとに記録媒体に保持することを特徴とする請求項８記載の仮想空間画像表示装置。
- ＧＰＳ受信機、車速センサおよびジャイロを備え、前記注目点取得手段は、前記ＧＰＳ受信機により受信されるＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号、前記車速センサの出力信号、および前記ジャイロの出力信号をもとに、車両の現在位置である前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方角情報を取得することを特徴とする請求項８記載の仮想空間画像表示装置。
- キーボード、マウスまたは操作パッドを含む入力装置を備え、前記注目点取得手段は、前記入力装置がユーザにより操作されることで入力された信号をもとに、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方角情報を取得することを特徴とする請求項８記載の仮想空間画像表示装置。
- 外部のサーバシステムから前記遠景用の描画対象の遠景画像を受信する通信手段を備え、
前記通信手段は、前記遠景用の描画対象の遠景画像を、前記注目点がその分割範囲の域内に入る前に前記サーバシステムから前記記録媒体へダウンロードすることを特徴とする請求項８記載の仮想空間画像表示装置。 - 前記遠景用の描画対象の遠景画像は、あらかじめレンダリング処理が施されていることを特徴とする請求項８記載の仮想空間画像表示装置。
- 地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像としてコンピュータに描画させ表示させるための仮想空間画像表示プログラムであって、
前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記録媒体に保持する手順と、
前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記録媒体に保持する手順と、
注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する手順と、
近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された三次元地図データから検索する手順と、
リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換する手順と、
遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記録媒体に保持された遠景画像から検索する手順と、
合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する手順と、
をコンピュータに実行させるための仮想空間画像表示プログラム。 - 前記分割範囲ごとに前記記録媒体に保持する前記遠景用の描画対象の遠景画像は、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲とその遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで、前記分割範囲および前記方角ごとに記録媒体に保持することを特徴とする請求項１４記載の仮想空間画像表示プログラム。
- 前記注目点取得手段は、ＧＰＳ受信機により受信されるＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号、車速センサの出力信号、およびジャイロの出力信号をもとに、車両の現在位置である前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方角情報を取得することを特徴とする請求項１４記載の仮想空間画像表示プログラム。
- 前記注目点取得手段は、入力装置がユーザにより操作されることで入力された信号をもとに、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方角情報を取得することを特徴とする請求項１４記載の仮想空間画像表示プログラム。
- 前記注目点が分割範囲の域内に入る前に、その分割範囲の遠景画像を外部のサーバシステムから通信手段により受信し、前記記録媒体へダウンロードする手順を備えたことを特徴とする請求項１４記載の仮想空間画像表示プログラム。
- 前記遠景用の描画対象の遠景画像は、あらかじめレンダリング処理が施されていることを特徴とする請求項１４記載の仮想空間画像表示プログラム。
- 地図データ上の注目点から任意の方角を眺めたときにその方角に位置する前記地図データ上の描画対象物を、前記描画対象物の三次元地図データをもとに透視図法による地図画像として描画し表示する仮想空間画像表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記地図データ上を所定の範囲ごとに分割したときの各分割範囲内の描画対象の三次元地図データを、その分割範囲ごとに記憶手段に保持する手順と、
前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲と前記方角に対応させて記憶手段に保持する手順と、
注目点取得手段が、前記注目点の位置情報と、前記注目点における視線方向または進行方向についての視線方角情報を取得する手順と、
近隣地図データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内の描画対象を含む、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象の三次元地図データを、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記憶手段に保持された三次元地図データから検索する手順と、
リアルタイムレンダリング手段が、前記検索された三次元地図データをレンダリング処理し、前記視線方向または進行方向に位置する近景用の描画対象を透視図法による地図画像へ変換する手順と、
遠景データ検索手段が、前記注目点が存在する分割範囲内から前記視線方向または進行方向を眺めたときに得られる遠景画像を、前記取得された注目点の位置情報および視線方角情報をもとに、前記記憶手段に保持された遠景画像から検索する手順と、
合成手段が、前記透視図法による地図画像へ変換された近景用の描画対象を、前記検索された遠景画像へ上書きして合成し、前記注目点における視線方向または進行方向の透視図法による地図画像として描画し表示する手順とをコンピュータに実行させるための仮想空間画像表示プログラムを記録し、
前記記憶手段に保持する遠景用の描画対象の遠景画像は、前記分割範囲内から周囲を眺めたときに得られる前記地図データ上の方角ごとの遠景用の描画対象の遠景画像を、前記分割範囲とその遠景用の描画対象との距離に応じた大きさで、前記分割範囲および前記方角ごとに記憶手段に保持する、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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