JP4672493B2 - 3D graphic display device and 3D graphic display method - Google Patents

3D graphic display device and 3D graphic display method Download PDF

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Description

この発明は、３次元図形をメモリ容量が制限された環境で効率的に表示する３次元図形表示装置および３次元図形表示方法に関する。   The present invention relates to a three-dimensional graphic display device and a three-dimensional graphic display method for efficiently displaying a three-dimensional graphic in an environment with a limited memory capacity.

近年、パーソナルコンピュータシステムにおいて３次元の図形（地図を含む）を表示させる３次元図形表示装置および３次元図形表示ソフトウェアが提供されている。これらによれば、３次元図形を見る際の視点の位置や視線の方向を、例えばマウスやキーボードといった入力装置を用いて設定することにより、３次元図形をあたかも近くで見ている、または遠くで見ているように、その表示位置や表示角度を制御することができる。このような３次元図形は、一般に、３次元座標によって構成された３次元図形データと、この３次元図形データで示された複数の座標点によって形成される平面の色彩や模様を表した２次元テクスチャデータとによって表される。   In recent years, a three-dimensional graphic display device and three-dimensional graphic display software for displaying a three-dimensional graphic (including a map) in a personal computer system have been provided. According to these, the position of the viewpoint and the direction of the line of sight when viewing the three-dimensional figure are set by using an input device such as a mouse or a keyboard, for example, as if the three-dimensional figure is viewed close or far away. As you can see, the display position and display angle can be controlled. Such a three-dimensional figure is generally a two-dimensional representation of the color or pattern of a plane formed by three-dimensional figure data constituted by three-dimensional coordinates and a plurality of coordinate points indicated by the three-dimensional figure data. Represented by texture data.

従来の３次元画像表示方法の一例は、たとえば、非特許文献１に示されている。この３次元画像表示方法では、視点位置からの距離に応じて建物等の形状であるオブジェクトの詳細度を変えて表示するＬＯＤ（Level of Detail）機能が使用される。ＬＯＤ機能は、「視点位置から遠い距離に存在するオブジェクトは詳しく見えない」という物の見え方に基づいて、１つのオブジェクトに対して詳細度の異なる複数のモデルを記述しておき、視点位置からの距離が近いオブジェクトは詳細に表示し、視点位置から遠いオブジェクトは粗く表示する（または表示しない）という機能である。ＬＯＤ機能により、表示画像の見栄えが損なわれることを低減しつつ少ないデータ量でレンダリングすることができ、これにより、３次元画像の表示速度を向上させている。   An example of a conventional three-dimensional image display method is shown in Non-Patent Document 1, for example. In this three-dimensional image display method, an LOD (Level of Detail) function is used in which the level of detail of an object having a shape such as a building is changed according to the distance from the viewpoint position. The LOD function describes a plurality of models with different degrees of detail for one object based on the appearance of an object that “the object existing at a distance far from the viewpoint position cannot be seen in detail”. This is a function that displays an object with a short distance in detail and displays an object far from the viewpoint position roughly (or does not display it). The LOD function enables rendering with a small amount of data while reducing the deterioration of the appearance of the display image, thereby improving the display speed of the three-dimensional image.

このようなＬＯＤ機能を有する３次元図形表示装置においては、大容量データメモリの中に、視点が近距離の場合に表示すべき図形を規定する近距離用３次元図形データおよび近距離用２次元テクスチャデータと、視点が遠距離の場合に表示すべき図形を規定する遠距離用３次元図形データおよび遠距離用２次元テクスチャデータが格納される。そして、入力装置によって指示された仮想的な視点と３次元図形との距離に応じて、大容量データメモリから１セットの近距離用３次元図形データおよび近距離用２次元テクスチャデータまたは１セットの遠距離用３次元図形データおよび遠距離用２次元テクスチャデータが読み出されて表示用メモリに格納され、この表示用メモリに格納されたデータに基づいて表示装置に３次元図形が表示される。   In such a three-dimensional graphic display device having the LOD function, the short-distance three-dimensional graphic data and the short-distance two-dimensional data that define the graphic to be displayed when the viewpoint is short distance are stored in the large-capacity data memory. The texture data, the long-distance three-dimensional graphic data and the long-distance two-dimensional texture data defining the graphic to be displayed when the viewpoint is a long distance are stored. Then, according to the distance between the virtual viewpoint pointed to by the input device and the three-dimensional figure, a set of short-distance three-dimensional graphic data and short-distance two-dimensional texture data or a set of short-distance data from the large-capacity data memory. The long-distance three-dimensional graphic data and the long-distance two-dimensional texture data are read out and stored in the display memory, and the three-dimensional graphic is displayed on the display device based on the data stored in the display memory.

なお、関連する技術として、特許文献１は、表示動作を高速化し、スクロール表示の性能を向上させる３次元画像表示装置を開示している。この３次元画像表示装置は、仮想的な視点位置を移動させつつ仮想的な視点位置からの３次元画像を表示画面に表示させる３次元画像表示装置において、建物および道路の情報を含み、複数の領域からなる３次元地形データのうちで、仮想的な視点位置からの視野に入らない領域の３次元地形データの入力を省略し、仮想的な視点位置からの視野に入る領域の３次元地形データを選択する領域選択部と、領域選択部が選択した３次元地形データに基づいて仮想的な視点位置からの３次元画像を表示画面に表示させるレンダリング部とを備えている。   As a related technique, Patent Document 1 discloses a three-dimensional image display device that speeds up a display operation and improves scroll display performance. This three-dimensional image display device is a three-dimensional image display device that displays a three-dimensional image from a virtual viewpoint position on a display screen while moving the virtual viewpoint position. Of the 3D terrain data composed of regions, the input of 3D terrain data for regions that do not enter the field of view from the virtual viewpoint position is omitted, and the 3D terrain data of the region that enters the field of view from the virtual viewpoint position is omitted. And a rendering unit that displays a 3D image from a virtual viewpoint position on the display screen based on the 3D terrain data selected by the region selection unit.

Jed Hartman, Josie Wernecke著、「ＶＲＭＬ ２．０ハンドブック Ｗｅｂ上の世界に動きを」、Silicon Graphic, Inc.Jed Hartman, Josie Wernecke, “VRML 2.0 Handbook: Moving the World on the Web”, Silicon Graphic, Inc. 特開平２００１−２２９４０２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-229402

上述した従来のＬＯＤ機能を有する３次元図形表示装置においては、入力装置によって指示された仮想的な視点位置の移動に応じて３次元図形の画像表示が切り替えられる際には、大容量データメモリと表示用メモリとの間でデータの入れ替えが頻繁に発生し、３次元図形の画像表示を更新する速度が低下するとともに、データの入れ替えに伴う表示内容の相違が頻繁に発生して３次元図形を眺める者にとって表示品質が低下するといった問題がある。   In the above-described conventional three-dimensional graphic display device having the LOD function, when the image display of the three-dimensional graphic is switched in accordance with the movement of the virtual viewpoint position designated by the input device, a large-capacity data memory and The data exchange with the display memory frequently occurs, the speed of updating the image display of the three-dimensional figure decreases, and the difference in the display contents accompanying the data exchange frequently occurs, resulting in the three-dimensional figure. There is a problem that display quality is lowered for the viewer.

特に、計算機ネットワークを介して全体を構成し、大容量データメモリをネットワーク上のサーバに置き、表示装置および表示用メモリをネットワーク上のクライアントに置く構成においては、データの入れ替えが発生するとネットワーク全体の情報伝達効率を下げるという問題がある。   In particular, in a configuration in which the whole is configured via a computer network, a large-capacity data memory is placed on a server on the network, and a display device and a display memory are placed on a client on the network, There is a problem of lowering information transmission efficiency.

この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、３次元図形を表示するためのデータの入れ替えを迅速に行い、また、データの入れ替えに伴う表示品質の低下を防ぐことができる３次元図形表示装置および３次元図形表示方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can quickly replace data for displaying a three-dimensional figure, and can prevent deterioration in display quality due to the replacement of data. It is an object to provide a three-dimensional graphic display device and a three-dimensional graphic display method.

この発明に係る３次元図形表示装置は、３次元図形を規定する３次元図形データと３次元図形の表面を彩色するための２次元テクスチャデータとに基づき３次元図形を表示する３次元図形表示装置であって、３次元図形を表示する表示装置と、表示装置に送って３次元図形を表示させるための３次元図形データと２次元テクスチャデータのセットを記憶する表示用メモリと、表示精度が異なる複数の３次元図形にそれぞれ対応する複数の３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを記憶した大容量データメモリと、視点位置を指示する位置指示装置と、位置指示装置による指示に基づき視点位置の移動を予測する視点位置予測部と、視点位置予測部によって予測された視点位置と３次元図形との距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを記憶する中間メモリと、位置指示装置によって指示された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリまたは中間メモリから読み出して表示用メモリに送り、且つ、視点位置予測部によって予測された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリから読み出して中間メモリに送るメモリ制御部とを備えている。   A three-dimensional graphic display device according to the present invention displays a three-dimensional graphic based on three-dimensional graphic data defining the three-dimensional graphic and two-dimensional texture data for coloring the surface of the three-dimensional graphic. However, the display accuracy differs between a display device that displays a three-dimensional graphic and a display memory that stores a set of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data that are sent to the display device to display the three-dimensional graphic. A large-capacity data memory storing a set of a plurality of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data respectively corresponding to a plurality of three-dimensional graphics, a position indicating device for indicating a viewpoint position, and a viewpoint based on an instruction from the position indicating device A viewpoint position prediction unit that predicts movement of the position, three-dimensional graphic data according to the distance between the viewpoint position predicted by the viewpoint position prediction unit and the three-dimensional graphic; An intermediate memory that stores a set of three-dimensional texture data, and a large-capacity data memory or an intermediate set of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data corresponding to the distance between the viewpoint position indicated by the position pointing device and the three-dimensional graphic Reading from the memory and sending it to the display memory, and reading from the large-capacity data memory a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the viewpoint position predicted by the viewpoint position prediction unit and the 3D graphic And a memory control section for sending to the intermediate memory.

この発明に係る３次元図形表示方法は、３次元図形を規定する３次元図形データと３次元図形の表面を彩色するための２次元テクスチャデータとが記憶された表示用メモリの内容に基づき３次元図形を表示する３次元図形表示方法であって、表示精度が異なる複数の３次元図形にそれぞれ対応する複数の３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリに記憶するステップと、視点位置を指示するステップと、指示に基づき視点位置の移動を予測するステップと、予測された視点位置と３次元図形との距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを中間メモリに記憶するステップと、指示された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリまたは中間メモリから読み出して表示用メモリに送り、且つ、予測された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリから読み出して中間メモリに送るステップとを備えている。   The three-dimensional graphic display method according to the present invention is based on the contents of a display memory in which three-dimensional graphic data defining a three-dimensional graphic and two-dimensional texture data for coloring the surface of the three-dimensional graphic are stored. A 3D graphic display method for displaying a graphic, comprising: storing a set of a plurality of 3D graphic data and a 2D texture data respectively corresponding to a plurality of 3D graphics having different display accuracy in a large capacity data memory; A step of instructing the viewpoint position, a step of predicting movement of the viewpoint position based on the instruction, and a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the predicted viewpoint position and the 3D graphic A step of storing in the intermediate memory, and a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the instructed viewpoint position and the distance of the 3D graphic A set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the predicted viewpoint position and the 3D graphic is read from the large capacity data memory or the intermediate memory and sent to the display memory. Reading and sending to the intermediate memory.

この発明によれば、予測された視点位置と３次元図形との距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを中間メモリに記憶しておき、指示された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリまたは中間メモリから読み出して表示用メモリに送って３次元図形を表示させるようにしたので、中間メモリから表示用メモリへのデータ転送を高速にでき、３次元図形を表示するためのデータの入れ替えを迅速に行うことができる。また、データの入れ替えを高速にできるので、データの入れ替えに伴う表示品質の低下を防ぐことができる。   According to this invention, a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the predicted viewpoint position and the 3D graphic is stored in the intermediate memory, and the instructed viewpoint position and 3D data are stored. Since a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance of the graphic is read from the large-capacity data memory or the intermediate memory and sent to the display memory to display the 3D graphic, it is displayed from the intermediate memory. The data can be transferred to the main memory at high speed, and the data for displaying the three-dimensional figure can be replaced quickly. In addition, since the data can be exchanged at high speed, it is possible to prevent the display quality from being lowered due to the exchange of data.

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元図形表示装置は、表示装置１０１、位置指示装置１０２、表示用メモリ１０３、中間メモリ１０４、大容量データメモリ１０５および計算機の中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１０６から構成されている。中央処理装置１０６は、視点位置予測部１０７およびメモリ制御部１０８を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphic display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The three-dimensional graphic display device includes a display device 101, a position pointing device 102, a display memory 103, an intermediate memory 104, a large-capacity data memory 105, and a central processing unit (CPU) 106 of a computer. . The central processing unit 106 includes a viewpoint position prediction unit 107 and a memory control unit 108.

表示装置１０１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などから構成されており、表示用メモリ１０３から送られてくるデータに基づいて、３次元図形の画像を２次元平面上に表示する。位置指示装置１０２は、例えばマウスやキーボードなどから構成されており、表示装置１０１に表示される３次元図形を眺める地点を表す視点位置および３次元図形を眺める方向を表す視線方向を指示するために使用される。この位置指示装置１０２によって指定された視点位置および視線方向は、中央処理装置１０６に送られる。   The display device 101 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), a CRT (Cathode Ray Tube), and the like, and based on data sent from the display memory 103, a three-dimensional graphic image is displayed on a two-dimensional plane. To display. The position indicating device 102 is composed of, for example, a mouse, a keyboard, and the like, in order to indicate a viewpoint position indicating a point where the 3D graphic displayed on the display device 101 is viewed and a line-of-sight direction indicating the direction of viewing the 3D graphic. used. The viewpoint position and line-of-sight direction designated by the position pointing device 102 are sent to the central processing unit 106.

表示用メモリ１０３は、表示装置１０１に表示する３次元図形を表すデータを保持する。この表示用メモリ１０３が保持するデータは、中央処理装置１０６のメモリ制御部１０８の制御によって書き込まれる。中間メモリ１０４は、キャッシュメモリの機能を有し、表示装置１０１に表示すべき３次元図形を表すデータを保持する。この中間メモリ１０４に保持されるデータは、視点位置予測部１０７およびメモリ制御部１０８の制御によって書き込まれる。   The display memory 103 holds data representing a three-dimensional figure displayed on the display device 101. The data held in the display memory 103 is written under the control of the memory control unit 108 of the central processing unit 106. The intermediate memory 104 has a cache memory function and holds data representing a three-dimensional figure to be displayed on the display device 101. The data held in the intermediate memory 104 is written under the control of the viewpoint position prediction unit 107 and the memory control unit 108.

大容量データメモリ１０５は、表示対象以外も含めた３次元図形に関する全てのデータを保持する。この大容量データメモリ１０５に保持されるデータの詳細は後述する。中央処理装置１０６は、表示装置１０１、位置指示装置１０２、表示用メモリ１０３、中間メモリ１０４、大容量データメモリ１０５を制御する他、図示しないその他の周辺機器を制御する。この中央処理装置１０６は、上述したように、視点位置予測部１０７およびメモリ制御部１０８を備えている。   The large-capacity data memory 105 holds all data related to the three-dimensional figure including other than the display target. Details of the data held in the large-capacity data memory 105 will be described later. The central processing unit 106 controls the display device 101, the position pointing device 102, the display memory 103, the intermediate memory 104, and the large-capacity data memory 105, as well as other peripheral devices not shown. As described above, the central processing unit 106 includes the viewpoint position prediction unit 107 and the memory control unit 108.

視点位置予測部１０７は、例えば数秒間隔で位置指示装置１０２から送られてくる視点位置と視線方向とから視点位置の移動を予測し、数秒後の視点位置および視線方向を算出する。この視点位置予測部１０７で予測された視点位置および視線方向を表すデータは、メモリ制御部１０８に送られる。   The viewpoint position prediction unit 107 predicts the movement of the viewpoint position from the viewpoint position and the line-of-sight direction sent from the position pointing device 102 at intervals of several seconds, for example, and calculates the viewpoint position and the line-of-sight direction after a few seconds. Data representing the viewpoint position and the line-of-sight direction predicted by the viewpoint position prediction unit 107 is sent to the memory control unit 108.

メモリ制御部１０８は、大容量データメモリ１０５の中のどの部分のデータを表示用メモリ１０３や中間メモリ１０４に転送するかを制御する。より詳しくは、メモリ制御部１０８は、位置指示装置１０２から得られた視点位置と３次元図形との間の距離をもとに、大容量データメモリ１０５から適切なデータを読み出し、表示用メモリ１０３に送る。また、メモリ制御部１０８は、視点位置予測部１０７から送られてくる予測された視点位置と３次元図形との間の距離をもとに、大容量データメモリ１０５から適切なデータを読み出し、中間メモリ１０４に送る。   The memory control unit 108 controls which part of the large-capacity data memory 105 is transferred to the display memory 103 or the intermediate memory 104. More specifically, the memory control unit 108 reads appropriate data from the large-capacity data memory 105 based on the distance between the viewpoint position obtained from the position pointing device 102 and the three-dimensional figure, and displays the display memory 103. Send to. Further, the memory control unit 108 reads appropriate data from the large-capacity data memory 105 based on the distance between the predicted viewpoint position sent from the viewpoint position prediction unit 107 and the three-dimensional figure, Send to memory 104.

次に、この実施の形態１に係る３次元図形表示装置で取り扱われるデータについて説明する。３次元図形は、３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットによって表現される。３次元図形データは、物体、特に地球上の地物（山岳、河川、建造物、道路など）の３次元構造を保持しつつモデル化したデータであり、３次元座標によって構成されている。２次元テクスチャデータは、３次元図形データで示された複数の座標点によって形成される平面の色彩や模様を表したデータである。   Next, data handled by the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment will be described. A three-dimensional figure is represented by a set of three-dimensional figure data and two-dimensional texture data. The three-dimensional graphic data is data modeled while maintaining the three-dimensional structure of an object, particularly a feature on the earth (mountains, rivers, buildings, roads, etc.), and is constituted by three-dimensional coordinates. The two-dimensional texture data is data representing the color and pattern of a plane formed by a plurality of coordinate points indicated by the three-dimensional graphic data.

大容量データメモリ１０５には、図１に示すように、各３次元図形に対応して、視点が近距離の場合に表示すべき図形を規定した近距離用３次元図形データ２０１および近距離用２次元テクスチャデータ２０２と、視点が遠距離の場合に表示すべき図形を規定した遠距離用３次元図形データ２０３および遠距離用２次元テクスチャデータ２０４が格納されている。   In the large-capacity data memory 105, as shown in FIG. 1, the short-distance three-dimensional graphic data 201 defining the graphic to be displayed when the viewpoint is short-distance corresponding to each three-dimensional graphic and the short-distance data Two-dimensional texture data 202, long-distance three-dimensional graphic data 203 and long-distance two-dimensional texture data 204 defining a graphic to be displayed when the viewpoint is a long distance are stored.

図２は、３次元図形データに基づいて、３次元地形を表示した例を示す。近距離用３次元図形データ２０１は、地面上の位置と高度とを東西（経度軸）および南北（緯度軸）の５０メートルごとに記述したデジタル標高モデルデータであり、近距離用２次元テクスチャデータ２０２は、東西５０メートルおよび南北５０メートルごとの領域の航空写真をデジタル化した画像データである。図２において、符号２１１は３次元図形データによって示される位置を表し、符号２１２は緯度軸および経度軸上における高度を計測する地点を表し、符号２１３は座標系を表す。このような形式のデータはデジタル標高モデル（ＤＥＭ：Digital Elevation Model）と呼ばれる。   FIG. 2 shows an example in which 3D terrain is displayed based on 3D graphic data. The short-distance three-dimensional graphic data 201 is digital elevation model data in which the position and altitude on the ground are described every 50 meters in the east-west (longitude axis) and north-south (latitude axis), and short-distance two-dimensional texture data. Reference numeral 202 denotes image data obtained by digitizing an aerial photograph of an area every 50 meters from east to west and 50 meters from north to south. In FIG. 2, reference numeral 211 represents a position indicated by three-dimensional graphic data, reference numeral 212 represents a point at which altitude is measured on the latitude axis and longitude axis, and reference numeral 213 represents a coordinate system. Data in such a format is called a digital elevation model (DEM).

また、遠距離用３次元図形データ２０３は、地面上の位置と高度とを東西（経度軸）および南北（緯度軸）の５００メートルごとに記述したデジタル標高モデルデータであり、遠距離用２次元テクスチャデータ２０４は、東西５００メートルおよび南北５００メートルごとの領域の航空写真をデジタル化した画像データである。なお、この実施の形態１では、近距離用３次元図形データと遠距離用３次元図形データといった２段階で構成しているが、この段階は２段階に限定されず任意に決定できる。   The long-distance three-dimensional graphic data 203 is digital elevation model data in which the position and altitude on the ground are described every 500 meters in the east-west (longitude axis) and north-south (latitude axis). The texture data 204 is image data obtained by digitizing an aerial photograph of an area every 500 meters from east to west and every 500 meters from north to south. In the first embodiment, the three-dimensional graphic data for short distance and the three-dimensional graphic data for long distance are configured in two stages, but this stage is not limited to two stages and can be arbitrarily determined.

図３は、３次元図形の表示を説明するための図である。３次元図形は、表示装置１０１の２次元表示面３０２上に展開される。３次元図形を見る視点が、位置指示装置１０２によって２次元表示面３０２の上方に指定され、視野角を９０度（視線方向の周囲に各々４５度）とし、視線方向を鉛直方向の下向きとすると、図２（ａ）に示すように、地表の標高０の面に対する相対高度１００メートルの場合（３０４Ａ）は、２次元表示面３０２には東西・南北に各２００メートルの３次元図形データ（３０５Ａ）が表示されていると、ユーザは、３次元図形の全体を見渡すことができる。また、視野角および視線方向の条件が同じで、相対高度１０００メートルの場合（３０４Ｂ)は、２次元表示面３０２には、東西・南北に各２０００メートルの３次元図形データ（３０５Ｂ）が表示されていると、ユーザは、３次元図形の全体を見渡すことができる。ただし、この場合のデータ量は、データを記録している密度が同じであれば、相対高度１００メートルの場合の（１０００／１００）2、すなわち１００倍となる。 FIG. 3 is a diagram for explaining display of a three-dimensional figure. The three-dimensional figure is developed on the two-dimensional display surface 302 of the display device 101. The viewpoint for viewing the three-dimensional figure is specified above the two-dimensional display surface 302 by the position pointing device 102, the viewing angle is 90 degrees (each 45 degrees around the viewing direction), and the viewing direction is downward in the vertical direction. As shown in FIG. 2 (a), in the case of a relative altitude of 100 meters with respect to the surface of elevation 0 on the ground surface (304A), the two-dimensional display surface 302 has three-dimensional graphic data (305A) of east, west, north and south. ) Is displayed, the user can look over the entire three-dimensional figure. When the viewing angle and viewing direction conditions are the same and the relative altitude is 1000 meters (304B), 3D graphic data (305B) of 2000 meters is displayed on the two-dimensional display surface 302 in the east-west and north-south directions. The user can look over the entire three-dimensional figure. However, the amount of data in this case is (1000/100) 2 at a relative altitude of 100 meters, that is, 100 times if the density at which data is recorded is the same.

３次元図形表示装置は、一般に、その内部にデータ切り替えの基準として使用される相対高度を保持している。たとえば、相対高度８００メートルを基準とするとき、相対高度８００メートル未満では、近距離用３次元図形データ２０１に基づく３次元図形を表示し、相対高度８００メートル以上では、遠距離用３次元図形データ２０３に基づく３次元図形を表示する。この表示の切り替えは、たとえば相対高度が１００メートルから順次上昇し、８００メートルに至るまでは、表示すべき領域が広がるに従って新たに表示に必要となった領域の近距離用３次元図形データを大容量データメモリ１０５から表示用メモリ１０３に転送することにより行われる。相対高度が８００メートルを超えた場合は、必要となった領域の遠距離用３次元図形データを、大容量データメモリ１０５から表示用メモリ１０３に転送して格納することにより表示が行われる。   A three-dimensional graphic display device generally holds a relative altitude used as a data switching reference. For example, when a relative altitude of 800 meters is used as a reference, a three-dimensional graphic based on the short-distance three-dimensional graphic data 201 is displayed at a relative altitude of less than 800 m, and a long-distance three-dimensional graphic data at a relative altitude of 800 m or higher. A three-dimensional figure based on 203 is displayed. For example, when the relative altitude rises from 100 meters to 800 meters and the area to be displayed expands, the display of the near-distance three-dimensional graphic data of the area that is newly required for display increases. This is performed by transferring the data from the capacity data memory 105 to the display memory 103. When the relative altitude exceeds 800 meters, display is performed by transferring the long-distance three-dimensional graphic data of the required area from the large-capacity data memory 105 to the display memory 103 and storing it.

次に、上記のように構成される、この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置の作を説明する。   Next, the operation of the three-dimensional graphic display device according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above will be described.

この３次元図形表示装置においては、初期動作の場合、つまり初めて位置指示装置１０２によって視点位置、視野角、視点高度が設定された場合には、メモリ制御部１０８は、設定された高度に応じて必要となる範囲の近距離用３次元図形データ２０１と近距離用２次元テクスチャデータ２０２とのセット、または、遠距離用３次元図形データ２０３と遠距離用２次元テクスチャデータ２０４とのセットを大容量データメモリ１０５から読み出し、表示用メモリ１０３に転送する。これにより、表示用メモリ１０３には、図１に示すように、１セットの３次元図形データ２０５および２次元テクスチャデータ２０６が格納される。表示装置１０１は、表示用メモリ１０３から３次元図形データ２０５および２次元テクスチャデータ２０６を取得して３次元図形の画像を作成し、画面に表示する。これにより、視点位置および視線方向に応じて、実際の物体の見え方を模擬した遠近法によって可視化された３次元図形３０１が表示装置１０１に表示される。   In this three-dimensional graphic display device, in the case of an initial operation, that is, when the viewpoint position, the viewing angle, and the viewpoint altitude are set for the first time by the position pointing device 102, the memory control unit 108 responds to the set altitude. The set of the short-distance 3D graphic data 201 and the short-distance 2D texture data 202 or the set of the long-distance 3D graphic data 203 and the long-distance 2D texture data 204 is large. The data is read from the capacity data memory 105 and transferred to the display memory 103. As a result, the display memory 103 stores a set of 3D graphic data 205 and 2D texture data 206 as shown in FIG. The display device 101 acquires the 3D graphic data 205 and the 2D texture data 206 from the display memory 103, creates an image of the 3D graphic, and displays it on the screen. As a result, a three-dimensional graphic 301 visualized by a perspective method that simulates the appearance of an actual object is displayed on the display device 101 in accordance with the viewpoint position and the line-of-sight direction.

初期動作において、表示に必要なデータが表示用メモリ１０３に転送された後に、新たな視点位置に基づくデータの転送が不要な場合であっても、視点位置予測部１０７およびメモリ制御部１０８の制御により、一部分のデータ（近距離用３次元図形データ２０１と近距離用２次元テクスチャデータ２０２とのセット、または、遠距離用３次元図形データ２０３と遠距離用２次元テクスチャデータ２０４とのセット）が大容量データメモリ１０５から中間メモリ１０４に送られる。これにより、中間メモリ１０４には、図１に示すように、以後に表示に使用される蓋然性が高い３次元図形データ２０７と２次元テクスチャデータ２０８とのセットが格納される。なお、図１では、１セットの３次元図形データ２０７と２次元テクスチャデータ２０８が中間メモリ１０４に格納された例を示しているが、多くの場合は複数セットが中間メモリ１０４に格納される。   In the initial operation, the control of the viewpoint position prediction unit 107 and the memory control unit 108 is performed even when it is not necessary to transfer the data based on the new viewpoint position after the data necessary for display is transferred to the display memory 103. Thus, a part of the data (a set of the short-distance three-dimensional graphic data 201 and the short-distance two-dimensional texture data 202 or a long-distance three-dimensional graphic data 203 and the long-distance two-dimensional texture data 204) Is sent from the large-capacity data memory 105 to the intermediate memory 104. As a result, as shown in FIG. 1, the intermediate memory 104 stores a set of 3D graphic data 207 and 2D texture data 208 that are likely to be used for subsequent display. 1 shows an example in which one set of three-dimensional graphic data 207 and two-dimensional texture data 208 is stored in the intermediate memory 104, but in many cases, a plurality of sets are stored in the intermediate memory 104.

この場合、視点位置予測部１０７は、次のように動作する。図４は、近距離用または遠距離用３次元図形データによって表された３次元図形の分布を示す図である。近距離用または遠距離用３次元図形データで表される地表面の範囲をある大きさで区切ったものをメッシュと呼ぶ。メッシュは階層的に構成されており、小規模メッシュ３１１は、近距離用３次元図形データ２０１については、例えば５０×５０メートルの領域を東西・南北に１０個ずつならべた、５００メートル四方の領域から成るものとする。中規模メッシュ３１２は、小規模メッシュ３１１を東西・南北に３個ずつならべた、１５００メートル四方の領域から成るものとする。大規模メッシュ３１３は、中規模メッシュ３１２を東西・南北に３個ずつならべた、４５００メートル四方の領域から成るものとする。大容量データメモリ１０５から表示用メモリ１０３または中間メモリ１０４へのデータ転送、および、中間メモリ１０４から表示用メモリ１０３へのデータ転送は、メッシュ単位で行われる。   In this case, the viewpoint position prediction unit 107 operates as follows. FIG. 4 is a diagram showing a distribution of a three-dimensional graphic represented by short-distance or long-distance three-dimensional graphic data. A mesh obtained by dividing the range of the ground surface represented by the short-distance or long-distance three-dimensional graphic data by a certain size is called a mesh. The mesh is structured in a hierarchical manner, and the small-scale mesh 311 is a 500-meter square area in which, for the short-distance three-dimensional graphic data 201, for example, 10 areas of 50 × 50 meters are arranged in the east / west / north / south direction. It shall consist of The medium-scale mesh 312 is composed of a 1500-meter square area in which three small-scale meshes 311 are arranged in the east-west and north-south directions. The large-scale mesh 313 is composed of a 4500-meter square area in which three medium-scale meshes 312 are arranged in the east-west and north-south directions. Data transfer from the large-capacity data memory 105 to the display memory 103 or the intermediate memory 104 and data transfer from the intermediate memory 104 to the display memory 103 are performed in units of meshes.

今、ある時点において、視点の相対高度が切り替えの基準として設定されている基準高度（例えば８００メートルとする）以下であって、視点位置が中規模メッシュ３１２Ａ内の小規模メッシュ（１）に静止しており、この小規模メッシュ（１）が表示用メモリ１０３に格納されている場合を想定する。人間は、通常、視点を滑らかに移動するよう位置指示装置１０２を制御することが予想されるので、位置指示装置１０２が特段の動きを見せていない間は、中間メモリ１０４の容量が許容する限り、大容量データメモリ１０５に格納されている近距離用３次元図形データが中規模メッシュ３１２Ａ内の小規模メッシュ（２）、（３）、（４）、・・・の順に中間メモリ１０４に転送される。   Now, at a certain point in time, the relative altitude of the viewpoint is equal to or lower than a reference altitude (for example, 800 meters) set as the switching reference, and the viewpoint position is stationary on the small-scale mesh (1) in the medium-scale mesh 312A. The small-scale mesh (1) is assumed to be stored in the display memory 103. Since a human is normally expected to control the position pointing device 102 so as to move the viewpoint smoothly, as long as the position pointing device 102 does not show any particular movement, as long as the capacity of the intermediate memory 104 allows. The three-dimensional graphic data for short distance stored in the large-capacity data memory 105 is transferred to the intermediate memory 104 in the order of the small-scale mesh (2), (3), (4),. Is done.

また、位置指示装置１０２の操作によって、視点の高度が上昇し、遠距離用３次元図形データ２０３に基づく３次元図形を表示する必要が生じることも予想される。そこで、現在の相対高度と基準高度との差が評価される。例えば、高度順＝「（基準高度−現在の相対高度）／１００」を計算することにより得られた値を転送の順番に設定し、中規模メッシュ３１２Ａ内の小規模メッシュの転送の順番を制御する。今、現在の相対高度が４５０メートルとすると、高度順＝（８００−４５０）／１００＝３．５であるから、小規模メッシュ（２）、（３）を転送した後、該当する遠距離用３次元図形データ２０３の転送を行い、その後、小規模メッシュ（４）、（５）、・・・の転送を行う。   Further, it is expected that the operation of the position pointing device 102 raises the altitude of the viewpoint, and it becomes necessary to display a three-dimensional graphic based on the long-distance three-dimensional graphic data 203. Therefore, the difference between the current relative altitude and the reference altitude is evaluated. For example, the value obtained by calculating the altitude order = “(reference altitude−current relative altitude) / 100” is set as the transfer order, and the transfer order of the small meshes in the medium-scale mesh 312A is controlled. To do. Assuming that the current relative altitude is 450 meters, since altitude order = (800−450) /100=3.5, after transferring small meshes (2) and (3), the corresponding long distance The three-dimensional graphic data 203 is transferred, and then the small meshes (4), (5),... Are transferred.

この実施の形態１に係る３次元図形表示装置においては、近距離用３次元図形データ２０１および遠距離用３次元図形データ２０３が上述した順に中間メモリ１０４に格納されるので、視点位置の移動が滑らかに行われた場合、表示に必要となる近距離用または遠距離用３次元図形データが中間メモリ１０４に存在する確率が高くなる。その結果、表示に必要となる近距離用または遠距離用３次元図形データを中間メモリ１０４から表示用メモリ１０３に高速に転送できるので、３次元図形の表示を円滑に行うことができる。なお、中間メモリ１０４のアドレス空間と表示用メモリ１０３のアドレス空間とを切り替えるように構成することもできる。この場合は、データの転送を伴わずに必要な３次元図形を表示させることができるので、３次元図形の表示をさらに円滑に行うことができる。   In the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment, the short-distance three-dimensional graphic data 201 and the long-distance three-dimensional graphic data 203 are stored in the intermediate memory 104 in the order described above. When it is performed smoothly, the probability that short-distance or long-distance three-dimensional graphic data necessary for display exists in the intermediate memory 104 increases. As a result, the short-distance or long-distance three-dimensional graphic data necessary for display can be transferred from the intermediate memory 104 to the display memory 103 at high speed, so that the three-dimensional graphic can be displayed smoothly. The address space of the intermediate memory 104 and the address space of the display memory 103 can be switched. In this case, since a necessary three-dimensional figure can be displayed without transferring data, the three-dimensional figure can be displayed more smoothly.

次に、視点位置が滑らかに移動している場合の動作を説明する。今、視点の相対高度が基準高度以下であって、視点位置が中規模メッシュ３１２Ａ内の小規模メッシュ（１）から、方位を８等分した際の北東方向へ移動している場合を想定する。視点位置が小規模メッシュ（１）を超えた場合、すなわち、視点位置の北東方向への移動が視点位置予測部１０７によって予測された場合、図４の中規模メッシュ３１２Ｂ内の小規模メッシュ（１）、（２）、・・・の順で、近距離用または遠距離用３次元図形データが大容量データメモリ１０５から中間メモリ１０４へ転送される。なお、中間メモリ１０４が満杯になった場合は、最も早い時期に転送されたデータであって、かつ、その時点の視点位置から中間メモリ１０４に転送しようとする小規模メッシュへ向かう線上にない小規模メッシュの近距離用または遠距離用３次元図形データから順に削除し、以て中間メモリ１０４に空き領域を作成するように構成できる。   Next, an operation when the viewpoint position moves smoothly will be described. It is assumed that the relative altitude of the viewpoint is below the reference altitude and the viewpoint position is moving from the small mesh (1) in the medium-scale mesh 312A in the northeast direction when the orientation is divided into eight equal parts. . When the viewpoint position exceeds the small mesh (1), that is, when the movement of the viewpoint position in the northeast direction is predicted by the viewpoint position prediction unit 107, the small mesh (1 in the medium scale mesh 312B in FIG. ), (2),..., The short-distance or long-distance three-dimensional graphic data is transferred from the large-capacity data memory 105 to the intermediate memory 104. When the intermediate memory 104 is full, it is the data transferred at the earliest time and is not on the line from the current viewpoint position to the small mesh to be transferred to the intermediate memory 104. It is possible to delete the large-scale mesh from the short-distance or long-distance three-dimensional graphic data in order and create a free area in the intermediate memory 104.

なお、上述した動作の説明では、視点位置が切り替えの基準高度未満である場合を想定したが、視点位置が切り替えの基準高度以上の場合も上記と同様にして大容量データメモリ１０５から中間メモリ１０４へのデータ転送が行われる。ただし、高度順の設定式は、例えば、高度順＝「（現在の相対高度／基準高度）＋１」として、現在の相対高度が２０００メートルの場合は、（２０００／８００）＋１＝３．５とする。   In the above description of the operation, it is assumed that the viewpoint position is less than the reference altitude for switching. However, when the viewpoint position is equal to or higher than the reference altitude for switching, the large-capacity data memory 105 to the intermediate memory 104 are similar to the above. Data transfer to is performed. However, the setting formula for the altitude order is, for example, altitude order = “(current relative altitude / reference altitude) +1”, and when the current relative altitude is 2000 meters, (2000/800) + 1 = 3.5. To do.

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置によれば、上述した構成により、視点位置の移動が滑らかに継続して行われている場合、視点位置の移動に追随して行われる３次元図形の表示の切り替えを、従来の３次元図形表示装置より高速に行うことができる。   As described above, according to the three-dimensional graphic display device according to Embodiment 1 of the present invention, when the movement of the viewpoint position is smoothly performed with the above-described configuration, the movement of the viewpoint position is performed. The switching of the display of the three-dimensional figure performed in accordance with the switching can be performed at a higher speed than the conventional three-dimensional figure display device.

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る３次元図形表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元図形表示装置は、ネットワーク１１０に接続されたクライアント１とサーバ２とから構成されている。ネットワーク１１０は、例えば、インターネットなどの計算機ネットワークから構成されている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphic display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. This three-dimensional graphic display device includes a client 1 and a server 2 connected to a network 110. The network 110 is composed of a computer network such as the Internet, for example.

クライアント１は、実施の形態１に係る３次元図形表示装置から大容量データメモリ１０５を除去することにより構成されている。このクライアント１は、中央処理装置１０６によってネットワーク１１０に接続されている。サーバ２は、サーバ計算機１０９と、このサーバ計算機１０９に接続された大容量データメモリ１０５とによって構成されている。大容量データメモリ１０５は、実施の形態１に係る３次元図形表示装置のそれと同じである。   The client 1 is configured by removing the large-capacity data memory 105 from the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment. The client 1 is connected to the network 110 by the central processing unit 106. The server 2 includes a server computer 109 and a large capacity data memory 105 connected to the server computer 109. The large-capacity data memory 105 is the same as that of the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment.

この実施の形態２に係る３次元図形表示装置の動作は、中央処理装置１０６と大容量データメモリ１０５との間のデータの送受がネットワーク１１０およびサーバ計算機１０９を経由して行われることを除けば、実施の形態１に係る３次元図形表示装置の動作と同じである。   The operation of the 3D graphic display apparatus according to the second embodiment is that data transmission / reception between the central processing unit 106 and the large-capacity data memory 105 is performed via the network 110 and the server computer 109. This is the same as the operation of the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment.

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る３次元図形表示装置によれば、実施の形態１に係る３次元図形表示装置と同様に、視点位置の移動が滑らかに継続して行われている場合、視点位置の移動に追随して行われる３次元図形の表示の切り替えを、従来の３次元図形表示装置より高速に行うことができる。   As described above, according to the three-dimensional graphic display device according to the second embodiment of the present invention, as in the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment, the movement of the viewpoint position continues smoothly. In this case, the switching of the display of the three-dimensional figure performed following the movement of the viewpoint position can be performed faster than the conventional three-dimensional figure display device.

なお、サーバ２は、サーバ計算機１０９内に、各クライアント向けの中間メモリ（図示しない）を設置するように構成することもできる。この構成により、大容量データメモリ１０５自体へのアクセス回数を減らすことが可能となる。   The server 2 can also be configured to install an intermediate memory (not shown) for each client in the server computer 109. With this configuration, the number of accesses to the large-capacity data memory 105 itself can be reduced.

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係る３次元図形表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元図形表示装置の構成は、大容量データメモリ１０５に格納されるデータの構造を除けば、実施の形態１に係る３次元図形表示装置の構成と同じである。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional graphic display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The configuration of the three-dimensional graphic display device is the same as that of the three-dimensional graphic display device according to the first embodiment except for the structure of data stored in the large-capacity data memory 105.

実施の形態１および実施の形態２に係る３次元図形表示装置においては、近距離用３次元図形データ２０１および遠距離用３次元図形データ２０３の動きに着目し、近距離用２次元テクスチャデータ２０２および遠距離用２次元テクスチャデータ２０４は、対応する近距離用３次元図形データ２０１または遠距離用３次元図形データ２０３と同時に表示用メモリ１０３または中間メモリ１０４に送られるように構成されている。このために、大容量データメモリ１０５、中間メモリ１０４または表示用メモリ１０３の内部において、近距離用または遠距離用３次元図形データによって形成される面と２次元テクスチャデータとが関連付けられている。   In the three-dimensional graphic display device according to the first and second embodiments, attention is paid to the movement of the short-distance three-dimensional graphic data 201 and the long-distance three-dimensional graphic data 203, and the short-distance two-dimensional texture data 202 is used. The long-distance two-dimensional texture data 204 is configured to be sent to the display memory 103 or the intermediate memory 104 simultaneously with the corresponding short-distance three-dimensional graphic data 201 or the long-distance three-dimensional graphic data 203. For this purpose, in the large-capacity data memory 105, the intermediate memory 104, or the display memory 103, the surface formed by the short-distance or long-distance three-dimensional graphic data is associated with the two-dimensional texture data.

図７は、３次元図形データ２１１と２次元テクスチャデータ２１５との関連付けを説明するための図である。この図７に示す例では、３次元図形データ２１１と２次元テクスチャデータ２１５とは、ポインタデータ２１６によって関連付けられている。一般に、近距離用３次元図形データ２０１は、サンプリングされる点の間隔が狭くて詳細な３次元図形を表すことができる。この近距離用３次元図形データ２０１には、解像度の細かい画像データから成る近距離用２次元テクスチャデータ２０２が関連付けられる。また、遠距離用３次元図形データ２０３には、解像度の粗い画像データから成る遠距離用２次元テクスチャデータ２０４が関連付けられる。   FIG. 7 is a diagram for explaining the association between the three-dimensional graphic data 211 and the two-dimensional texture data 215. In the example shown in FIG. 7, the three-dimensional graphic data 211 and the two-dimensional texture data 215 are associated with each other by pointer data 216. In general, the short-distance three-dimensional graphic data 201 can represent a detailed three-dimensional graphic with narrow intervals between sampled points. This short-distance three-dimensional graphic data 201 is associated with short-distance two-dimensional texture data 202 composed of fine-resolution image data. In addition, the long-distance three-dimensional graphic data 203 is associated with long-distance two-dimensional texture data 204 composed of image data with coarse resolution.

しかしながら、解像度の細かい画像データは、それ自身が必要とするメモリ容量も大きく、データ転送に要する時間も長い。また、３次元図形データによって形成される面には単色の彩色を施すこともでき、この場合は、２次元テクスチャデータがなくても、彩色された３次元図形を表示することができる。   However, fine-resolution image data requires a large memory capacity and requires a long time for data transfer. A surface formed by three-dimensional graphic data can also be colored in a single color. In this case, even if there is no two-dimensional texture data, a colored three-dimensional graphic can be displayed.

そこで、この実施の形態３に係る３次元図形表示装置は、上述した３次元図形データと２次元テクスチャデータの関係を考慮して、３次元図形データに複数の２次元テクスチャデータ２１５を関連付けるように構成したものである。複数の２次元テクスチャデータとしては、解像度が細かい２次元テクスチャデータ２１５Ａと解像度が粗い２次元テクスチャデータ２１５Ｂとが用意される。なお、近距離用３次元図形データに解像度の粗い２次元テクスチャデータを関連付ける場合は、近距離用２次元テクスチャデータを関連付ける他に、遠距離用２次元テクスチャデータを関連付けたり、または、２次元テクスチャデータを関連付けないように構成することもできる。   Therefore, the 3D graphic display device according to Embodiment 3 considers the relationship between the 3D graphic data and the 2D texture data described above, and associates a plurality of 2D texture data 215 with the 3D graphic data. It is composed. As the plurality of two-dimensional texture data, two-dimensional texture data 215A having a fine resolution and two-dimensional texture data 215B having a low resolution are prepared. In addition, when associating two-dimensional texture data having a low resolution with short-distance three-dimensional graphic data, in addition to associating two-dimensional texture data for long distance, or associating two-dimensional texture data for long distance It can also be configured not to associate data.

この実施の形態３に係る３次元図形表示装置においては、視点位置予測部１０７は、視点の移動速度を算出し、移動速度が高速であると判定した場合は、３次元図形データに対して解像度の粗い２次元テクスチャデータを関連付けるように制御される。これにより、視点が高速で移動される場合に必要となるメモリ容量を減らすことができる。この場合、表示される２次元テクスチャは粗くなるが、移動している物体を人間が視認する際は、特に物体（地表面）が遠い場合は細かい部分の把握は元々できないので、表示品質の低下は見る人にとって大きな影響を与えない。   In the three-dimensional graphic display device according to the third embodiment, the viewpoint position prediction unit 107 calculates the moving speed of the viewpoint, and determines that the moving speed is high, the resolution for the three-dimensional graphic data Are controlled to correlate the coarse two-dimensional texture data. Thereby, the memory capacity required when the viewpoint is moved at high speed can be reduced. In this case, the displayed two-dimensional texture is rough, but when a human visually recognizes a moving object, particularly when the object (the ground surface) is far away, it is impossible to grasp a fine part from the beginning. Has no significant effect on the viewer.

なお、視点の移動速度が高速であると判定された場合に、その視点が地表面に近いところを水平移動していれば、３次元図形データとして遠距離用３次元図形データを用い、２次元テクスチャデータとして近距離用の２次元テクスチャデータ２１５Ａを関連付けるように制御できる。これにより、移動している途中において、３次元図形の凹凸などは粗いが、地表の細かい動きを人間が視認できるという利点がある。   If it is determined that the moving speed of the viewpoint is high, if the viewpoint moves horizontally near the ground surface, the long-distance 3D graphic data is used as the 3D graphic data. It can be controlled to associate the two-dimensional texture data 215A for short distance as the texture data. Thereby, while moving, the unevenness of the three-dimensional figure is rough, but there is an advantage that a human can visually recognize the fine movement of the ground surface.

以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る３次元図形表示装置によれば、視点の高速移動などによって表示用メモリ１０３へのデータ転送によるデータ切り替えに時間的な余裕がない場合であっても、３次元図形の様子の確認を主にするか、２次元テクスチャの様子の確認を主にするかなど、３次元図形の表示に対する視認者の要請に合致する制御を行うことができる。   As described above, according to the three-dimensional graphic display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, when there is no time for data switching by data transfer to the display memory 103 due to high-speed movement of the viewpoint or the like. Even if it exists, it is possible to perform control that matches the viewer's request for the display of the three-dimensional figure, such as whether to mainly check the state of the three-dimensional figure or to check the state of the two-dimensional texture. .

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る３次元図形表示装置の構成は、大容量データメモリ１０５に格納されるデータの構造を除けば、実施の形態１に係る３次元図形表示装置の構成と同じである。 Embodiment 4 FIG.
The configuration of the 3D graphic display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention is the same as that of the 3D graphic display apparatus according to Embodiment 1 except for the structure of data stored in the large-capacity data memory 105. is there.

図８は、この実施の形態４に係る３次元図形表示装置における３次元図形データと２次元テクスチャデータの関連および３次元図形データに対する表示物フラグ２２１を説明するための図である。表示物フラグは、３次元図形データが表す３次元図形を構成する主要な要素を示すものであり、例えば「水面」＝１、「山岳・森林地帯」＝２、「農地」＝３、「市街地」＝４などのように決定される。この表示物フラグは、該当区画の表面積を占める主要な物によって事前に分類して与えられる。この場合、該当地域の２次元地図から人が読み取ってコードとして与えるか、領域種別がコード化されている２次元デジタル地図から取得して与えるように構成できる。   FIG. 8 is a diagram for explaining the relation between the three-dimensional graphic data and the two-dimensional texture data and the display object flag 221 for the three-dimensional graphic data in the three-dimensional graphic display device according to the fourth embodiment. The display object flag indicates main elements constituting the three-dimensional graphic represented by the three-dimensional graphic data. For example, “water surface” = 1, “mountain / forest area” = 2, “farmland” = 3, “urban area” ”= 4 or the like. This display object flag is given in advance classified according to main objects occupying the surface area of the corresponding section. In this case, it can be configured such that a person reads from a two-dimensional map of the corresponding area and gives it as a code, or obtains and gives it from a two-dimensional digital map in which the area type is coded.

この実施の形態４に係る３次元図形表示装置においては、上述した実施の形態３と同様に、視点位置予測部１０７は、視点の移動速度を算出し、移動速度が高速であると判定した場合は、３次元図形の多くが表示物フラグ２２１により「水面」、「山岳・森林地帯」または「農地」であることが示されているときは、関連づける２次元テクスチャデータとして、遠距離用の粗い２次元テクスチャデータ２１５Ｂを選び、表示物フラグ２２１により「市街地」が多いことが示されているときは、関連づける２次元テクスチャデータとして、近距離用の細かい２次元テクスチャデータ２１５Ａを選んで表示用メモリ１０３に送る。このような制御により、市街地のように家並みの細かいところは比較的細かい２次元テクスチャデータで表示することが可能となる。   In the 3D graphic display device according to the fourth embodiment, as in the third embodiment described above, the viewpoint position prediction unit 107 calculates the movement speed of the viewpoint and determines that the movement speed is high. When the display object flag 221 indicates that most of the three-dimensional figures are “water surface”, “mountain / forest area”, or “farmland”, the two-dimensional texture data to be associated is rough for a long distance. When the two-dimensional texture data 215B is selected and the display object flag 221 indicates that there are many “urban areas”, the two-dimensional texture data 215A for short distance is selected as the related two-dimensional texture data, and the display memory is selected. 103. By such control, it is possible to display a fine part of the house like an urban area with relatively fine two-dimensional texture data.

なお、この実施の形態４に係る３次元図形表示装置によれば、表示物フラグによって２次元テクスチャデータの選択方法を変えることにより、市街地については２次元テクスチャデータとして遠距離用の粗い２次元テクスチャデータ２１５Ｂを選んで表示用メモリ１０３に送るように構成することもできる。この場合、市街地は細部にとらわれないで視点位置の移動を行うことができる。   In addition, according to the 3D graphic display apparatus according to the fourth embodiment, by changing the selection method of 2D texture data according to the display object flag, a rough 2D texture for long distances is obtained as 2D texture data for urban areas. The data 215B may be selected and sent to the display memory 103. In this case, the viewpoint position can be moved without being constrained by the details of the urban area.

以上説明したように、この実施の形態４に係る３次元図形表示装置によれば、特に視点の高速移動などによって表示用メモリ１０３へのデータ転送によるデータ切り替えに時間的な余裕がない場合であっても、表示対象物との関連で、視認者の要請に合致する制御を行うことができる。   As described above, according to the three-dimensional graphic display device according to the fourth embodiment, there is a case where there is no time for data switching by data transfer to the display memory 103 due to high-speed movement of the viewpoint. However, it is possible to perform control that matches the viewer's request in relation to the display object.

この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional figure display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置において、３次元図形データに基づいて、３次元地形を表示した例を示す図である。It is a figure which shows the example which displayed the three-dimensional topography based on three-dimensional graphic data in the three-dimensional graphic display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置における３次元図形の表示を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the display of the three-dimensional figure in the three-dimensional figure display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る３次元図形表示装置における視点位置予測部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the viewpoint position estimation part in the three-dimensional figure display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係る３次元図形表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional figure display apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３に係る３次元図形表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional figure display apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３に係る３次元図形表示装置における３次元図形データと２次元テクスチャデータとの関連付けを説明するための図である。It is a figure for demonstrating correlation with the three-dimensional figure data and two-dimensional texture data in the three-dimensional figure display apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４に係る３次元図形表示装置における３次元図形データと２次元テクスチャデータの関連および３次元図形データに対する表示物フラグを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relation of 3D figure data and 2D texture data in the 3D figure display apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention, and the display thing flag with respect to 3D figure data.

符号の説明Explanation of symbols

１ クライアント、２ サーバ、１０１ 表示装置、１０２ 位置指示装置、１０３ 表示用メモリ、１０４ 中間メモリ、１０５ 大容量データメモリ、１０６ 中央処理装置、１０７ 視点位置予測部、１０８ メモリ制御部、１０９ サーバ計算機、１１０ ネットワーク。   1 client, 2 server, 101 display device, 102 position indicating device, 103 display memory, 104 intermediate memory, 105 large capacity data memory, 106 central processing unit, 107 viewpoint position prediction unit, 108 memory control unit, 109 server computer, 110 Network.

Claims (5)

３次元図形を規定する３次元図形データと前記３次元図形の表面を彩色するための２次元テクスチャデータとに基づき３次元図形を表示する３次元図形表示装置であって、
３次元図形を表示する表示装置と、
前記表示装置に送って３次元図形を表示させるための３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを記憶する表示用メモリと、
表示精度が異なる複数の３次元図形にそれぞれ対応する複数の３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを記憶した大容量データメモリと、
視点位置を指示する位置指示装置と、
前記位置指示装置による指示に基づき視点位置の移動を予測する視点位置予測部と、
前記視点位置予測部によって予測された視点位置と３次元図形との距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを記憶する中間メモリと、
前記位置指示装置によって指示された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを前記大容量データメモリまたは前記中間メモリから読み出して前記表示用メモリに送り、且つ、前記視点位置予測部によって予測された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを前記大容量データメモリから読み出して前記中間メモリに送るメモリ制御部
とを備えた３次元図形表示装置。 A 3D graphic display device for displaying a 3D graphic based on 3D graphic data defining a 3D graphic and 2D texture data for coloring the surface of the 3D graphic,
A display device for displaying a three-dimensional figure;
A display memory for storing a set of 3D graphic data and 2D texture data to be sent to the display device to display a 3D graphic;
A large-capacity data memory storing a set of a plurality of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data respectively corresponding to a plurality of three-dimensional graphics having different display accuracy;
A position indicating device for indicating a viewpoint position;
A viewpoint position prediction unit that predicts movement of the viewpoint position based on an instruction from the position indicating device;
An intermediate memory for storing a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the viewpoint position predicted by the viewpoint position prediction unit and the 3D graphic;
A set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the viewpoint position indicated by the position indicating device and the 3D graphic is read from the large-capacity data memory or the intermediate memory and sent to the display memory. And a memory for reading a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the distance between the viewpoint position predicted by the viewpoint position prediction unit and the 3D graphic from the large-capacity data memory and sending it to the intermediate memory A three-dimensional graphic display device comprising a control unit. 大容量データメモリは、ネットワークに接続され、
メモリ制御部は、前記大容量データメモリから前記ネットワークを介して３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを読み出す
ことを特徴とする請求項１記載の３次元図形表示装置。 Mass data memory is connected to the network,
The three-dimensional graphic display device according to claim 1, wherein the memory control unit reads a set of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data from the large-capacity data memory via the network. 大容量データメモリは、３次元図形データに関連付けられる解像度の異なる複数の２次元テクスチャデータを記憶し、
メモリ制御部は、位置指示装置による指示内容に応じて、前記大容量データメモリから読み出した複数の２次元テクスチャデータの中から１つを選択し、該選択した２次元テクスチャデータと３次元図形データとを前記表示用メモリに送る
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の３次元図形表示装置。 The large-capacity data memory stores a plurality of two-dimensional texture data having different resolutions associated with the three-dimensional graphic data,
The memory control unit selects one of a plurality of two-dimensional texture data read from the large-capacity data memory according to an instruction content by the position pointing device, and selects the selected two-dimensional texture data and three-dimensional graphic data. The three-dimensional graphic display device according to claim 1, wherein the three-dimensional graphic display device is sent to the display memory. 大容量データメモリは、３次元図形データに関連付けられる解像度の異なる複数の２次元テクスチャデータおよび３次元図形データによって表される３次元図形を構成する主要な要素を示す表示物フラグを記憶し、
メモリ制御部は、位置指示装置によって指示された視点の移動速度が所定値以上である場合は、前記大容量データメモリから読み出した３次元図形データに対応する表示物フラグに応じて複数の２次元テクスチャデータの中から１つを選択し、該選択した２次元テクスチャデータと３次元図形データとを前記表示用メモリに送る
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の３次元図形表示装置。 The large-capacity data memory stores a plurality of two-dimensional texture data having different resolutions associated with the three-dimensional graphic data and a display object flag indicating a main element constituting the three-dimensional graphic represented by the three-dimensional graphic data,
If the moving speed of the viewpoint instructed by the position indicating device is equal to or greater than a predetermined value, the memory control unit may perform a plurality of two-dimensional operations according to the display object flag corresponding to the three-dimensional graphic data read from the large-capacity data memory. 3. The three-dimensional graphic display device according to claim 1, wherein one of the texture data is selected, and the selected two-dimensional texture data and three-dimensional graphic data are sent to the display memory. . ３次元図形を規定する３次元図形データと前記３次元図形の表面を彩色するための２次元テクスチャデータとが記憶された表示用メモリの内容に基づき３次元図形を表示する３次元図形表示方法であって、
表示精度が異なる複数の３次元図形にそれぞれ対応する複数の３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを大容量データメモリに記憶するステップと、
視点位置を指示するステップと、
前記指示に基づき視点位置の移動を予測するステップと、
前記予測された視点位置と３次元図形との距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを中間メモリに記憶するステップと、
前記指示された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを前記大容量データメモリまたは前記中間メモリから読み出して前記表示用メモリに送り、且つ、前記予測された視点位置と３次元図形の距離に応じた３次元図形データと２次元テクスチャデータとのセットを前記大容量データメモリから読み出して前記中間メモリに送るステップ
とを備えた３次元図形表示方法。
A 3D graphic display method for displaying a 3D graphic based on the contents of a display memory in which 3D graphic data defining the 3D graphic and 2D texture data for coloring the surface of the 3D graphic are stored. There,
Storing a set of a plurality of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data respectively corresponding to a plurality of three-dimensional graphics having different display accuracy in a large-capacity data memory;
Indicating a viewpoint position;
Predicting movement of the viewpoint position based on the instructions;
Storing a set of 3D graphic data and 2D texture data in accordance with a distance between the predicted viewpoint position and the 3D graphic in an intermediate memory;
A set of three-dimensional graphic data and two-dimensional texture data corresponding to a distance between the instructed viewpoint position and the three-dimensional graphic is read from the large-capacity data memory or the intermediate memory and sent to the display memory; and 3D graphic display method comprising: reading a set of 3D graphic data and 2D texture data corresponding to the predicted viewpoint position and the distance between the 3D graphic from the large-capacity data memory and sending the set to the intermediate memory .
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